[发明专利]用于测量蒸汽锅炉的热交换器的质量变化的方法和装置

说明书

一种用于测量蒸汽锅炉的热交换器组(1，2，3)或该热交换器组的热交换器的质量变化的方法，该热交换器(4)由吊杆(7)支撑到位于所述蒸汽锅炉上方的支撑梁(5，8)，其特征在于，下测量元件(9)和上测量元件(10)连接到至少一个热交换器(4)的至少一根吊杆(7)，并且所述测量元件(9，10)之间的测量长度(X)的变化由连接在所述测量元件(9，10)之间的测量仪器(15)测量，以用于测量所述热交换器(4)的质量变化。优选地是，所述测量仪器(15)附接在所述测量元件(9，10)之间，并且所述测量长度(X)的变化通过所述测量仪器(15)的变形来测量。优选地是，平行于所述吊杆(7)的连接构件(11)位于所述测量元件(9，10)之间，该连接构件(11)将所述长度的变化转送到所述测量仪器(15)。弹性构件(16)附接在所述测量元件(9)和所述上测量元件(10)之间。

技术领域

本发明的范围是用于测量锅炉的热交换器的质量变化的方法和装置。

背景技术

蒸汽锅炉的上部部分设置有一组热交换器，在该组热交换器中，烟气中包含的热量被传递到在管道中流动的水或水蒸气。蒸汽锅炉可以具有例如八个串联连接的热交换器组，每个热交换器组可以具有例如25个平面热交换器，烟气在这些热交换器之间流动。

为了允许无障碍热膨胀，热交换器通常通过吊杆悬挂在位于蒸汽锅炉上方的支撑梁和框架梁上。每个热交换器通常由两个吊杆支撑，每个吊杆连接到单个热交换器的前端和后端。使用基于吊杆的结构是因为足够刚性的支撑难以靠近热交换器进行布置。

蒸汽锅炉的传热表面的污垢阻碍了烟气向在热交换器中循环的介质的传热。用于燃烧黑液的回收锅炉特别容易污染传热表面，因为大量的烟道灰从回收锅炉的炉中排出，夹带在烟气流中，该烟道灰在传热表面上形成沉积物。

通常，通过吹灰设备从传热表面去除杂质，吹灰设备的工作蒸汽取自锅炉本身的蒸汽生产。用于吹灰的蒸汽的能量含量降低了从蒸汽锅炉转移到涡轮机和其它工艺中的蒸汽的能量含量。确定吹灰间隔对于优化蒸汽锅炉的整体效率至关重要。吹灰设备基于操作模型来使用，该操作模型是基于操作情况和经验而设计的(drafted)。在最重要且最容易污染的区域，吹灰设备比其它地方操作更频繁。

吹灰通过定期去除锅炉的热表面上沉积的灰和渣来保持锅炉的效率和蒸汽生产能力。因此，通过过程测量来形成锅炉吹灰需求的观点是很重要的，以便在适当的时间在锅炉的适当部分进行吹灰。通过根据需要进行吹灰，可以节省大量蒸汽并提高从锅炉获得的效率。特别是对于回收锅炉，沉积物的过度积聚会导致锅炉的过早且由此昂贵的停机。

监测热交换器的质量变化是已知的，例如从公布US6323442中已知，在该公布中，热交换器组的质量通过附接到吊杆的应变仪来测量。吊杆支撑热交换器组的入口流和出口流的收集管，这些管又支撑各个热交换器。此外，必须测量吊杆的温度，以实现温度补偿。在公布WO2004102104中，通过载荷传感器从吊杆获得测量值，这比应变仪测量值更精确。

发明内容

将载荷传感器放入现有的蒸汽锅炉在实践中是困难的。所需的大载荷传感器很昂贵，并且它们的改装需要在安装期间打开对吊杆的紧固并支撑热交换器。

吊杆是很坚固耐用的，并且通常约40mm厚。应变仪的长度通常最多只有几厘米。污垢引起的质量变化不会导致吊杆在如此短的测量距离内显著伸长。载荷传感器和应变仪两者的问题是，与干净结构的质量相比，污垢的质量很小。过热器的总质量可超过10000Kg，而积聚的最大污垢可达到总质量的5-10％。为了控制和优化污垢，分辨率应使得能够指示从10kg到几十千克的变化。因此，所需的分辨率仅为炉的总质量的千分之几。前面提到的方法的分辨率不足以进行精确的监测，也不足以基于测量数据控制吹灰操作。由于质量变化导致的吊杆伸长也是很小的，以致所需的精确尺寸测量仪器很昂贵。由于热交换器的数量多，因此获得综合测量结果所需的测量仪器的数量也多。测量仪器的成本起着重要的作用，因为所需仪器的数量被计算在内，如果不是以数百个计的话，也至少以数十个计。因此，精确测量系统的成本可以很容易超过通过测量数据获得的收益。