本發(fā)明涉及煤粉爐、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)忮仩t等燃料相對(duì)穩(wěn)定的鍋爐爐內(nèi)管泄漏的檢測報(bào)警裝置，而且另安裝于尾部煙道的相變換熱器的泄漏也可以進(jìn)行檢測。

背景技術(shù)：

目前傳統(tǒng)鍋爐泄漏報(bào)警模塊為超聲波報(bào)警模塊，但是傳統(tǒng)煤粉爐、循環(huán)流化床鍋爐及燃?xì)忮仩t，泄漏量低檢測無法觸發(fā)超聲波，例如，循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)19米以下無超聲波探頭且爐內(nèi)雜音較大，采用現(xiàn)有技術(shù)中的超聲波泄漏報(bào)警模塊可靠性極低；而燃?xì)忮仩t一般不安裝泄漏報(bào)警模塊，鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)無法準(zhǔn)確判斷。

在上述幾種鍋爐中，操作人員判斷泄漏目前主要依靠主蒸汽與主給水流量的偏差進(jìn)行判斷，但這種判斷方式只有在水冷壁、過熱器系統(tǒng)泄漏量較大時(shí)才可以準(zhǔn)確判斷（汽包排污影響及流量計(jì)偏差影響），對(duì)于再熱器泄漏則無效（中間再熱鍋爐）?；蛘咭揽磕餮a(bǔ)水流量的變化及煙溫的變化來判斷的話則更為艱難。這種現(xiàn)狀造成了鍋爐泄漏不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停爐，給設(shè)備造成了較大的損害，檢修時(shí)間延長、檢修費(fèi)用增加，影響了整體經(jīng)濟(jì)效益。

因此，如何提供一種可以針對(duì)煤粉爐、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)忮仩t等鍋爐的泄漏進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測的裝置是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種鍋爐泄漏檢測報(bào)警裝置，包括設(shè)置在煙氣流道中的至少一個(gè)濕度傳感器，接收濕度傳感器傳輸?shù)男盘?hào)并依次進(jìn)行處理的放大器、濾波器，將濾波器處理后的信號(hào)進(jìn)行采集存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊的煙氣濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并對(duì)比得出是否達(dá)到泄漏值的處理分析模塊，接收處理分析模塊發(fā)出的命令進(jìn)行報(bào)警的報(bào)警模塊。

在本實(shí)施例中，濕度傳感器安裝在每一個(gè)泄漏監(jiān)測點(diǎn)，并且通過導(dǎo)管固定。本技術(shù)方案還設(shè)有一個(gè)通訊模塊，所述通訊模塊接收處理分析模塊分析對(duì)比后的結(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)程各終端。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，本技術(shù)方案還包括一環(huán)境濕度采集裝置，所述環(huán)境濕度采集裝置采集空氣濕度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳遞給所述分析處理裝置，所述分析處理裝置根據(jù)煙氣濕度數(shù)據(jù)與空氣濕度的差值，得到去除了空氣濕度影響的煙氣濕度數(shù)據(jù)后再進(jìn)行分析是否達(dá)到泄漏值。

優(yōu)選的，所述分析處理裝置分析煙氣濕度數(shù)據(jù)計(jì)算煙氣中水蒸氣質(zhì)量含量進(jìn)行分析是否達(dá)到泄漏值。

所述濕度傳感器可以設(shè)置在煙氣流道的出口處。進(jìn)一步所述濕度傳感器還可以在煙氣流道內(nèi)設(shè)置的每一層受熱面四周均沿著煙氣流道的圓周方向間隔均勻地設(shè)置至少4個(gè)。根據(jù)濕度傳感器所處的位置，可以在高溫處的濕度傳感器的安裝位置設(shè)有冷卻裝置，所述冷卻裝置將煙氣引入經(jīng)過板式換熱器以及鍋爐給水，將煙氣冷卻至合適溫度再傳遞給濕度傳感器。

