CN110398640A - 一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，包括以下步骤：步骤S1：电站锅炉的内部设置有煤粉管道，将需要进行煤粉电荷量在线动态测量的煤粉管道内安装一个测点，每个测点由一对传感器和一台信号处理单元构成，传感器与信号处理单元柜进行连接，信号处理单元通过现场总线与上位机连接；步骤S2：将传感器通过辅助安装结构固定安装在煤粉传输管道的内部，使得传感器的探头暴露在煤粉管道的内部，当煤粉管道中的介质流经过探头时；本发明，采用交流电荷感应技术测量，通过上下游传感器时产生的电荷信号的时差，测量精度不受介质成份的变化及周边环境变化的影响，具有零漂移和纯线性特征；具有良好的测量效果。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉设备领域，具体为一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法。
背景技术
在燃煤电钻，锅炉燃烧工况的在线监测和燃烧调整对锅炉的安全、经济运行具有重要的意义；锅炉燃烧时存在一系列问题直接影响到锅炉内部燃烧工况的稳定和锅炉的燃烧效率，通常需要对锅炉内部进行动态监测；现有技术中的电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，工序繁琐，操作难度大，在测量的过程中，存在较大的测量误差；而且传感器在安装的过程中，由于管道内部的震动较大，从而使得传感器固定不牢容易发生脱落，从而影响正常的测量，因此，设计一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，包括以下步骤：
步骤S1：电站锅炉的内部设置有煤粉管道，将需要进行煤粉电荷量在线动态测量的煤粉管道内安装一个测点，每个测点由一对传感器和一台信号处理单元构成，传感器与信号处理单元柜进行连接，信号处理单元通过现场总线与上位机连接；
步骤S2：将传感器通过辅助安装结构固定安装在煤粉传输管道的内部，使得传感器的探头暴露在煤粉管道的内部，当煤粉管道中的介质流经过探头时，探头所接收到的电荷信号来自介质对探头的撞击电荷、摩擦电荷和感应电荷；
步骤S3：对煤粉流速进行在线监测，传感器分为上游传感器和下游传感器，根据交流电荷感应原理，即煤粉粒子在流经一对传感器时，在上下游传感器探头上感应等量随机电荷信号，两组随机信号在信号处理单元中经过相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差，即煤粉经过二个传感器所用时间；上下游传感器之间的距离是恒定的，利用公式：,可以准确的计算出煤粉流速；在输入风道的截面积后就可测得体积流量；
步骤S4：对于锅炉风管中煤粉浓度的测量，利用上述步骤中的的上下游传感器的交流电荷扰动量信号，与煤粉瞬时总量相关性的原理，除去同一时刻、同一测点的一次风瞬时流速 ，如下式所示： ，其中，为煤粉浓度,为煤粉总量，为煤粉流速，为管道截面积，便可以准确地测得煤粉浓度；
步骤S5：如公式：所示，其中，为电荷感应信号强度；为煤粉浓度；为煤粉流速；电荷信号强度是煤粉浓度和煤粉流速的二元函数，它既受煤粉浓度大小的影响，也受风粉流速变化的影响，大部分接收到的电荷信号来自于感应电荷煤粉浓度越高和流速越大，感应、摩擦、撞击所产生的电荷信号越强；
步骤S6：当煤粉浓度和煤粉流速测得后，将数据输入上位机中，得到二元函数图像，根据与和为正相关，当煤粉浓度和煤粉流速越大时，电荷感应信号强度越大，从而能够对煤粉电荷量进行动态测量。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，传感器为一种交流耦合式粉尘浓度检测传感器。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中，传感器探头为一种陶瓷绝缘体感应探头，且感应探头的表面镀有防腐涂层、耐高温涂层和耐腐蚀涂层。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中，辅助安装结构包括安装底座、安装槽、固定板、防刮垫、推杆、限位槽、弹簧槽、安装弹簧、限位杆、底板、紧固组件、移动滑块、移动滑槽、安装架和安装孔，所述安装底座的内部开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有两个固定板，且固定板的一侧贴合安装有防刮垫，所述安装槽的底部开设有若干个移动滑槽，所述固定板的底部通过螺钉安装有两个移动滑块，且移动滑块与移动滑槽为配合结构，所述固定板的内侧通过螺栓安装有两个推杆，所述推杆的内部开设有限位槽，所述安装底座的两侧均开设有弹簧槽，所述弹簧槽的内壁固定安装有底板，且底板的一侧通过螺纹连接安装有限位杆，所述限位杆的插接在限位槽的内部，且限位杆的外侧套接安装有安装弹簧。
