改善测温系统降低锅炉运行成本

贾春梅　蔡娟

[摘要]针对在热电公司6#循环流化床锅炉运行中碰到的温度测量系统高损耗问题，对其设计选型提出合理的建议，通过对测温系统一次原件材质和DCS系统的改造，既保障测温系统准确性和锅炉运行的安全性不变，又达到节支降耗，降低运行成本的目的。

[关键词]热电偶；测温系统；节支降耗；应用

1项目简介

在火力发电厂，温度测量的准确性不但关系到企业的经济利益，更关系到人的生命安全。例如，锅炉过热器的温度接近于过热器钢管的极限耐热温度，如果温度控制不好，会烧坏过热器；在机组启、停过程中，如果温度变化太快，汽缸和汽包会由于热应力过大而损坏：又如，蒸汽温度、给水温度、锅炉排烟温度等过高或过低都会使生产效率降低，导致多消耗燃料。

龙口矿业集团热电公司6拌炉为140t/h循环流化床锅炉，锅炉型号为JGl40-9，8/540-M，设计为单锅筒横置式，自然循环水管锅炉，采用带差速床的低倍率循环流化床燃烧技术，其主副床温度、炉膛温度等均设计950-980℃，其测温系统使用的一次原件热电偶均工作在高温、高磨损、强震动的环境下，锅炉原设计使用的是铂铑10-铂（分度号s）型热电偶。经过一年运行，暴露出以下几个问题：

（1）铂铑10-铂（分度号s）型热电偶价格昂贵。它在热电厂属于高值高损耗设备，单支价格10000元左右，年损耗热电偶在30-40支，6#炉每年仅维护热电偶一项最少需要30-40万元，

（2）材质本身决定热电势率小，一般在7-12Uv/℃，热电特性较差。

（3）测温范围过高，造成不必要的浪费。6#炉沸床正常燃烧温度在950-980℃左右，而铂铑10-铂（分度号s）型热电偶的测温上限长期使用为1300℃，短期使用可达1600℃。

（4）抗震能力弱，极易损坏，给安全运行增添了隐患，增加了热工维修人员的维护工作量。

2改造方案确定

我国从1988年1月1日起，热电偶全部按IEC国际标准生产，并-指定s、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：

（1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

（2）测量范围广。常用的热电偶从-50～+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

（3）构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

热电偶在热电厂属于高值高损耗设备，它的损坏不但直接影响着锅炉安全运行，而且增加了维修人员工作量，特别是材料费用是一个不小的损耗。根据我公司6#锅炉运行时的燃烧情况进行认真的对比研究和技术分析，决定改变原设计测温系统，使用抗震耐磨型镍铬-镍硅（分度号K）型热电偶的测温系统替代铂铑10-铂（分度号S）热电偶测温系统，与s分度热电偶相比其具有以下几项优点：

（1）价格便宜。镍铬-镍硅（分度号K）型热电偶单支价格1300元，按照年损耗热电偶在30支-40支进行计算，每年维护热电偶一项最多需要5万元左右，仅热电偶一项与s分度热电偶相比每年可节省材料最少22万元。

（2）热电势率高，热电特性好。

（3）测温范围合适。镍铬-镍硅（分度号K）型其测温上限长期使用可达1200℃，短期使用可达1300℃，满足6#炉运行最高温度1000℃的需要，完全可以替代S分度。

（4）抗震能力强，不易损坏，可以延长使用更换周期。降低运行成本消耗，减少热工人员的维护工作量。

3工作原理

热电偶温度表是目前应用最广泛的一种温度表，是一种温度电测仪表，它通常由热电偶、热电偶冷端补偿装置（或元件）和显示仪表三部分组成，三者之间用导线连接起来。

热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，即t≠t0时，两者之间便产生电动势。因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。由于热电偶两个接点处的温度不同而产生的电动势称为热电势，这种现象称为热电效应，或称赛贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。测温系统通常由热电偶、热电偶冷端补偿装置（或元件）和显示仪表三部分组成，三者之间用导线连接起来。当热电偶的两端温度不同时，在热电偶回路中将产生热电势，如果冷端温度恒定，则热电势只与热端温度有关，因此测出热电势，即可测得热端温度。

热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律和中间温度定律为制造和使用热电偶奠定了理论基础。

4方案实施

利用临时停炉检修时间将主床温度1、主床温度2两点测温系统进行改造，敷设K分度补偿导线，更换WRNK-330NM L=900mmf 20K分度热电偶，修改DCS组态参数，将整个测温系统由s分度测量系统改造为K分度热电偶测量系统。改造完成后，和原设计主床温度3、主床温度4的S分度热电偶测温系统进行实验比较，通过记录主床燃烧参数分析比对，K分度测温系统完全适合6#爐的燃烧需要，可以替代S型测温系统。

试验成功后，将试验数据和改造情况上报公司，经公司批准利用6#炉大修期间，对锅炉沸床、烟温等处23支S分度热电偶采取重新敷设K分度补偿导线，更换K分度热电偶，修改DCS监控电脑后台的相关参数等方法，把所有S分度测温系统全部改为K分度热电偶，并逐一系统核对，保证运行参数的准确性。

运行至今，K分度热电偶测温系统运行情况良好，数据准确可靠，延长了更换周期，完全满足6#炉安全、经济运行的需要。

5结论

6#炉年损耗热电偶在30-40支左右，改造后每年可以为热电公司节省材料费用20～30万余元。通过此项技术的应用，将公司节支降耗，降低运行成本的工作落到实处，为公司增加了经济效益。

[责任编辑：张涛]