本發(fā)明通過監(jiān)測煙氣流道內(nèi)的水蒸氣，可以實(shí)現(xiàn)在較低漏量下（鍋爐泄漏量5噸/小時(shí)左右）也可有效發(fā)現(xiàn)，可減輕鍋爐泄漏造成的設(shè)備損害，縮短檢修時(shí)間，可以推廣至發(fā)電廠所有類型的鍋爐，只需做針對(duì)性微調(diào)即可。特別是對(duì)煤粉爐及循環(huán)流化床鍋爐意義重大，在大型燃?xì)忮仩t也具有極高的實(shí)用價(jià)值。解決了傳統(tǒng)手段存在檢測精度不高、易誤報(bào)、泄漏點(diǎn)判斷困難、維護(hù)困難等問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基礎(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明一具體應(yīng)用實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明提出的鍋爐泄漏檢測報(bào)警裝置，其原理在于：按照常規(guī)鍋爐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，所有泄漏所形成的水蒸氣都會(huì)沿?zé)煔饬鞯肋\(yùn)動(dòng)最后由煙囪排出，因排煙溫度一般控制在100攝氏度以上，水蒸氣會(huì)在煙氣濕度值中得以體現(xiàn)。此鍋爐微泄漏報(bào)警裝置是在煙氣流道中適當(dāng)位置（泄漏監(jiān)測點(diǎn)）安裝若干高精度濕度傳感器，再通過信號(hào)傳輸線（電纜）將濕度信號(hào)引至相應(yīng)的計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中將信號(hào)轉(zhuǎn)化為趨勢曲線并進(jìn)行對(duì)比，一旦趨勢大幅上升即發(fā)出報(bào)警提示。

具體的，該鍋爐泄漏檢測報(bào)警裝置在位于煙氣流道中會(huì)設(shè)置至少一個(gè)泄漏監(jiān)測點(diǎn)，在泄漏監(jiān)測點(diǎn)處設(shè)有導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)安裝著高精度的濕度傳感器，放大器和濾波器依次接收濕度傳感器傳輸?shù)男盘?hào)并進(jìn)行處理，然后由數(shù)據(jù)采集模塊將濾波器處理后的信號(hào)進(jìn)行采集存儲(chǔ)，并且可以通過顯示屏顯示出相應(yīng)的趨勢曲線，處理分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊的煙氣濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并對(duì)比得出是否達(dá)到泄漏值，一旦達(dá)到了泄漏值，處理分析模塊就發(fā)出命令通知報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)，還可以通過通訊模塊將相應(yīng)的消息發(fā)送給遠(yuǎn)程的各終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

上述實(shí)施例中沒有考慮到空氣濕度的影響。因我國南方大部分地區(qū)屬于亞熱帶氣候地區(qū)，空氣中濕度較高，而傳統(tǒng)濕度儀檢測值為百分比，在這些地區(qū)空氣濕度百分比動(dòng)輒80%以上顯然不適用，因此，在另一實(shí)施例中采用檢測煙氣中水蒸氣質(zhì)量含量的方法測量，則可避免空氣濕度的影響，具體的通過分析處理裝置分析煙氣濕度數(shù)據(jù)計(jì)算煙氣中水蒸氣質(zhì)量含量進(jìn)行分析是否達(dá)到泄漏值來實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)施例中，還可以追加一個(gè)環(huán)境濕度采集裝置，來消除環(huán)境濕度對(duì)檢測結(jié)果的影響，該環(huán)境濕度采集裝置對(duì)大氣水蒸氣質(zhì)量含量做檢測，采集空氣濕度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳遞給分析處理裝置，分析處理裝置根據(jù)煙氣濕度數(shù)據(jù)與空氣濕度的差值，得到去除了空氣濕度影響的煙氣濕度數(shù)據(jù)后再進(jìn)行分析是否達(dá)到泄漏值。這樣徹底消除了大氣濕度的測量影響。最后，還可以在煙氣濕度測點(diǎn)上側(cè)加裝防雨罩，防止臺(tái)風(fēng)或雨水影響測點(diǎn)測量精度。

以深圳某9e級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組燃?xì)饬?6000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)、熱值33540kj/標(biāo)準(zhǔn)立方米典型燃料計(jì)算：

每標(biāo)準(zhǔn)立方米燃燒需要空氣量大約為：v1=0.26×（33540/1000）-0.25=8.47標(biāo)準(zhǔn)立方米；

每標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣燃燒產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量大約為：v2=1.14×（33540/4187）-0.25+1.06×（1.1+0.25-1）×8.47=12.02標(biāo)準(zhǔn)立方米；

按照滿負(fù)荷每小時(shí)消耗天然氣36.1千標(biāo)準(zhǔn)立方米計(jì)算；

所有燃料每小時(shí)產(chǎn)生的煙氣量為：v3=36100×12.02=433922標(biāo)準(zhǔn)立方米；

在鍋爐不泄漏的情況下煙氣中的水分為：空氣含水量/煙氣量。

深圳屬于濕潤氣候，按100%濕度，一個(gè)大氣壓，25℃計(jì)算，每立方米中含水蒸氣為23.76克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，在鍋爐不泄漏的情況下，在過剩空氣系數(shù)為1.1的情況下，煙氣中空氣中攜帶水蒸氣含量是：23.76×8.47×1.1×36100/433922=18.42克/標(biāo)立方米；根據(jù)天然氣成分絕大多數(shù)為甲烷的情況，按照天然氣燃燒方程：ch4+2o2=co2+2h2o；

