CN106441105A - 锅炉膨胀监测系统和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉膨胀监测系统和监测方法，系统包括：参考监测装置，所述参考监测装置包括三个相互垂直形成三维坐标；激光发射装置，所述激光发射装置包括三组激光发射源用于发射监测激光；激光接收装置包括三组激光接收端用于接收反射的激光；以及上位机用于根据三组激光接收端传递的激光接收信息进行分析并反馈。本发明具有如下优点：通过在锅炉监测点固定连接参考监测装置，通过对参考监测装置上的相互垂直并组成三维坐标的三个参考板分别进行激光监测，在锅炉监测点发生膨胀后，导致参考监测装置上的三个参考板发生偏移，进一步导致激光接收装置接收的反射激光反生偏移，通过对偏移量进行计算，从而得到锅炉监测点的膨胀信息。

Description

锅炉膨胀监测系统和监测方法

技术领域

本发明涉及锅炉膨胀监测领域，具体涉及锅炉膨胀监测系统和监测方法。

背景技术

大型电站锅炉大都采用全悬吊结构，使锅炉本体的每个部分能够有比较充分的热膨胀,大大地减少了由于热膨胀受阻而产生的热应力。为了进行比较精确的热膨胀位移计算,以便进行系统的应力分析和密封设计,需要有一个在各种工况下都保持不变的膨胀中心。通过设置锅炉膨胀中心和锅炉导向装置(刚性梁和钢架上的一些结构),希望实现以膨胀中心为起点，按预定方向膨胀。当膨胀遇阻或导向装置失效时，实际膨胀和设计值就会产生偏差，相关受力元件的应力情况就会发生较大的变化，容易发生金属寿命大幅下降，甚至短期失效问题。

现在锅炉本体大都设计一套机械式监测装置，该装置结构简单、测量精度低、数据偏差大，造成对锅炉本体膨胀测量不准确，导致锅炉安全运行存在隐患，而且需要人工攀爬到安装点进行参数的读取，费时费力。由于测试点较多，相距较远，如果锅炉膨胀速度较快的话，无法第一时间监测读取膨胀位移的变化量，造成参数信息的遗漏。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种锅炉膨胀监测系统。

本发明的第二个目的在于提出一种锅炉膨胀监测方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种锅炉膨胀监测系统，包括：参考监测装置，所述参考监测装置包括三个相互垂直形成三维坐标的第一参考板、第二参考板和第三参考板，所述参考监测装置还包括与锅炉监测点固定连接的固定板，所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板中任一一块参考板与所述固定板通过连接部件连接；激光发射装置，所述激光发射装置用于发射监测激光，所述激光发生装置包括三组激光发射源，所述三组激光发射源分别与所述第一参考板、所述第二参考板和第三参考板一一对应设置；激光接收装置，所述激光接收装置包括三组激光接收端，所述三组激光接收端用于一一对应接收所述三组激光发射源照射所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板后反射的激光；以及上位机，所述三组激光接收端分别与所述上位机连接，所述上位机用于根据所述三组激光接收端传递的激光接收信息进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息并反馈。

根据本发明实施例的锅炉膨胀监测系统，由于锅炉的每个被测点表面不一定与激光器的安装位置垂直或者平行，因此，直接测量锅炉表面并不合适，会产生因为角度造成的误差，通过在锅炉监测点固定连接参考监测装置，通过对参考监测装置上的相互垂直并组成三维坐标的三个参考板分别进行激光监测，在锅炉监测点发生膨胀后，会导致参考监测装置整体位置发生偏移，从而导致参考监测装置上的三个参考板发生偏移，进一步导致激光接收装置接收的反射激光反生偏移，通过对偏移量进行计算，从而得到锅炉监测点的膨胀信息。

另外，根据本发明上述实施例的锅炉膨胀监测系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第二参考板与所述第一参考板铰接，所述第三参考板与所述第二参考板铰接。

进一步地，所述第一参考板与所述第二参考板组成一个角钢，所述第三参考板与所述第一参考板或所述第二参考板铰接。

进一步地，所述第二参考板与所述第一参考板铰接，所述第三参考板与所述第一参考板或所述第二参考板插接。

进一步地，所述连接部件为第一伸缩杆。

进一步地，所述参考监测装置还包括旋转托盘，所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板中任一一块参考板与所述连接部件通过所述旋转托盘连接。

进一步地，所述激光发射源和所述激光接收端组成激光传感器，还包括激光传感器安装平面和激光传感器安装底座，所述激光传感器安装平面和所述激光传感器安装底座通过第二伸缩杆连接。

进一步地，所述激光传感器外侧设置有防护罩，所述防护罩设置在所述传感器安装平面上。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种锅炉膨胀监测方法，包括权利上述的锅炉膨胀系统，所述方法包括以下步骤：S1：所述三组激光发射源分别对对应设置的所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板所述发射监测激光；S2：所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板将所述监测激光反射给所述三组激光接收端；S3：所述三组激光接收端将所述激光接收信息转换为电信号传递给所述上位机；S4：所述上位机根据所述电信号进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息；以及S5：将所述膨胀信息进行反馈。

