CN106680312B - 一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置 - Google Patents

Abstract

一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置，本发明采用具有膜式壁结构的电炉、可控硅智能仪表控温系统、保温材料温度分层测试系统，膜式壁结构的炉体内分别设有加热器，通过可控硅智能仪表控温系统依据设定加热速率加热至设定温度并保持稳定。前侧炉墙表面可增减不同密度、材质、厚度、层间隙保温材料，通过温度分层测试系统可计算不同保温材料温度梯度及表面发射率，直观显示不同保温材料保温特性。前侧炉墙也可根据炉墙表面温度、面积、环境温度、空气流速准确测试、计算对流与辐射热损失，反应锅炉散热损失个体差异。

Description

一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置

技术领域：

本发明涉及锅炉散热损失及锅炉热效率技术领域，具体涉及不同密度、厚度、材质材料保温特性对锅炉炉墙表面温度影响及锅炉散热损失计算。

背景技术：

我国能源现状存在国内人均能源消费偏低、能源利用率不高、环境约束日益显现等问题，随着石油天然气、煤碳等不可再生能源的日益枯竭，一次能源的保护与节约已成为我国乃至世界的重大课题。锅炉是我国重要的热能动力设备，在我国国民经济发展和居民生活中发挥重大作用，其数量已超过63万台，锅炉效率的准确性计算与分析对锅炉经济性与节能环保有重要作用。锅炉散热损失是锅炉性能考核中一重要部分，与炉墙表面温度、环境温度及空气流速有关，降低锅炉表面温度普遍采用一种单一保温材料，未对多种不同密度、厚度、材质系统评价及与锅炉负荷、炉墙表面空气流速、环境温度等影响因素综合评价。通过评价可选择一定密度、厚度、单一或复合保温材料，在锅炉散热损失得到优化、降低的同时亦减少保温材料经济支出，使其达到最佳经济性、实用性。根据炉墙表面温度及环境温度、空气流速，可准确测量、计算炉墙对流与辐射热损失，反映锅炉散热损失的个体差异。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术普遍存在的锅炉散热损失较大、精确度不高的问题，提供一种高效测试锅炉炉墙散热损失及最佳保温材料降低散热损失装置。

本发明的主要特点有四方面：

(1)普通加热炉不能调节加热速率及加热温度，本装置中可控硅智能仪表控温系统可调控加热电流与上限温度，提供锅炉炉膛升温、降温及锅炉不同负荷工况条件下散热损失的测试；

(2)普通加热炉只能测试增加保温层后炉墙表面的温度，不能体现保温材料内部温度变化梯度，利用保温材料温度分层测试系统在不同保温材料表面或内部增加热电偶，可将不同保温材料表面或内部、炉墙壁面温度通过计算机组态王软件实时显示并储存，方便计算保温材料温度梯度，并与红外测温仪、热成像仪相结合测试材料表面发射率。

(3)本发明可在实验室内改变环境温度与空气流速，测试、计算炉墙对流与辐射热损失，反映锅炉散热损失因环境条件变化差异。

本发明的具体技术方案是：

(1)、一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置，具有膜式壁结构的电炉、可控硅智能仪表控温系统、保温材料温度分层测试系统，具体特征在于：1.1、由四组管件与三组鳍片相连组成膜式壁结构，管件与鳍片内分别装有加热装置，通过可控硅智能仪表控温系统将管件与鳍片加热至程序设定温度，控硅智能仪表控温系统内有可控硅晶闸管模块等元件调节加热电流控制升温时间，本实验根据流化床锅炉燃烧特点，将管件与鳍片分别加热至332℃、407℃；1.2、保温材料温度分层测试系统在每层保温材料表面装有热电偶，通过组态王软件将保温材料表面实时温度传给计算机并储存，热电偶数量可增减，本实验选用三只热电偶可同时测试三种保温材料表面温度；1.3、组态王软件可更改温度显示频率，便于计算不同密度、厚度、材质保温材料温度变化梯度，准确显现保温材料保温特性；1.4、炉墙、材料表面温度可用接触式温度计、红外测温仪、热成像仪相结合方式测试、计算表面发射率，前侧炉墙表面可根据炉墙表面温度、面积、环境温度、空气流速准确测试、计算对流与辐射热损失，反映锅炉因环境条件改变散热损失差异。

