CN109115360B - 水冷壁及其温度检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水冷壁及其温度检测系统。其中，温度检测系统包括：声源系统、声波接收系统和控制系统。声源系统与锅炉水冷壁的鳍片相连接，用于向锅炉的炉膛内发射声波信号；声波接收系统与所述水冷壁的鳍片相连接，用于接收炉膛反射回的声波信号；控制系统与声源系统、声波接收系统均电连接，用于接收发射的声波信号以及反射回的声波信号，并根据发射的声波信号和反射回的声波信号确定所述炉膛内的温度。由于本发明是通过声波信号在炉膛内的传播速度的变化确定炉膛内的温度，所以与现有技术中的测量方式相比，本发明测得的温度更为准确，而且，无需在水冷壁的内壁设置热电偶，所以解决了现有技术中需频繁更换热电偶的问题。

Description

水冷壁及其温度检测系统
技术领域
本发明涉及锅炉水冷壁温度检测技术领域，具体而言，涉及一种水冷壁及其温度检测系统。
背景技术
水冷壁是电站锅炉的主要受热部件，尤其是膜式水冷壁应用更为广泛。膜式水冷壁由数排水冷壁管组成，用轧制好的水冷壁鳍片以点焊将水冷壁管互相焊接在一起，成为密封的组合受热面，分布于锅炉炉膛的四周。水冷壁的外界接受锅炉炉膛火焰的热量，内部为流动的水或蒸汽，做为电站循环工质以吸收火焰的高温辐射，同时起到冷却炉膛，保护炉墙不被烧坏的作用。
水冷壁壁温监测是进行运行调节、寿命管理、水动力调整的重要依据。当水冷壁管内流动出现停滞、倒流或膜态沸腾时，会使水冷壁管内壁面上的连续水膜遭到破坏，从而出现传热恶化，引起管壁工作温度超过金属所能承受的允许温度，超温严重时，可能会使管子局部“鼓包”，甚至发生爆管事故，对锅炉的正常运行造成很大的影响。
目前较为常用的水冷壁温度测量方法是热电偶测量方法。热电偶测量主要又包括两种方式：一种是测量向火侧管壁温度，测量向火侧温度是在炉内管壁上直接安装热电偶测量端，这样可以提高测量温度的准确性，但是由于热电偶长期暴露于炉膛环境中，受到高温辐射、磨损和腐蚀等恶劣条件的影响，使用寿命很短，一般来说不会超过一个月时间，所以必须频繁地更换热电偶，这不仅增加了工作人员的工作量，也严重地影响生产；另一种是测量背火侧管壁温度，测量背火侧管壁温度是将热电偶测量端安装在炉外管壁上，这样布置使用寿命长且成本低，但只能通过理论计算推算出管内壁温度，数据真实性受到较大影响。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种水冷壁检测系统，旨在解决现有水冷壁温度测量方法中检测部件更换频繁以及测量准确度较低的问题。本发明还提出了一种水冷壁。
一个方面，本发明提出了一种一种水冷壁温度检测系统，用于锅炉，该温度检测系统包括：声源系统、声波接收系统和控制系统；其中，所述声源系统与所述锅炉水冷壁的鳍片相连接，用于向锅炉的炉膛内发射声波信号；所述声波接收系统与所述水冷壁的鳍片相连接，用于接收炉膛反射回的声波信号；所述控制系统与所述声源系统、所述声波接收系统均电连接，用于接收发射的所述声波信号以及反射回的所述声波信号，并根据发射的所述声波信号和反射回的所述声波信号确定所述炉膛内的温度。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，所述声源系统包括：发射声波导管、第一声波传感器、喷气管和电磁阀；其中，所述水冷壁的鳍片开设有第一通孔，所述发射声波导管穿设于所述第一通孔；所述喷气管的第一端与所述发射声波导管置于所述炉膛外的一端相连接，所述喷气管的第二端通过所述电磁阀与外界的输气管道相连通；所述控制系统与所述电磁阀电连接，用于向所述电磁阀输入脉冲开关信号；所述第一声波传感器安装于所述发射声波导管置于所述炉膛外的部分，用于获取所述发射声波导管内的发射声波信号；所述控制系统与所述第一声波传感器电连接，用于接收所述发射所述声波信号。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，所述喷气管的横截面积从两端向中部逐渐缩小。