根据本发明实施例的锅炉膨胀监测方法，由于锅炉的每个被测点表面不一定与激光器的安装位置垂直或者平行，因此，直接测量锅炉表面并不合适，会产生因为角度造成的误差，通过在锅炉监测点固定连接参考监测装置，通过对参考监测装置上的相互垂直并组成三维坐标的三个参考板分别进行激光监测，到锅炉监测点发生膨胀后，会导致参考监测装置整体位置发生偏移，从而导致参考监测装置上的三个参考板发生偏移，进一步导致激光接收装置接收的反射激光反生偏移，通过对偏移量进行计算，从而得到锅炉监测点的膨胀信息。

另外，根据本发明上述实施例的锅炉膨胀监测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述步骤S5进一步包括：将所述膨胀信息通过显示装置进行显示；当所述膨胀信息超过预设的膨胀标准时，进行报警。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的锅炉膨胀监测系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的参考监测装置和安装有激光传感器的装置的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的锅炉膨胀监测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述根据本发明实施例的锅炉膨胀监测系统。

请参考图1和图2，一种锅炉膨胀监测系统，包括：参考监测装置，所述参考监测装置包括三个相互垂直形成三维坐标的第一参考板121、第二参考板122和第三参考板123。所述参考监测装置还包括与锅炉监测点固定连接的固定板11，所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123中任一一块参考板与所述固定板11通过连接部件连接13。激光发射装置，所述激光发射装置用于发射监测激光。所述激光发生装置包括三组激光发射源2(另外两组激光发射源图1中未示出)，所述三组激光发射源2分别与所述第一参考板121、所述第二参考板122和第三参考板123一一对应设置。激光接收装置，所述激光接收装置包括三组激光接收端3(另外两组激光接收端图1中未示出)，所述三组激光接收端3用于一一对应接收所述三组激光发射源2照射所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123后反射的激光。以及上位机，所述三组激光接收端3分别与所述上位机连接，所述上位机用于根据所述三组激光接收端3传递的激光接收信息进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息并反馈。

具体地，由于锅炉4的每个被测点(图1中未示出，在固定板11的下侧)表面不一定与激光器的安装位置垂直或者平行，因此，直接测量锅炉4表面并不合适，会产生因为角度造成的误差。通过在锅炉监测点固定连接参考监测装置，通过对参考监测装置上的相互垂直并组成三维坐标的三个参考板121/122/123分别进行激光监测。在锅炉监测点发生膨胀后，会导致参考监测装置整体位置发生偏移，从而导致参考监测装置上的三个参考板121/122/123发生偏移，进一步导致激光接收装置接收的反射激光反生偏移，激光接收装置3将反射激光通过网络传递给上位机，上位机通过对偏移量进行计算，从而得到锅炉监测点的膨胀信息。

在本发明的一个实施例中，所述第二参考板122与所述第一参考板121铰接，所述第三参考板123与所述第二参考板122铰接。

具体地，第一参考板121、第二参考板122、第三参考板123如果在如果不是相互垂直形成三维坐标，对于锅炉监测点的膨胀信息的监测会导致测量误差。通过铰接的方式确保第一参考板121、第二参考板122和第三参考板123之间相互垂直。可以在确定第一参考板121与第一参考板122垂直后和第二参考板122与第三参考板123垂直后通过固定装置进行固定。在安装参考监测装置之前，对所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123相互之间的位置关系进行精确调整，以提升监测精度。

在本发明的一个实施例中，所述第一参考板121与所述第二参考板122组成一个角钢，所述第三参考板123与所述第一参考板121或所述第二参考板122铰接。

具体地，在角钢的一端设置铰接装置，将第三参考板123与角钢铰接，保证第一参考板121、第二参考板122和第三参考板123相互垂直，从而确保膨胀监测的精度。

在本发明的一个实施例中，所述第二参考板122与所述第一参考板121铰接，所述第三参考板123与所述第一参考板121或所述第二参考板122插接。

具体地，第一参考板121和第二参考板122通过铰接装置保证相互之间垂直。在第一参考板121或第二参考板122上设置有插槽，第三参考板123通过插接的方式保证相互之间的垂直，从而确保膨胀监测的精度。

在本发明的一个实施例中，所述第一参考板121与所述第二参考板122组成一个角钢，所述第三参考板123与所述第一参考板121或所述第二参考板122插接。

具体地，第三参考板123通过插接的方式保证彼此之间的相互垂直，从而确保膨胀监测的精度。

在本发明的一个实施例中，所述连接部件为第一伸缩杆13。

具体地，如果连接部件固定长度，在锅炉4的某些监测点可能不利于进行参考监测装置的安装(空间不足)或不利于监测(角度不好)，通过第一伸缩杆13可调整安装板与固定板之间的距离。

在本发明的一个实施例中，所述参考监测装置还包括旋转托盘14，所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123中任一一块参考板与所述连接部件通过所述旋转托盘14连接。

