Results of the use of a new design thermometer for measuring the transient temperature of superheated steam in the boiler

• Autorzy: Jaremkiewicz M. , Taler D.

Warianty tytułu

PL

Wyniki zastosowania termometru o nowej konstrukcji do pomiaru nieustalonej temperatury pary przegrzanej pary w kotle

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper is to verify the effectiveness of the new technique of measuring the superheated steam temperature in the transient state in a power plant. It based on the application of a new design thermometer with calculation method using the solution of the inverse heat conduction problem. Steam temperature was also measured with an existing conventional thermometer so that the advantages of the new measurement technique could be assessed. Temperature measurements using both thermometers were made at the boiler start-up, boiler shut-off and during boiler operation. The thermometers were located downstream of the second superheater attemperator. The results of measurements were compared. The fastest change in steam temperature occurred after the sudden injection of water into the attemperator header. In this case, the temperature measurement errors with the conventional thermometer are the highest. Dynamic errors of steam temperature measurement using conventional thermometers exceeded 80 K. The measurements made show a much greater accuracy of the measurement of the transient steam temperature using the proposed new technique.

PL

Celem pracy jest weryfikacja skuteczności nowej techniki pomiaru nieustalonej temperatury pary przegrzanej w elektrowni. Opiera się ona na zastosowaniu termometru o nowej konstrukcji z metodą obliczeniową wykorzystującą rozwiązanie odwrotnego zagadnienia przewodzenia ciepła. Aby możliwe było oszacowanie zalet nowej techniki pomiarowej, wykonywany był również pomiar temperatury za pomocą istniejącego, konwencjonalnego termometru. Pomiary temperatury przy użyciu obu termometrów zostały wykonane podczas rozruchu, wyłączania z ruchu oraz pracy ciągłej kotła. Termometry zostały zamontowane za schładzaczem wtryskowym wtórnego przegrzewacza pary. Wyniki pomiarów zostały porównane. Najszybsze zmiany temperatury pary występują po nagłym wtrysku wody w komorze schładzacza. W tym przypadku błędy pomiaru temperatury za pomocą konwencjonalnego termometru są najwyższe. Błędy dynamiczne pomiaru temperatury pary przy wykorzystaniu konwencjonalnego termometru przekraczają 80 K. Przeprowadzone pomiary wskazują na znacznie większą dokładność pomiaru nieustalonej temperatury za pomocą nowej techniki pomiarowej.

Słowa kluczowe

EN

transient temperature measurement; high-pressure thermometer; power plant; inverse marching method

PL

pomiar nieustalonej temperatury; termometr do pomiaru temperatury czynnika o wysokim ciśnieniu; elektrownia; metoda krocząca do rozwiązywania zagadnień odwrotnych

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 6
• Strony: 85--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fig.

Twórcy

autor

Jaremkiewicz M.

• Institute of Thermal Power Engineering, Faulty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Taler D.

• Institute of Heat Engineering and Air Protection, Faculty of Environmental Engineering, Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• [1] Baerts Ch., Van Gerwen P., European patent EP1069416 (A1): Method for decreasing the response time of a temperature sensor, Heraeus Electro Nite Int, 2001-01-17.
• [2] Bauer W.D., Wenisch J., Heywood J.B., Averaged and time-resolved heat transfer of steady and pulsating entry flow in intake manifold of a spark-ignition engine, International Journal of Heat and Fluid Flow 19 (1998) 1-9.
• [3] Dietmann S., Wienand K., German patent DE4424384 (A1): Fast response temperature probe especially for measuring temperature in range minus forty to plus one thousand degrees centigrade, Heraeus Sensor GmbH, 1996-01-18.
• [4] Jaremkiewicz M., Taler D., Sobota T.: Measuring transient temperature of the medium in power engineering machines and installations, Applied Thermal Engineering 29 (2009) 3374-3379.
• [5] Jaremkiewicz M., Taler D., Sobota T.: Measurement of transient fluid temperature, International Journal of Thermal Sciences 87 (2015) 241-250.
• [6] Jaremkiewicz M., Taler J.: Measurement of Transient Fluid Temperature in a Pipeline, Heat Transfer Engineering 39 (2018).
• [7] Johnson M.P., Gilson A.G.,: Do Your Thermowells Meet the ASME Standard?, Flow Control 8 (2012).
• [8] Kerlin T.W., Johnson M.: Practical Thermocouple Thermometry, second ed., International Society of Automation, Research Triangle Park, NC , 2012.
• [9] Kolpatzik S.: European patent EP1014061 (A1), Method for determining the gas temperature, averaged over the cross-section of a gas conduit, Ruhrgas AG, 2000-06-28.
• [10] Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J., McGhee J.: Temperature Measurement, 2nd ed., Wiley, Chichester, 2001.
• [11] Morriesen A., Deschamps C.J.: Experimental investigation of transient fluid flow and superheating in the suction chamber of a refrigeration reciprocating compressor, Applied Thermal Engineering 41 (2012) 61-70.
• [12] Olczyk A.: Problems of unsteady temperature measurements in a pulsating flow of gas, Measurement Science and Technology 19 (2008) 11.
• [13] Rakopoulos C.D., Rakopoulos D.C., Mavropoulos G.C., Giakoumis E.G.: Experimental and theoretical study of the short term response temperature transients in the cylinder walls of a diesel engine at various operating conditions, Applied Thermal Engineering 24 (2004) 679-702.
• [14] Taler J.: A semi-numerical method for solving inverse heat conduction problems, Heat and Mass Transfer 31 (1996).
• [15] Taler J., Duda P.: Solving Direct and Inverse Heat Conduction Problems, first ed., Springer, Berlin, 2006.
• [16] Taler J., Taler D.: Measurement of Heat Flux and Heat Transfer Coefficient, in: G. Cirimele, M. D’Elia (Eds.), Heat Flux. Processes, Measurement Techniques and Applications, Nova Science Publishers, Inc., New York, 2012.
• [17] Taler J., Taler D., Sobota T., Cebula A.: Theoretical and Experimental Study of Flow and Heat Transfer in a Tube Bank, in: V. M. Petrova (Ed.), Advances in Engineering Research. Volume 1, Nova Science Publishers, Inc., New York, 2012, pp. 1-56.
• [18] Taler J., Węglowski B., Sobota T., Jaremkiewicz M., Taler D.: Inverse Space Marching Method for Determining Temperature and Stress Distributions in Pressure Components, in: M.A. dos Santos Bernardes (Ed.): Developments in Heat Transfer, InTech, Rijeka, 2011, pp. 273-292.
• [19] Taler J., Zima W., Jaremkiewicz M.: Simple method for monitoring transient thermal stresses in pipelines, Journal of Thermal Stresses 39 (2016) 386–397.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).