(2)、前侧炉墙内部方便更换、增减不同密度、厚度、材质保温材料，将钢管与鳍片加热同一温度，待保温材料温度平衡后，可直观展示不同保温材料保温特性，方便选择最佳性价比保温材质组合及厚度。

本发明的独特性在于方便更换、增减保温材料，方便选用最佳性价保温材料组合及厚度；可更改环境条件，准确计算炉墙散热损失随环境条件差异。

附图说明：

图1为一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置系统图。

如图所示：1是电源指示灯，2是钢管温度显示屏，3是综合显示屏，4是钢管加热电压显示屏，5是是钢管加热电流显示屏，6是钢管，7是鳍片，8钢管与鳍片加热控温装置，9钢管温度热电偶，10鳍片温度热电偶，11是两侧炉墙硅酸铝保温材料，12是鳍片加热电压显示屏，13是鳍片加热电流显示屏，14鳍片加热温度显示屏

以下结合附图对本发明的实施方案作进一步的详细说明：

如图1一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置图所示，本装置包括三部分：

(一)、第一部分为膜式壁结构炉膛，由四组钢管、三组鳍片组成，钢管与鳍片内分别设有加热器，可根据不同炉型设定最高温度，炉膛两侧设有硅酸铝保温材料，炉膛前侧可方便更换、增减不同密度、厚度、材质保温材料。前侧炉墙表面可根据炉墙表面温度、面积、环境温度、空气流速准确测试、计算对流与辐射热损失，反映锅炉因环境条件改变散热损失差异。

(二)、第二部分为可控硅智能仪表控温系统，通过可控硅晶闸管模块等元件调节加热速率，将钢管与鳍片分别加热至332℃、407℃并保持稳定，待保温材料温度稳定并维持设定时间后，将加热器自动断电炉膛降温。

(三)、第三部分为保温材料温度分层测试系统，在前侧炉墙不同保温层表面加装热电偶，通过组态王软降将热电偶实时温度储存，可计算各保温材料温度梯度，分析不同保温材料保温特性。通过与红外测温仪、热成像仪相结合可测试材料表面发射率。

Claims (2)

1.一种膜式壁结构锅炉散热损失测试装置，具有膜式壁结构式的电炉、可控硅智能仪表控温系统、保温材料温度分层测试系统，其特征在于：

1.1电炉炉体中置有鳍片与钢管相连的膜式水冷壁结构，四套钢管与三套鳍片内分别设有加热器，通过可控硅智能仪表控温系统依据设定加热速率加热至设定温度并保持稳定，可控硅智能仪表控温系统通过设定加热功率调节电流控制升温速率，当可控硅智能仪表控温系统、保温材料温度分层测试系统温度均稳定后根据温度程序设定稳定时间后自动停止加热、降温冷却；

1.2可控硅智能仪表控温系统采用380V电压，通过接触器、断路器、可控硅晶闸管模块元件，试验中钢管与鳍片加热温度可调，方便测试不同负荷、运行工况下炉墙表面温度及锅炉散热损失的测试；

1.3前侧炉墙保温层区内设有温度分层测试系统，热电偶可分布在不同保温材料表面，通过组态王软件将实时温度传递给计算机并储存，根据壁面温度可选择最佳性价比保温材质组合及厚度；

1.4电炉炉体两侧采用硅酸铝保温材料保温，前侧炉墙保温层区内可更换、增减不同密度、厚度、材质、层间隙的保温材料，通过温度分层测试系统可计算不同保温材料温度梯度、及表面发射率；

1.5前侧炉墙表面可根据炉墙表面温度、面积、环境温度、空气流速准确测试、计算对流与辐射热损失，反映锅炉散热损失的个体差异。

2.根据权利要求1所述的膜式壁结构锅炉散热损失测试装置，其特征在可控硅智能仪表控温系统通过调节加热功率将膜式水冷壁加热并保温，炉墙保温层区内可快速更换、增减不同密度、厚度、材质及层间隙的保温材料，保温材料温度分层测试系统将不同保温材料壁面温度实时传递给计算机储存，根据保温材料壁面温度可直观体现不同材质、厚度材料保温特性，锅炉的散热损失与表面温度、环境温度及空气流速有关，电炉可方便测试不同负荷、环境、空气流速、保温材料对散热损失的影响。