CN105605611A - 基于声学技术的炉膛温度在线监测系统 - Google Patents

基于声学技术的炉膛温度在线监测系统 Download PDF

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丁为平
陈克祥
陈太文
高志翔
戴永志
顾斌
张达健
朱海峰
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/08—Measuring temperature
    • F23N2225/12—Measuring temperature room temperature

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，该系统为独立系统，不影响机组任何设备的运行；用于检测温度的声源采用自主设计的电动声源，功率大、频率范围可调，能提供足够的声压级。声波检测器采用的驻极体式增强型传声检测器，灵敏度高，能够承受高温。声波导管能起到隔热、隔离燃烧副产物和保护传声器的作用。

Description

基于声学技术的炉膛温度在线监测系统
技术领域
本发明涉及温度检测系统，具体涉及一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统。
背景技术
发电厂锅炉燃烧优化是火电厂安全、节能和减排的关键所在。越来越多的大型机组采用了燃烧改造技术(如低氮燃烧器、过燃空气喷射器、浓淡分离技术等)，以保证机组经济、安全、稳定运行，减少NOX的产生，达到环保要求。但是长期以来，没有一种可靠和准确的测量炉膛温度(场)的手段，使优化燃烧失去直接监控和判别的依据。温度是描述热力过程的重要基本参数之一，是涉及电厂安全、控制和效率的重要因素。对电站锅炉内部温度场进行监视和控制，可防止炉膛出口温度过高导致过热器结焦和管壁超温；矫正燃烧不均衡，及时发现和调整两侧烟温、汽温的偏差；优化风煤比，提高燃烧效率，防止锅炉局部过热；减少NOX的排放，控制灰的特性，改善整体效率。
炉膛测温技术
炉膛内部燃烧检测对于机组的安全性和经济性有着十分重要的作用。传统的炉膛温度测量装置主要有接触式和非接触式两类
接触式：热电偶、炉膛烟温探针
此法的优点是简单可靠，测量直观；缺点是仅能实现点测量，测量温度受限，无法实现连续监测。(受耐温限制，一般仅在锅炉启动时伸入炉膛测量出口烟气温度，当烟温达到一定值时，必须马上退出炉膛，因此，其允许使用温度范围和作用也有限)。
接触式：光学测温：红外式温度计激光测温光学投影温度重建
此种测量方法的优点是测温方便；缺点是对测量环境的要求比较苛刻对于炉膛环境中测量误差较大。激光直线传播所测平面分辨率低，费用昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其目的是可以实现锅炉炉膛烟温探针替代，进行炉膛点火监测，对运行中的炉膛出口烟气温度监测，防止炉膛结渣，以及炉管泄漏的监测。
一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其包括：
炉膛；
温度检测装置，所述的温度检测装置设置于炉膛内，所述的温度检测装置包括声波发生装置以及声波接收装置，所述的声波发生装置用于发送声波温度检测信号用于检测炉膛内的温度，所述的声波接收装置用于接收声波发生装置所发送的声波温度检测信号；
信号调入处理器，用于将接收声波发生装置接收的声波温度检测信号转换成为模拟信号；
信号输入输出装置，用于将信号调入处理器的模拟信号输出于检测微机；
检测微机，用于将信号输入输出装置输出的信号显示于检测微机的显示屏上。
进一步的，所述的炉膛内设置有若干个声波发射测点和声波接收测点，所述的声波发射测点设置有声波发生装置，所述的声波接收测点设置有声波接收装置。
进一步的，所述的声波发生装置包括声波导管，所述的声波导管的一端连接有声波发生器，所述的声波导管上设置有声波检测器。
进一步的，所述的声波接收装置包括声波导管，所述的声波导管连接有声波接收器。
本发明提供的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其有益效果在于：该系统为独立系统，不影响机组任何设备的运行；用于检测温度的声源采用自主设计的电动声源，功率大、频率范围可调，能提供足够的声压级。声波检测器采用的驻极体式增强型传声检测器，灵敏度高，能够承受高温。声波导管能起到隔热、隔离燃烧副产物和保护传声器的作用。测量精度高，常温下的测温分辨率为0.2℃，热态下测温分辨率为6℃。测量动态范围大，测温范围可达0～2000℃，完全满足锅炉在各种负荷下运行的测量要求。测量对象多，可应用于多种负荷锅炉，适应前后墙对冲、四角切圆等多种燃烧方式炉型。利用物理特性，不受燃烧中炉膛壁和炉内其他部件的辐射影响，不对锅炉本体有任何伤害，实时测量，没有温度漂移，准确度高，设备无老化现象，日常维护量少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