具体地，通过旋转托盘14可以是与连接部件连接的参考板旋转，间接调整不与连接部件直接连接的另外两块参考板之间的位置，保证三个激光发射源2能有对三块参考板进行监测，通过保证反射光能到达激光接收端3处，完成膨胀监测，增加系统设置的灵活性。

在本发明的一个实施例中，所述激光发射源2和所述激光接收端3组成激光传感器，还包括激光传感器安装平面22和激光传感器安装底座21，所述激光传感器安装平面22和所述激光传感器安装底座31通过第二伸缩杆23连接。

具体地，通过第二伸缩杆23调整激光传感器的高度，确保激光发射源2发出的监测激光照射锅炉监测点后反射到激光接收端3上。

在本发明的一个实施例中，还包括包裹所述激光传感器的防护罩24，所述防护罩24设置在所述传感器安装平面22上，避免激光传感器表面被灰尘覆盖从而影响监测效果，同时对防护罩进行清洗相对容易。

以下结合附图描述根据本发明实施例的锅炉膨胀监测方法。

请参考图3，一种锅炉膨胀监测方法，包括权利上述的锅炉膨胀系统，所述方法包括以下步骤：S1：所述三组激光发射源2分别对对应设置的所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123所述发射监测激光。S2：所述第一参考板121、所述第二参考板122和所述第三参考板123将所述监测激光反射给所述三组激光接收端3。S3：所述三组激光接收端3将所述激光接收信息转换为电信号传递给所述上位机。S4：所述上位机根据所述电信号进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息。S5：将所述膨胀信息进行反馈。

具体地，由于锅炉4的每个被测点(图1中未示出，在固定板11的下侧)表面不一定与激光器的安装位置垂直或者平行，因此，直接测量锅炉4表面并不合适，会产生因为角度造成的误差。通过在锅炉监测点固定连接参考监测装置，通过对参考监测装置上的相互垂直并组成三维坐标的三个参考板121/122/123分别进行激光监测。在锅炉监测点发生膨胀后，会导致参考监测装置整体位置发生偏移，从而导致参考监测装置上的三个参考板121/122/123发生偏移，进一步导致激光接收装置接收的反射激光反生偏移，通过对偏移量进行计算，从而得到锅炉监测点的膨胀信息。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S5进一步包括：将所述膨胀信息通过显示装置进行显示。当所述膨胀信息超过预设的膨胀标准时，进行报警。

另外，本发明实施例的锅炉膨胀监测系统和监测方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种锅炉膨胀监测系统，其特征在于，包括：

参考监测装置，所述参考监测装置包括三个相互垂直形成三维坐标的第一参考板、第二参考板和第三参考板，所述参考监测装置还包括与锅炉监测点固定连接的固定板，所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板中任一一块参考板与所述固定板通过连接部件连接；

激光发射装置，所述激光发射装置用于发射监测激光，所述激光发生装置包括三组激光发射源，所述三组激光发射源分别与所述第一参考板、所述第二参考板和第三参考板一一对应设置；

激光接收装置，所述激光接收装置包括三组激光接收端，所述三组激光接收端用于一一对应接收所述三组激光发射源照射所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板后反射的激光；以及

上位机，所述三组激光接收端分别与所述上位机连接，所述上位机用于根据所述三组激光接收端传递的激光接收信息进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息并反馈。

2.根据权利要求1所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述第二参考板与所述第一参考板铰接，所述第三参考板与所述第二参考板铰接。

3.根据权利要求1所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述第一参考板与所述第二参考板组成一个角钢，所述第三参考板与所述第一参考板或所述第二参考板铰接。

4.根据权利要求1所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述第二参考板与所述第一参考板铰接，所述第三参考板与所述第一参考板或所述第二参考板插接。

5.根据权利要求1-4任一所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述连接部件为第一伸缩杆。

6.根据权利要求1-4任一所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述参考监测装置还包括旋转托盘，所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板中任一一块参考板与所述连接部件通过所述旋转托盘连接。

7.根据权利要求1所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述激光发射源和所述激光接收端组成激光传感器，还包括激光传感器安装平面和激光传感器安装底座，所述激光传感器安装平面和所述激光传感器安装底座通过第二伸缩杆连接。

8.根据权利要求7所述的锅炉膨胀监测系统，其特征在于，所述激光传感器外侧设置有防护罩，所述防护罩设置在所述传感器安装平面上。

9.一种锅炉膨胀监测方法，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的锅炉膨胀系统，所述方法包括以下步骤：

S1：所述三组激光发射源分别对对应设置的所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板所述发射监测激光；

S2：所述第一参考板、所述第二参考板和所述第三参考板将所述监测激光反射给所述三组激光接收端；

S3：所述三组激光接收端将所述激光接收信息转换为电信号传递给所述上位机；

S4：所述上位机根据所述电信号进行分析，得到所述锅炉监测点的膨胀信息；以及

S5：将所述膨胀信息进行反馈。

10.根据权利要求9所述锅炉膨胀监测方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：

将所述膨胀信息通过显示装置进行显示；

当所述膨胀信息超过预设的膨胀标准时，进行报警。