超（超）临界压力锅炉膜式水冷壁危险点壁温在线监测方法研究.pdf

超（超）临界压力锅炉膜式水冷壁危险点

壁温在线监测方法研究

1,2111

张志正孙保民徐鸿郭永红

刘国跃3胡建民3胡式海3刘冉星3柳晓3

(1.华北电力大学能源动力学院102206)

(2.长春工程学院能源动力系1300123.华能国际电力股份有限公司100031)

摘要：亚临界或超（超）临界压力电站锅炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温的在线监测一直都较难实现。本

文提出一种针对超（超）临界压力电站锅炉水冷壁基于温度场数值模拟结果间接测量向火侧温度方法。用数

值模拟结果拟合背火侧三个特征点温度差值与向火侧两个危险点温度的关系式，通过监测水冷壁背火侧三点

温度，即可间接测量向火侧危险点温度。

关键词：膜式水冷壁；壁温；拟合；在线监测

0前言

超（超）临界压力发电技术经过了一段曲折的发展历程，现在已经是成熟的发电技术，具

有效率高、排放少、易于调峰、运行稳定的特点，是一次能源以煤为主的国家应大力发展的机

组。膜式水冷壁是电站锅炉的重要部件。其壁温监测是进行运行调节、寿命管理、水动啊作为

已知条件。对于亚临界及其以下压力的锅炉的q和α，超（超）临界压力锅炉q、α、t的

0202p

准确的在线测量和计算还较为困难。

在文献中，对于亚临界及其以下压力的锅炉水冷壁管中α2均假设为沿管子周向为常数，

这对准确计算管壁温度场来说这些假设误差较大。因为在沸腾状态下，如果是核态沸腾，气泡

主要在向火侧内壁产生，此处扰动较强，α2大，管壁实际温度比计算值稍低；如果是膜态沸

腾，也是先在向火侧内壁产生，α2比背火侧小得多，管壁实际温度将比计算值高很多。

1研究方法

1.1指导思想

建立水冷壁温度场的数学描写，用有限元方法求解任意给定几组不同的α2和q的水冷壁

温度场分布，通过分析背火侧三点（管外壁中点E点、背火侧鳍根D点、背火侧鳍端C点，

如图1）壁温的两个差值ΔtED、ΔtEC与α2和q0的关系，这样可以得到两个方程，从而解出α2

和q。加上向火侧的两点（管外壁中点F点、向火侧鳍端B点），拟合出如下表达式：

0

tf(,q)（1）

ED120

tf(,q)（2）

EC220

tf(,q)（3）

EF320

tf(,q)（4）

EB420

联立（1）（2），通过监测背火侧壁温可确定α和q，代入（3）（4），可以求出温差Δt、

20EF

ΔtEB，进而得到危险点F点和B点的温度，即实现了对危险点温度的监测。