附图1为本发明中基于声学技术的炉膛温度在线监测系统的结构示意图；
附图2为本发明中声波在线监测结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例如附图1和附图2所示，
一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其包括：
炉膛1；
温度检测装置，所述的温度检测装置设置于炉膛1内，所述的温度检测装置包括声波发生装置21以及声波接收装置22，所述的声波发生装置用于发送声波温度检测信号用于检测炉膛1内的温度，所述的声波接收装置22用于接收声波发生装置21所发送的声波温度检测信号；
信号调入处理器3，用于将接收声波发生装置21接收的声波温度检测信号转换成为模拟信号；
信号输入输出装置4，用于将信号调入处理器3的模拟信号输出于检测微机5；
检测微机5，用于将信号输入输出装置4输出的信号显示于检测微机5的显示屏6上，所述的炉膛1内设置有若干个声波发射测点和声波接收测点，所述的声波发射测点设置有声波发生装置21，所述的声波接收测点设置有声波接收装置22，所述的声波发生装置21包括声波导管211，所述的声波导管211的一端连接有声波发生器212，所述的声波导管211上设置有声波检测器213，所述的声波接收装置22包括声波导管221，所述的声波导管221连接有声波接收器222。
本发明提供的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，该系统为独立系统，不影响机组任何设备的运行；用于检测温度的声源采用自主设计的电动声源，功率大、频率范围可调，能提供足够的声压级。声波检测器采用的驻极体式增强型传声检测器，灵敏度高，能够承受高温。声波导管能起到隔热、隔离燃烧副产物和保护传声器的作用。测量精度高，常温下的测温分辨率为0.2℃，热态下测温分辨率为6℃。测量动态范围大，测温范围可达0～2000℃，完全满足锅炉在各种负荷下运行的测量要求。测量对象多，可应用于多种负荷锅炉，适应前后墙对冲、四角切圆等多种燃烧方式炉型。利用物理特性，不受燃烧中炉膛壁和炉内其他部件的辐射影响，不对锅炉本体有任何伤害，实时测量，没有温度漂移，准确度高，设备无老化现象，日常维护量少。
本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其特征在于，其包括：
炉膛(1)；
温度检测装置，所述的温度检测装置设置于炉膛(1)内，所述的温度检测装置包括声波发生装置(21)以及声波接收装置(22)，所述的声波发生装置发送声波温度检测信号用于检测炉膛(1)内的温度，所述的声波接收装置(22)用于接收声波发生装置(21)所发送的声波温度检测信号；
信号调入处理器(3)，用于将接收声波发生装置(21)接收的声波温度检测信号转换成为模拟信号；
信号输入输出装置(4)，用于将信号调入处理器(3)的模拟信号输出于检测微机(5)；
检测微机(5)，用于将信号输入输出装置(4)输出的信号显示于检测微机(5)的显示屏(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其特征在于，所述的炉膛(1)内设置有若干个声波发射测点和声波接收测点，所述的声波发射测点设置有声波发生装置(21)，所述的声波接收测点设置有声波接收装置(22)。
3.根据权利要求1或者2所述的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其特征在于，所述的声波发生装置(21)包括声波导管(211)，所述的声波导管(211)的一端连接有声波发生器(212)，所述的声波导管(211)上设置有声波检测器(213)。
4.根据权利要求1或者2所述的一种基于声学技术的炉膛温度在线监测系统，其特征在于，所述的声波接收装置(22)包括声波导管(221)，所述的声波导管(221)连接有声波接收器(222)。
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