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，所述声波接收系统包括：接收声波导管和第二声波传感器；其中，述水冷壁的鳍片开设有第二通孔，所述接收声波导管穿设于所述第二通孔；所述第二声波传感器安装于所述发射声波导管置于所述炉膛外的部分，用于获取所述接收声波导管内传播的所述炉膛反射回的声波信号；所述控制系统与所述第二声波传感器相连通，用于接收反射回的所述声波信号。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，所述声波接收系统至少为两个。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，多个所述声波接收系统以所述声源系统为中心呈圆周分布。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，多个所述声波接收系统以所述声源系统为中心呈圆周均匀分布。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，所述控制系统根据下式确定炉膛内的温度：
Figure BDA0001720427420000031
其中，L为声波信号在第一声波传感器与第二声波传感器之间传递的路程，τ为声波飞渡时间，Z为气体常数。
进一步地，上述水冷壁温度检测系统中，还包括：报警系统；其中，所述报警系统与所述控制装置电连接，用于在确定的所述炉膛温度大于预设温度时发出报警信号。
由于本发明是通过声波信号在炉膛内的传播的变化进而确定炉膛内的温度，所以与现有技术中测量背火侧管壁温度相比，测得的温度更为准确。此外，与现有技术中向火侧的测量方式相比，由于本发明无需在水冷壁的内壁设置热电偶，所以解决了现有技术中需频繁更换热电偶的问题。
另一方面，本发明还提出了一种锅炉用水冷壁，该水冷壁设置有上述任一种水冷壁温度检测系统。
由于水冷壁温度检测系统具有上述效果，所以具有该水冷壁温度检测系统的水冷壁也具有相应的技术效果。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中提供的水冷壁温度检测系统的结构框图；
图2为本发明实施例中提供的温度检测系统安装于水冷壁的正视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图；
图5为本发明实施例中提供的水冷壁温度检测系统的工作原理图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
温度检测系统实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种水冷壁温度检测系统的结构框图。该温度检测系统主要用于对锅炉的水冷壁进行温度检测。如图所示，该系统主要包括：声源系统1、声波接收系统2和控制系统3。
再参见图2，图中示出了水冷壁的结构。从图中可以看出，水冷壁包括并列设置的多个水冷壁管7，相邻的水冷壁管7之间通过鳍片4连接为一体，进而形成整体的片状结构。
其中，声源系统1与锅炉水冷壁的鳍片4相连接，用于向锅炉的炉膛内发射声波信号。具体地，在锅炉水冷壁的鳍片4上开设第一通孔，声源系统1安装于该第一通孔，声源系统1产生脉冲声波信号，并将该脉冲声波信号发射至锅炉的炉膛内，发射的声波信号在炉膛内进行传播。
声波接收系统2与水冷壁的鳍片4相连接，用于接收炉膛反射回的声波信号。具体地，在锅炉水冷壁的鳍片4上开设第二通孔，声波接收系统2安装于该第二通孔，声源系统1发射的声波信号在炉膛内传播后，声波接收系统2用于接收反射回的声波信号，该反射回的声波信号可以为沿炉膛内壁传播过来的声波信号。也就是说，安装于第一通孔处的声源系统1向炉膛内发射声波信号，该声波信号沿着炉膛内壁传播至第二通孔处，并被第二通孔处的声波接收系统 2接收。
控制系统3与声源系统1、声波接收系统2均电连接，用于接收发射的声波信号以及反射回的声波信号，并根据发射的声波信号和反射回的声波信号确定炉膛内的温度。具体实施时，该控制系统3可以为工控机。
本实施例中，首先向炉膛内发射声波信号，然后接收炉膛内反射回的声波信号，由于声速会随烟气温度的变化而变化，所以可以通过反射回的，例如是沿炉壁传播过来的，声波信号相对于发射的声波信号的变化来确定炉膛内的温度。
