測溫元件安裝技巧探討

　　新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責任公司本期擴建工程裝設兩臺440t/h循環(huán)流化床鍋爐，是*臺135MW、一次中間再熱的循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，使鍋爐內的床料在一次風、二次風的作用下處于流化狀態(tài)，并實現(xiàn)爐膛內的內循環(huán)和爐膛外的外循環(huán)，從而實現(xiàn)往復循環(huán)燃燒。鍋爐總風量約為145kg/S，循環(huán)介質含有：煤粒（粒徑≤7mm）、砂子（粒徑≤0.6mm）、啟動用原床料（zui大粒徑小于3mm）及石灰石。這些物料在一、二次風和高壓硫化風的作用下具有較強的流體性質狀態(tài)，因而使循環(huán)介質具有較大的沖擊力和摩擦力。
　　
　　循環(huán)流化床鍋爐的測溫元件是熱控保護及自動調節(jié)中重要的一次檢測元件，它的安裝方式直接影響著它的檢測效果和使用壽命，也關系著系統(tǒng)的正常運行。以往我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)：在煤粉管道、煙風及風粉混合物介質管道及設備上安裝的測溫元件，在常規(guī)的垂直安裝方式下，由于介質沖擊力不可能得到分解，*作用在測溫元件上，而使其發(fā)生變形彎曲，致使010元件（溫度計芯）斷裂無法監(jiān)測溫度，甚至造成保護動作，影響機組的正常運行。即便在管道內壁上裝有保護套管，還會造成保護套管彎曲變形，無法進行測溫元件的更換安裝。
　　
　　為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，我們對測溫元件的安裝技術進行分析，發(fā)現(xiàn)測溫元件的安裝角度對其使用壽命起著決定性的作用。測溫元件與介質流向成一定夾角安裝，可以使之受到的介質沖擊力得到分解，這對提高測溫元件的使用壽命取得了良好的效果。這個過程可用受力分析及三角函數(shù)計算來描述。
　　
　　1、分析計算
　　
　　下面以135MW機組硫化床鍋爐回料管道上安裝的測溫元件為例，對其進行受力分析，以說明問題。由于測溫元件的彎曲變形主要是介質沖擊力導致的結果，故只需對測溫元件所受沖力的作用進行分析，無須考慮其他次要因素。
　　
　　為了使測溫元件受到的沖擊力得到分解，以減小沖擊力的作用，就必須考慮測溫元件于管道的中心線成一定的夾角安裝。（如圖一所示）　　
　　測溫元件與管道的中心線成θ角，沖力方向為介質流向，則作用在測溫元件上的介質沖力F可以被分解為兩個分力FX和FY，可以看出，F(xiàn)Y是導致測溫元件變形的作用力，F(xiàn)X是介質對測溫元件的摩擦力。介質沖力F與導致測溫元件變形的分力FY之間的關系為：FY=F·Sinθ。
　　
　　根據(jù)上述關系，其受力分析如下：（如圖二所示）　　
　　1．當θ=900時，即測溫元件垂直于管道的中心線安裝，則Fy=F·Sin900,由于Sin900=1,故FY=F，此時導致測溫元件變形的分力FY為zui大值。
　　
　　2．當θ由900趨近于00時，則Sinθ值由1趨近于0，F(xiàn)Y=F·Sinθ由zui大值F趨近0。即:測溫元件與管道中心線的夾角θ越小,導致測溫元件變形的作用力FY越小。
　　
　　3．當θ角為00時,Sin00=0,則FY=F·Sinθ=0.即測溫元件平行于管道的中心線安裝時,導致測溫元件變形的力FY為0,測溫元件只受介質摩擦力FX的作用,這種狀態(tài)由于受安裝條件的限制不可能實現(xiàn)，故不需考慮。
　　
　　為了使安裝的可行性不受到太大的影響,又能使介質沖力得到充分的分解,宜采用“順介質流向與管道的中心線成300～450夾角安裝測溫元件”,其受力效果為:
　　
　　當θ=30°時,FY=F·Sin30°=0.5F;
　　
　　當θ=45°時,FY=F·Sin45°=0.707F;
　　
　　此時，測溫元件受到的介質沖擊力被分解了約一半,另一部分是介質對它造成的摩擦力.對于煤粉、風粉混合物等摩擦系數(shù)較大的介質，還應加裝保護套管，以防測溫元件磨損。這樣，測溫元件可長期使用而不會遭到損壞。另外，順介質流向與管道的中心線成300～450夾角安裝測溫元件，能使在管道上開孔取源、焊接及熱處理等工作順利進行，具備安裝的可行性條件，并能避免介質堆積和局部堵塞。
　　
　　2、結論
　　
　　綜合上述計算分析結果，建議：“在煤粉管道、煙風及風粉混合物等介質沖擊力較大的管道及設備上安裝測溫元件時，測溫元件應與管道的中心線成30°～45°夾角安裝，這種安裝方式可以使測溫元件受到的介質沖擊力得到有效分解分解，且對于摩擦系數(shù)較大的介質還應加裝保護管以防測溫元件磨損”。
　　
　　3、結束語
　　
　　在介質沖擊力較大的位置，若仍采用“垂直安裝”的方式，測溫元件的損壞率高達70%以上，使用壽命不超過兩個月。于是在新鄉(xiāng)135MW機組流化床鍋爐的安裝過程中，我們據(jù)流化床鍋爐的特點與鍋爐廠的專家分析論證后，經(jīng)鍋爐廠同意，將這種安裝技術應用在流化床鍋爐的燃燒室密相區(qū)、燃燒室出口、回料管及旋風筒料腿等處，結果十分理想，自2002年10月鍋爐點火啟動至今，未發(fā)生過測溫元件變形損壞現(xiàn)象。
　　
　　參考文獻
　　
　　1新鄉(xiāng)HG—440/13.7—L.PM型鍋爐機組說明書．哈爾濱鍋爐廠技術資料．
　　
　　２新鄉(xiāng)火電廠技改工程２×１３５ＭＷ機組熱控設計說明書及設計圖紙．河南電力勘測設計院．
　　
　　3電力建設施工及驗收技術規(guī)范．熱工儀表及控制裝置篇．