CN103234484A - 四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其主要技术特点是：包括以下步骤：1、将喷口激光发射器、水冷壁测距仪与测量控制器连接在一起构建测量系统；2、测量控制器向四个喷口激光发射器发出控制命令，水冷壁测距仪接收喷口激光发射器发射的可视激光并测量可视激光点与相邻水冷壁的距离L，然后发送给测量控制器；3、测量控制器计算喷口角度α和燃烧切圆半径r。本发明设计合理，其采用激光测距原理与光学电子感应器原理测量喷口的角度并具有测算燃烧切圆位置的能力，可以快速、准确地测量四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆大小，减少测量误差，保证锅炉燃烧的安全可靠，并可以直观地显示喷口角度和切圆大小。

Description

四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法

技术领域

本发明属于工程测量技术领域，尤其是一种四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法。

背景技术

四角切圆喷燃锅炉是一种燃用煤粉、燃油、燃气等的锅炉。炉膛呈方形，在四角布置喷射器（燃烧器），在燃烧时四角同时喷射燃料，在炉膛中间形成一个切圆以充分混合，增强燃烧效果。如果燃烧器切圆过小，气流接近对冲喷射，使燃烧不稳定；反之，如果切圆直径过大，倒是气流偏斜贴壁引起锅炉水冷壁结焦；也可导致中间无风区过大，出口烟气速度场分布不均匀，断面烟气温差增大，进而造成过热气温、再热汽温的热偏差。因此，如果四角切圆式锅炉喷口角度未能达到设计值，很容易锅炉的燃烧稳定，进而影响锅炉的安全运行。

四角切圆喷燃锅炉在安装及检修期间如何保证锅炉燃烧器的喷口角度与设计一致，至今仍是在锅炉安装及检修当中无法有效解决的问题。特别是进行检修的锅炉只单一地更换一个或数个喷口，如果调整不当很容易造成锅炉燃烧切圆大小及位置与设计不符，直接影响锅炉燃烧情况。现今的喷口调整方式主要依靠人工手动拉线找切圆的方式进行喷口调整，存在着很大的测量误差，无法满足现今日益精确的测量要求。

发明内容

本发明的目的是弥补了现有产品的技术不足，提供一种设计合理、速度快、精度高的四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，包括以下步骤：

步骤1：将喷口激光发射器安装在所要测量喷射器喷口上，将水冷壁测距仪水平安装在该喷射器喷口相对应的水冷壁上，将喷口激光发射器、水冷壁测距仪通过无线方式或有线方式与测量控制器连接在一起；

步骤2：测量控制器向喷口激光发射器发出控制命令，喷口激光发射器接收控制命令后发射可视激光，水冷壁测距仪接收喷口激光发射器发射的可视激光并测量可视激光点与相邻水冷壁的距离L，然后发送给测量控制器；

步骤3：测量控制器采用如下公式计算喷口角度α:

$\mathrm{\α}=90-\arcsin \frac{B}{\sqrt{A^2+B^2}}-\arcsin \frac{A-L}{\sqrt{{(A-L)}^2+B^2}}$

采用如下公式计算喷口所对应的燃烧切圆半径r：

$r=\sin (90-a)\·\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{2};$

其中，A为锅炉燃烧室的长度，B为锅炉燃烧室的宽度。

而且，所述步骤3后还包括：测量控制器将喷口角度α及燃烧切圆半径r通过显示屏显示出来的步骤。

而且，所述喷口激光发射器的数量为四个并分别安装在四个喷射器喷口上，所述水冷壁测距仪的数量为四个并分别安装在四个喷射器喷口相对应的水冷壁上。

而且，所述水冷壁测距仪由测量仪支架、激光测距仪、滑块、水平滑道和电动执行机构构成，水平滑道安装在测量仪支架上，激光测距仪上设有可视激光感应传感器，激光测距仪通过滑块安装在水平滑道上，滑块与电动执行机构相连接并在电动执行机构的驱动下进行水平往返移动。

而且，所述的测量控制器由单片机、通信模块、按键和显示屏构成，单片机分别与通信模块、按键和显示屏相连接。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计合理，其采用激光测距原理与光学电子感应器原理测量喷口的角度并具有测算燃烧切圆位置的能力，可以快速、准确地测量四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆大小，减少测量误差，保证锅炉燃烧的安全可靠，并可以直观地显示喷口角度和切圆大小。

附图说明

图1是本发明所使用的测量系统连接示意图；

图2是水冷壁测距仪的结构示意图；

图3是测量控制器的电路方框图；

图4是本发明的测量原理示意图。

具体实施方式

一种四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，包括以下步骤：

步骤1：将喷口激光发射器安装在所要测量喷射器喷口上，将水冷壁测距仪水平安装在该喷射器喷口相对应的水冷壁上，将喷口激光发射器、水冷壁测距仪通过无线方式或有线方式与测量控制器连接在一起。