由于本实施例是通过声波信号在炉膛内的传播的速度的变化进而确定炉膛内的温度，所以与现有技术中测量背火侧管壁温度相比，测得的温度更为准确。此外，与现有技术中向火侧的测量方式相比，由于本实施例无需在水冷壁的内壁设置热电偶，所以解决了现有技术中需频繁更换热电偶的问题，不仅减少了工作人员的工作量，也提高了生产效率。
参见图2至图4，图中示出了声源系统的优选结构。如图所示，该声源系统1包括：发射声波导管11、第一声波传感器12、喷气管13和电磁阀14。其中，水冷壁的鳍片4开设有第一通孔，发射声波导管11穿设于该第一通孔，发射声波导管11的左端(相对于图3所示状态而言)置于锅炉的炉膛内，发射声波导管11的右端(相对于图3所示状态而言)置于锅炉的炉膛外。
喷气管13的第一端(图3所示的左端)与发射声波导管11置于炉膛外的一端相连接，喷气管13的第二端通过电磁阀14与外界的输气管道相连通，以将输气管道内的气体输送至炉膛内。控制系统3与电磁阀14电连接，用于向电磁阀14输入脉冲开关信号。喷气管13在向炉膛内输送气体时，气体通过喷气管13产生气动噪声，由于控制系统3产生脉冲信号来控制电磁阀14的开关进而控制气体的流入，从而产生脉动声波，脉冲声波发出后，通过发射声波导管11进入锅炉的炉膛内。
优选地，喷气管13的横截面积从两端向中部逐渐缩小，也就是说，按照气体的输送方向(图3中所示的C向)依次由渐缩管和渐扩管两部分组成。通过喷管形成噪声，然后通过电磁阀规律的开合可以形成脉动噪声，使得声波的波形易于处理。
第一声波传感器12安装于发射声波导管11置于炉膛外的部分，用于获取发射声波导管11内发射的声波信号。控制系统3与第一声波传感器12电连接，用于接收该发射的声波信号。
具体实施时，外界的输气管道可以为电厂的杂气管道，由于电厂杂气管道内的气体成分与炉膛内的气体成分相同或相近，所以可以使通入的气体不影响炉膛内气体的燃烧状态。当然，由于通入到炉膛内的气体量极少，不至于严重影响炉膛内的燃烧状态，所以也可以为其他气体，本实施例对气体的具体成分不做任何限定。
本实施例中，通过喷气管13和电磁阀14产生脉动声波，并通过发射声波导管11将脉动声波发送至炉膛内，声源系统的整体结构较为简单，而且安装和更换较为方便。
再继续参见图2至图4，图中还示出了声波接收系统2的优选结构。如图所示，该声波接收系统2包括：接收声波导管21和第二声波传感器22。其中，水冷壁的鳍片4开设有第二通孔(图中未标出)，接收声波导管21穿设于第二通孔，并且，接收声波导管11的左端(相对于图3所示状态而言)置于锅炉的炉膛内，接收声波导管11的右端(相对于图3所示状态而言)置于锅炉的炉膛外。第二声波传感器22安装于发射声波导管11置于炉膛外的部分，用于获取接收声波导管11内传播的炉膛反射回的声波信号。控制系统3还与第二声波传感器22相连通，用于接收反射回的声波信号。
具体实施时，声波接收系统2可以为一个，当然也可以为两个或两个以上，当为两个或两个以上时，控制系统3根据各个声波接收系统2接收的声波信号确定炉膛内的温度，进而可以提高确定的温度的准确度。
当声波接收系统2为两个或两个以上时，多个声波接收系统2可以以声源系统1为中心进行分布(例如，呈圆周分布)。优选地，多个声波接收系统2 可以以声源系统1为中心进行分布(例如，呈圆周均匀分布)，以进一步提高测温的准确度。
继续参见图1，上述各实施例中，还可以包括：报警系统5。其中，报警系统5与控制装置3电连接，用于在确定的炉膛温度大于预设温度时发出报警信号，以警示工作人员。
需要说明的是，具体实施时，预设温度可以根据实际情况来确定，本实施对其具体取值不做任何限定。
本实施例的工作过程为：测量时，首先通过喷气管13及电磁阀14的开关产生脉动声波，脉冲声波发出后，通过发射声波导管进入锅炉炉膛内部，同时声波信号被发射声波导管上的第一声波传感器12接收。发射的声波从发射声波导管沿着炉膛内的水冷壁壁面传至布置在发射声波导管四周的声波接收装置2，并由声波接收装置2上的接收声波导管21上的第二声波传感器22接收。第一声波传感器12和第二声波传感器22将接收的声信号转换为电信号并传送至控制系统3。控制系统3对接收的信号进行处理，并利用相关参数进行计算出水冷壁表面温度的变化，进而分析得出水冷壁表面的温度水平并判断水冷壁是否处于超温状态。
