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1.装置概述
锅炉水冷壁区域的高温腐蚀是指锅炉内水冷壁管在高温烟气的环境里，具有高的管壁温度时所发生的锈蚀现象，水冷壁区域的高温腐蚀通常集中在燃烧器附近。而发生高温腐蚀的重要的内因条件是燃烧中的含硫量较高，外部条件是高温烟气引起的水冷壁的高管壁温度和煤粉火焰贴墙，壁面区域高还原性气氛。研究表明，尽管影响水冷壁高温腐蚀的因素众多，但均与还原性气氛有关，如果不存在还原性气氛，则不会发生高温腐蚀现象。近年来，随着锅炉向大容量高参数发展，锅炉水冷壁温度相应提高，因此锅炉水冷壁高温腐蚀现象出现得更加频繁。
为了降低NOx的排放量，目前大都采用分级送风或低氧燃烧，因此在水冷壁附件区域形成了还原性气氛，直接造成了锅炉水冷壁的高温腐蚀。水冷壁高温腐蚀对锅炉机组的安全经济运行已经构成了严重的危险。锅炉高温腐蚀在线检测与优化控制能够对锅炉水冷壁高温腐蚀区域进行还原性气氛的在线监测，有助于指导运行人员及时提供燃烧调整，减弱还原性气氛，从而大大降低水冷壁高温腐蚀的程度。
2.测量原理
根据锅炉的燃烧火焰类型确定还原性气氛的分布，在可能发生水冷壁高温腐蚀的区域安装水冷壁高温腐蚀在线测量与优化控制装置，实时监测该区域在燃烧过程中产生的还原性气氛的浓度，通过还原性气氛的浓度的大小、水冷壁附近燃烧温度、标煤析算硫份、当量切圆直径、运行负荷大小以及与高温腐蚀的程度趋势建立对应关系，由集中控制系统计算分析为运行人员及时提出腐蚀预警，并在线显示水冷壁腐蚀程度。协助运行人员及时调整燃烧，从而降低锅炉水冷壁高温腐蚀的程度。
3.装置构成
包括：取样单元、冷却单元、气氛预处理单元、反吹单元、分析单元、集中控制与报警单元。
3.1 取样单元
取样单元由：取样管、取样探头两部分组成
3.1.1 取样管
取样管固定在锅炉炉壁的鳍片上，用来提供传输气氛的通道，使取样探头与炉内连通，保证真实采集到锅炉水冷壁附近产生的还原性气氛，并具备一定的代表性。它包括金属管、绝缘体、球阀、45度角等构件，整体密封。气氛取样管安装位置到分析系统的距离长度不宜超过10米。
3.1.2 取样探头
取样探头安装于取样管内部，用于抽取取样管内（锅炉水冷壁附件）的气氛。采样探头抽取样气（粉尘与气氛的混合物），通过采样管进入分析仪系统内的气体冷却器，进行冷却及干燥除尘，再通过二级微粒过滤器除去微小颗粒。取样探头为不锈钢粉末烧结滤棒，有效滤除20um以上颗粒。（采样探头如下图）
3.2 冷却单元
冷却单元由：散热片、冷却风、冷却器三部分组成，把气氛中含有的水蒸汽充分结露，以液态水形式排出控制箱外。
3.2.1 散热片用于冷凝器的散热。
3.2.2 冷却风采用电厂的仪用压缩空气对散热片进行不间断连续吹扫。
3.2.3 冷却器
采用高效双层帕尔贴制冷片对样气进行冷却，由独立温控仪控制冷却器温度在0~4℃之间，凝结的凝露由冷凝水收集器收集后，通过排凝蠕动泵定时排出。
3.3 气氛预处理单元
气氛预处理单元由排凝系统、气氛干燥以及二级过滤器组成，保证气氛进入分析仪测量室前气氛为纯净的气体，不含水分与煤粉未燃烧颗粒。
3.4 反吹装置
探头尾部连接一个三通球阀，正常采样时，球阀呈上下直通，采样气体直接进入气体分析室，当需要吹扫时，旋转气缸驱动球阀阀芯逆时针旋转90度，形成压缩空气向法兰侧的吹扫。同时堵塞至气体分析室的通道。
3.5 分析单元
分析单元由：气体分析仪、PLC、液晶触摸屏等三部分组成
3.5.1 气氛分析仪
分析仪将经过预处理后的样气送入气体分析室进行红外分析，专用NDIR模块将测量数据通过通讯方式传入PLC中，经数字滤波、线性插值及温度补偿等软件处理后,给出气体浓度测量值，以4~20mA电流信号输出。
3.5.2 PLC
欧姆龙PLC用于控制箱内所有控制以及装置的软件上传。同时输出4-20mA标准信号以及各种报警信号到DCS系统。
3.5.3 液晶触摸屏
液晶触摸屏采用施耐德标准液晶触摸屏，用于系统设置、气氛在线显示。
3.6 集中控制与报警单元
3.6.1 工业计算机
3.6.2 高温腐蚀监测软件
3.6.3 高温腐蚀控制系统
4.装置功能特点
* 实时在线显示燃烧器区域还原性气氛浓度
* 水冷壁高腐蚀在线报警
* 及时诊断预警锅炉是否发生缺氧燃烧
* 水冷壁高温腐蚀程度在线显示（轻度、中度、严重）
* 指导运行及时优化调整锅炉燃烧状况
* 提供水冷壁腐蚀程度的控制方案