本步骤是将测量控制器、四个喷口激光发射器和四个水冷壁测距仪连接在一起，构建本测量方法所需要的测量系统，如图1所示，该测量系统包括测量控制器、四个喷口激光发射器和四个水冷壁测距仪，四个完全相同的喷口激光发射器和四个完全相同的水冷壁测距仪通过无线方式或有线方式与测量控制器相连接。无线方式可以采用蓝牙通信方式或其他无线通信方式，有线方式可以采用RS232通信方式、RS485通信方式或其他通信方式。

喷口激光发射器安装在所要测量喷射器喷口上，通过水平仪调整喷口激光发射器的角度，使得喷口激光发射器发出的可视激光水平打到喷口所对应的水冷壁上。四个喷口激光发射器分别通过有线或无线方式与测量控制器相连接，并在测量控制器的控制下发射可视激光。

水冷壁测距仪安装在水冷壁上，如图2所示，每个水冷壁测距仪由测量仪支架1、激光测距仪3、滑块4、水平滑道5和电动执行机构（图中未示出）构成。水平滑道安装在测量仪支架上，激光测距仪上设有4×4cm接收面的可视激光感应传感器2，激光测距仪通过滑块安装在水平滑道上，滑块与电动执行机构相连接并在电动执行机构的驱动下在水平滑道上进行往返移动。在测量过程中，测量仪支架水平安装在水冷壁上，喷射器喷口处的喷口激光发射器发出的可视激光点照射在可视激光感应传感器的移动轨迹上，在激光测距仪水平移动过程中，一旦激光测距仪接收到可视激光，立即测量滑块到相邻水冷壁的距离L，并将测量的距离数据传送给测量控制器。

所述的测量控制器主要由单片机、通信模块、按键和显示屏构成，如图3所示，单片机分别与通信模块、按键和显示屏相连接。通信模块可以采用无线通信模块或有线通信模块，该通信模块与喷口激光发射器及水冷壁测距仪的通信方式相对应，即：无线通信模块可以采用蓝牙模块，有线通信模块可以采用RS232通信模块或RS485通信模块。单片机与按键相连接可以进行测量参数的设置，单片机通过通信模块与四个喷口激光发射器、四个水冷壁测距仪相连接，通过控制四个喷口激光发射器发射可视激光并接收四个水冷壁测距仪的测距结果，计算出相应的喷口角度和切圆大小，并可以通过显示屏将计算的数据实时显示出来。

步骤2：测量控制器向四个喷口激光发射器发出控制命令，四个喷口激光发射器发射可视激光，四个水冷壁测距仪接收喷口激光发射器发射的可视激光测量激光点与相邻水冷壁的距离L，并发送给测量控制器；

步骤3：测量控制器采用如下公式计算喷口角度α:

$\mathrm{\α}=90-\arcsin \frac{B}{\sqrt{A^2+B^2}}-\arcsin \frac{A-L}{\sqrt{{(A-L)}^2+B^2}}$

其中，A为锅炉燃烧室的长度，B为锅炉燃烧室的宽度，如图4所示。

采用如下公式计算喷口所对应的燃烧切圆半径r：

$r=\sin (90-a)\·\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{2}.$

步骤4：测量控制器将计算结果（喷口角度α及燃烧切圆半径r）通过显示屏显示出来。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将喷口激光发射器安装在所要测量喷射器喷口上，将水冷壁测距仪水平安装在该喷射器喷口相对应的水冷壁上，将喷口激光发射器、水冷壁测距仪通过无线方式或有线方式与测量控制器连接在一起；

步骤2：测量控制器向喷口激光发射器发出控制命令，喷口激光发射器接收控制命令后发射可视激光，水冷壁测距仪接收喷口激光发射器发射的可视激光并测量可视激光点与相邻水冷壁的距离L，然后发送给测量控制器；

步骤3：测量控制器采用如下公式计算喷口角度α:

$\mathrm{\α}=90-\arcsin \frac{B}{\sqrt{A^2+B^2}}-\arcsin \frac{A-L}{\sqrt{{(A-L)}^2+B^2}}$

采用如下公式计算喷口所对应的燃烧切圆半径r：

$r=\sin (90-a)\·\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{2};$

其中，A为锅炉燃烧室的长度，B为锅炉燃烧室的宽度。

2.根据权利要求1所述的四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其特征在于：所述步骤3后还包括：测量控制器将喷口角度α及燃烧切圆半径r通过显示屏显示出来的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其特征在于：所述喷口激光发射器的数量为四个并分别安装在四个喷射器喷口上，所述水冷壁测距仪的数量为四个并分别安装在四个喷射器喷口相对应的水冷壁上。

4.根据权利要求3所述的四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其特征在于：所述水冷壁测距仪由测量仪支架、激光测距仪、滑块、水平滑道和电动执行机构构成，水平滑道安装在测量仪支架上，激光测距仪上设有可视激光感应传感器，激光测距仪通过滑块安装在水平滑道上，滑块与电动执行机构相连接并在电动执行机构的驱动下进行水平往返移动。

5.根据权利要求3所述的四角切圆喷燃锅炉喷口角度及切圆测量方法，其特征在于：所述的测量控制器由单片机、通信模块、按键和显示屏构成，单片机分别与通信模块、按键和显示屏相连接。

Images