下面对控制系统3确定炉膛内的温度的具体计算方法进行详细说明。
参见图2，图2为本发明实施利用声学检测水冷壁附近烟气温度原理示意图。图中显示单条路径(只有一个声波接收系统2的情况)，声源系统1发出脉冲声波，同时声信号由声源系统1中的发射声波导管11上的第一声波传感器12接收。声波传入锅炉的炉膛后传至四周的接收声波导管21，由控制装置 3的接收端信号接收器接收，接收的发射声波信号和反射回的声波信号的波形相同，但在时间上有延迟，经过互相关处理后，便可得出声波飞渡信号，但实际测量中，存在各种衰减和干扰，在互相关处理之前，必须进行滤波处理。
声波在烟气中传播时，根据平面波的运动方程、波动方程以及气体状态方程可以推导出声波传播速度与温度的关系。
Figure BDA0001720427420000081
式中：τ为声波飞渡时间，单位为s；L为测点距离，单位为m；c为介质中声波的传播速度，m/s；R为理想气体通用常数，J/(mol·K)；t为气体温度，℃；γ为气体的绝热指数(比定压热容与比定容热容之比值)；M为气体分子量， kg/mol。对于本装置，各路径Z值不同，但为常数，各路径温度计算公式为：
Figure BDA0001720427420000082
上式中：L为发射的声波沿第一声波传感器12传播至第二声波传感器22 的传播路程，τ为声波飞渡时间，Z为气体常数，与气体组分和种类有关，对于本发明因为炉膛气体组分一定，认为Z为常数。
需要说明的是，当设置有多个第二声波传感器22时，应分别计算第一声波传感器12与各第二声波传感器22所确定的路径温度，并且，每条路径上的温度都可以作为炉膛的温度。此外，各条路径上的温度可以反映水冷壁上的温度分布。
可以看出，只要测出各路径下声波飞渡时间τ，即可测得该路径的平均温度。计算软件采用时间延迟估计算法对信号进行处理，以得到声波飞渡时间, 下面是计算软件算法介绍：
假设发射的声波在两传感器之间传递的路程为L，在没有混响干扰的情况下，两个传感器收到的信号为：
x1(n)＝α1s(n-τ1)+n1(n) (1)
x2(n)＝α2s(n-τ2)+n2(n) (2)
其中s(n)为泄漏信号，n1(n)和n2(n)表示炉膛背景噪声，τ1和τ2是泄漏噪声传播到传感器的时间，α1和α2是声波衰减系数，其中n为时间。
泄漏声源到两传感器的信号x1(n)和x2(n)的互相关函数
Figure BDA0001720427420000091
可表达为：
Figure BDA0001720427420000092
设α＝α1α2，根据Wiener-Khinchin定理，互功率谱函数的傅里叶逆变换为互相关函数，式(3)进行变换得：
Figure 1
为了提高时延估计算法的抗噪性能和精度，可以通过对x1(n)和x2(n)进行预滤波，使采集信号分别经过滤波器H1(n)和H2(n)后得到y1(n)和y2(n)再进行互相关计算。
x1(n)和x2(n)经过滤波器H1(n)和H2(n)滤波后，y1(n)和y2(n)的互功率谱表达式为：
Figure BDA0001720427420000094
因此x1(n)和x2(n)之间的广义互相关函数
Figure BDA0001720427420000095
表达式变为：
Figure BDA0001720427420000096
其中：
Figure BDA0001720427420000097
实际数据采集系统中，从有限的接收信号x1(n)和x2(n)观测值中仅能得到
Figure BDA0001720427420000098
的估计值
Figure BDA0001720427420000099
为了锐化
Figure BDA00017204274200000910
的峰值，可以根据泄漏信号和炉膛背景噪声的先验知识，在频域内给互功率谱
Figure BDA00017204274200000911
一定的加权来抑制炉膛背景噪声和混响的影响。式中：W(ω)为频域加权窗函数，得到的互相关函数就是广义互相关函数，即：
Figure BDA0001720427420000101