每摩爾甲烷將產(chǎn)生2摩爾水蒸氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每立方米天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸氣質(zhì)量是：[1000l/(22.4l/mol)]×2×10g/mol=893克。

折合到煙氣中含量為：893×36100/433922=74.3克。

如此煙氣正常水蒸氣質(zhì)量是：74.3+18.42=92.72克。

假設(shè)鍋爐泄漏量達(dá)到5噸/小時(shí)，煙氣中水分較不泄漏時(shí)水分增加：5000×1000/433922=11.52克/標(biāo)立方米，變化率為12%，判斷時(shí)依據(jù)明顯。

濕度傳感器的安裝同樣有多個(gè)實(shí)施例。

在一實(shí)施例中，濕度傳感器設(shè)置在煙氣流道的出口處。該方式適合單純測漏，只需在煙道出口安裝1臺(tái)濕度傳感器，可以直接測出煙氣水分含量（不選濕度為測量指標(biāo)）。將信號(hào)通過電纜引入集控室內(nèi)經(jīng)過放大、濾波等處理，然后做趨勢顯示，正常情況下該趨勢應(yīng)該平穩(wěn)變化，一旦趨勢大幅上升即報(bào)警（例如變化值達(dá)12%），提示鍋爐泄漏。

在另一實(shí)施例中，濕度傳感器除了安裝在出口處（出口處也可以沿著煙氣流道的圓周方向間隔均勻地設(shè)置了4個(gè)），還可以在煙氣流道內(nèi)設(shè)置的每一層受熱面四周均沿著煙氣流道的圓周方向間隔均勻地設(shè)置至少4個(gè)。本發(fā)明所述的受熱面指的是接觸煙氣的一個(gè)金屬表面，它是從放熱介質(zhì)（煙氣）中吸收熱量并傳遞給受熱介質(zhì)（給水、蒸汽）的表面。這樣可以進(jìn)一步測量具體漏點(diǎn)，測量結(jié)果更加精確，在煙氣流道的尾部豎井煙道內(nèi)各受熱面前后都布置泄漏監(jiān)測點(diǎn)，信號(hào)取前后水蒸氣含量差值，如此可以精確測量漏點(diǎn)，但此種方式需對(duì)煙氣泄漏監(jiān)測點(diǎn)加裝冷卻裝置以保證煙氣溫度滿足測量裝置耐受溫度（因目前煙氣分析儀的檢測區(qū)間在80℃—250℃），此處的冷卻裝置可將煙氣監(jiān)測點(diǎn)前的煙氣引至板式換熱器，通過鍋爐給水將煙氣冷卻至合適溫度再引回?zé)煔獗O(jiān)測點(diǎn)，再由濕度傳感器檢測。

如圖2所示，以9e燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的余熱鍋爐為例，它從下至上安裝在其煙氣流道內(nèi)的每一層受熱面依次為高壓過熱器、第一高壓蒸發(fā)器、第二高壓蒸發(fā)器、同時(shí)位于第四層的低壓過熱器和第一高壓省煤器、第二高壓省煤器、低壓蒸發(fā)器、同時(shí)位于第七層的第三高壓省煤器和低壓省煤器、除氧蒸發(fā)器、凝結(jié)水加熱器，一共具有9層受熱面，考慮測量精度及誤差消除，在這9層受熱面及煙氣流道出口分別設(shè)置煙氣監(jiān)測點(diǎn)，按照各受熱面位置上下布置，每層4個(gè)點(diǎn)按90度夾角沿圓周布置，如此可以以各層所測濕度前后之差值確定漏點(diǎn)位置，同時(shí)以同一層不同點(diǎn)的濕度偏差作為輔助判斷依據(jù)，測量結(jié)果更為精確。高溫區(qū)域可以利用冷卻裝置降溫后再進(jìn)行測量。

當(dāng)然本發(fā)明不限于上述一種鍋爐，還適用于其他燃料相對(duì)穩(wěn)定的煤粉爐或循環(huán)流化床鍋爐。

以上具體實(shí)施例僅用以舉例說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的構(gòu)思下可以做出多種變形和變化，這些變形和變化均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。