对于任意频率，理想情况为，W(ω)的选择应该保证
Figure BDA0001720427420000102
有较明显的尖锐的峰值，以便得到准确的时间延迟估计值。
在实际炉膛中，低信噪比和高混响的干扰使得W(ω)的选择十分的重要。在广义互相关加权函数中，应用比较广泛的有具有稳健抗噪能力的极大似然窗 ML和抗混响性能显著的相位变换窗PHAT，其中ML窗具有最好的抗噪性能，适合于低混响、低信噪比的环境，而PHAT窗主要用于高信噪比、中度混响的环境中。
极大似然(MaximumLikelihood,ML)加权函数为：
Figure 2
式中，Xi(ω),(i＝1,2)表示传感器接收到的泄漏信号的傅里叶变换； Ni(ω)2,(i＝1,2)表示传感器接收到的炉膛背景噪声功率谱。
相位变换(Phase Transformation,PHAT)加权函数为：
Figure BDA0001720427420000104
在电站锅炉运行时候，燃烧背景噪声很大，炉膛又是一个大型的封闭空间，也会有混响的影响。因此在这里需要将广义互相关时间延迟算法进行改进，采用混响条件下的极大似然算法。
存在嘈杂的锅炉炉膛背景噪声与管道壁面反射干扰的两传声器接收泄漏信号模型为：
Figure BDA0001720427420000105
Figure BDA0001720427420000106
其中和是两个传感器接收到的炉膛单位冲激响应，即为两传感器的时间延迟。电站锅炉在热态运行时，在噪声和混响的共同干扰下，广义互相关函数估计值会出现较大偏差。为了克服这个问题使广义互相关算法适用于恶劣的炉膛环境，必须研究意在同时削弱炉膛背景噪声和混响不利影响的改良算法。
预先对各通道的互功率谱和噪声功率谱进行估计，加入某频率点的功率谱减去噪声谱超过设定的阈值，就将这个频点的互功率谱值作为触发值，并将其减去噪声互功率谱作为修正后的互功率谱值，而其它频点处互功率谱值置为0。
Figure BDA0001720427420000111
由于锅炉在热态运行时，燃烧噪声影响巨大，因此在此采用对ML加窗函数进行修正，使其适应炉膛内不利混响干扰。根据最优检测理论，假设两通道接收到的炉膛背景噪声具有相同的功率谱Gnn(ω)，通过白化滤波及计算互相关可以达到最优化检测：
Figure BDA0001720427420000112
τ12＝argmaxτR12(τ) (14)
式中，τ12为声波飞渡时间。
假设各通道的混响传输函数具有相同的功率谱|H(ω)2，如果将混响看成是噪声的一部分，由式(10)、(11)可得总噪声功率谱为：
Gn′n(ω)＝|H(ω)|2Gss(ω)+Gnn(ω) (15)
假设Hi(ω)相位随机并且与Si(ω)相位互相独立，有:
Figure BDA0001720427420000113
根据式(10)(11)可得以下能量方程：
|Xi(ω)|2＝αi|Si(ω)|2+Hi(ω)2|Si(ω)|2+|Ni(ω)|2 (17)
泄漏声混响成正比于泄漏总能量：
|Xi(ω)|2＝αi|Si(ω)|2+κ|Si(ω)|2+|Ni(ω)|2 (18)
可推出：
Figure BDA0001720427420000114
总的噪声表达为：
Figure BDA0001720427420000121
假设γ为传声器接收到的泄漏声混响能量与接收到泄漏声总能量的比值， 0＜γ＜1，可得：
Figure BDA0001720427420000122
式(20)可以变为：
|Ni'(ω)|2＝γ|Xi(ω)|2+(1-γ)|Ni(ω)|2 (22)
将上式代入式(19)，存在混响情况下的改进的极大似然算法为：
Figure 3
对WMLR(ω)取倒数，可得
Figure BDA0001720427420000124
在信噪比高的频点，混响影响为主要干扰因素时，加权窗函数近似于 PHAT；反之处于信噪比较低的频点，背景噪声影响为主要干扰因素时，加权窗函数退化为ML，因此这种加权窗组合不仅能够利用PHAT算法对混响的消除作用，而且也可以利用到ML抑制噪声的稳健性，具有同时抗混响和噪声的内在优势。
在实际应用中，很难实时获得精确的γ值，受上面的经验启发，设计选择权函数(SWITCH)，在信噪比高的频点选择PHAT窗函数，信噪比低的频点选择ML窗函数进行广义互相关时间延迟估计。
Figure BDA0001720427420000125
其中SNR0是经验阈值。
经过上述算法后，第一声波传感器和第二声波传感器接收的声波信号均得到了的去噪，再进行复杂的加权互相关计算，得到由公式(7)描述的广义互相关函数，此时，公式(7)描述的广义互相关函数对应的最大值对应的自变量即是所需的声波信号在炉膛内的飞渡时间τ。
综上，本实施例是通过声波信号在炉膛内的传播的变化进而确定炉膛内的温度，所以与现有技术相比，测得的温度更为准确，而且无需在水冷壁的内壁设置热电偶。
水冷壁实施例：
本发明实施例还提出了一种锅炉用水冷壁，该水冷壁设置有上述人一种水冷壁温度检测系统。其中，水冷壁温度检测系统的具体实施过程参见上述实施例即可，本实施例对其不作任何限定。
由于温度检测系统具有上述效果，所以具有该温度检测系统的水冷壁也具有相应的技术效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种水冷壁温度检测系统，用于锅炉，其特征在于，包括：声源系统(1)、声波接收系统(2)和控制系统(3)；其中，
所述声源系统(1)与锅炉水冷壁的鳍片(4)相连接，用于向锅炉的炉膛内发射声波信号；
所述声波接收系统(2)与所述水冷壁的鳍片(4)相连接，用于接收炉膛反射回的声波信号；
所述控制系统(3)与所述声源系统(1)、所述声波接收系统(2)均电连接，用于接收发射的所述声波信号以及反射回的所述声波信号，并根据发射的所述声波信号和反射回的所述声波信号确定所述炉膛内的温度；
所述声源系统(1)包括：发射声波导管(11)、第一声波传感器(12)、喷气管(13)和电磁阀(14)；其中，发射声波导管(11)呈直管；
所述水冷壁的鳍片(4)开设有第一通孔，所述发射声波导管(11)穿设于所述第一通孔；
所述喷气管(13)的第一端与所述发射声波导管(11)置于所述炉膛外的一端相连接，所述喷气管(13)的第二端通过所述电磁阀(14)与外界的输气管道相连通；
所述控制系统(3)与所述电磁阀(14)电连接，用于向所述电磁阀(14)输入脉冲开关信号；
所述第一声波传感器(12)安装于所述发射声波导管(11)置于所述炉膛外的部分，用于获取所述发射声波导管(11)内的发射声波信号；
所述控制系统(3)与所述第一声波传感器(12)电连接，用于接收发射的所述声波信号；
所述喷气管(13)的横截面积从两端向中部逐渐缩小；按照气体的输送方向依次由渐缩管和渐扩管两部分组成；通过喷气管(13)形成噪声，然后通过电磁阀(14)规律的开合形成脉动噪声，产生脉动声波，脉冲声波发出后，通过发射声波导管(11)进入锅炉的炉膛内；
所述声波接收系统(2)包括：接收声波导管(21)和第二声波传感器(22)；其中，接收声波导管(21)呈直管；
所述水冷壁的鳍片(4)开设有第二通孔，所述接收声波导管(21)穿设于所述第二通孔；
所述第二声波传感器(22)安装于所述发射声波导管(11)置于所述炉膛外的部分，用于获取所述接收声波导管(11)内传播的所述炉膛反射回的声波信号；
所述控制系统(3)与所述第二声波传感器(22)相连通，用于接收反射回的所述声波信号；
所述控制系统(3)对接收的平面传播信号进行处理，并利用相关参数进行计算出水冷壁表面温度的变化，进而分析得出水冷壁表面的温度水平并判断水冷壁是否处于超温状态；
所述声波接收系统(2)至少为两个，多个所述声波接收系统(2)以所述声源系统(1)为中心呈圆周均匀分布；
所述控制系统(3)根据下式确定炉膛内的温度t：
Figure FDA0002972686190000031
式中：L为声波信号在第一声波传感器与第二声波传感器之间传递的路程，τ为声波飞渡时间，Z为气体常数；
还包括：报警系统(5)；其中，
所述报警系统(5)与所述控制系统(3)电连接，用于在确定的炉膛温度大于预设温度时发出报警信号。
2.一种锅炉用水冷壁，其特征在于，设置有如权利要求1所述的水冷壁温度检测系统。
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