作为本发明进一步的方案：所述安装底座的两侧均通过焊接安装有安装架，且安装架的两侧均开设有安装孔。
作为本发明进一步的方案：所述安装底座的两端均设置有紧固组件，所述紧固组件包括紧固螺杆、紧固螺孔和顶板，所述安装底座的两端均开设有紧固螺孔，且紧固螺孔内配合安装有紧固螺杆，所述紧固螺杆的一端通过螺钉安装有顶板。
本发明的有益效果：本发明，采用交流电荷感应技术测量流速，通过上下游传感器时产生的电荷信号的时差，监测精度不受介质成份的变化及周边环境变化的影响，具有零漂移和纯线性特征；不需要吹扫，受管道紊流影响少，可在很少的直管段上、大管道上实现高精度稳定的监测，具有良好的监测效果；在进行安装时，通过辅助安装结构能够将传感器进行安装，将传感器固定在安装底座的内部，通过固定板和顶紧组件，将传感器顶紧夹固，使得安装更加牢固，避免传感器在使用过程中发生脱落的情况，提高测量的精度。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明辅助安装结构的整体结构示意图；
图2为本发明辅助安装结构的安装底座的剖视图；
图中：1、安装底座；2、安装槽；3、固定板；4、防刮垫；5、推杆；6、限位槽；7、弹簧槽；8、安装弹簧；9、限位杆；10、底板；11、紧固组件；12、紧固螺杆；13、紧固螺孔；14、顶板；15、移动滑块；16、移动滑槽；17、安装架；18、安装孔。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，包括以下步骤：
步骤S1：电站锅炉的内部设置有煤粉管道，将需要进行煤粉电荷量在线动态测量的煤粉管道内安装一个测点，每个测点由一对传感器和一台信号处理单元构成，传感器与信号处理单元柜进行连接，传感器为一种交流耦合式粉尘浓度检测传感器，具有良好的浓度检测功能；信号处理单元通过现场总线与上位机连接；
步骤S2：将传感器通过辅助安装结构固定安装在煤粉传输管道的内部，使得传感器的探头暴露在煤粉管道的内部，传感器探头为一种陶瓷绝缘体感应探头，且感应探头的表面镀有防腐涂层、耐高温涂层和耐腐蚀涂层，有利于提高探测精度；当煤粉管道中的介质流经过探头时，探头所接收到的电荷信号来自介质对探头的撞击电荷、摩擦电荷和感应电荷；
其中，辅助安装结构包括安装底座1、安装槽2、固定板3、防刮垫4、推杆5、限位槽6、弹簧槽7、安装弹簧8、限位杆9、底板10、移动滑块15、移动滑槽16、安装架17和安装孔18，安装底座1的两侧均通过焊接安装有安装架17，且安装架17的两侧均开设有安装孔18，便于安装定位；安装底座1的内部开设有安装槽2，安装槽2的内部设置有两个固定板3，且固定板3的一侧贴合安装有防刮垫4，安装槽2的底部开设有若干个移动滑槽16，固定板3的底部通过螺钉安装有两个移动滑块15，且移动滑块15与移动滑槽16为配合结构，固定板3的内侧通过螺栓安装有两个推杆5，推杆5的内部开设有限位槽6，安装底座1的两侧均开设有弹簧槽7，弹簧槽7的内壁固定安装有底板10，且底板10的一侧通过螺纹连接安装有限位杆9，限位杆9的插接在限位槽6的内部，且限位杆9的外侧套接安装有安装弹簧8；安装底座1的两端均设置有紧固组件11，紧固组件11包括紧固螺杆12、紧固螺孔13和顶板14，安装底座1的两端均开设有紧固螺孔13，且紧固螺孔13内配合安装有紧固螺杆12，紧固螺杆12的一端通过螺钉安装有顶板14，提高连接的紧固性；
通过安装架17两侧的安装孔18，使用铆钉或螺钉将安装底座1固定在煤粉管道的内壁，将传感器放置进安装底座1顶部的安装槽2内，当传感器的一端与固定板3一侧的防刮垫4接触时，传感器对固定板3造成挤压，使得推杆5的一端挤压弹簧槽7内部的安装弹簧8，同时，限位槽6与底板10一侧的限位杆9相对滑动，直到传感器本体与安装槽2底部贴合后，安装弹簧8失去挤压后发生复位，推动推杆5，使得推杆5推动固定板3通过移动滑块15在移动滑槽16内滑动，直到两个固定板3将传感器夹紧后，再通过紧固组件11进行紧固，通过旋转紧固螺孔13内的紧固螺杆12，使得紧固螺杆12在紧固螺孔13内发生螺纹铰接，直到顶板14与传感器接触顶紧后，完成固定；
步骤S3：对煤粉流速进行在线监测，传感器分为上游传感器和下游传感器，根据交流电荷感应原理，即煤粉粒子在流经一对传感器时，在上下游传感器探头上感应等量随机电荷信号，两组随机信号在信号处理单元中经过相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差，即煤粉经过二个传感器所用时间；上下游传感器之间的距离是恒定的，利用公式：,可以准确的计算出煤粉流速；在输入风道的截面积后就可测得体积流量；
步骤S4：对于锅炉风管中煤粉浓度的测量，利用上述步骤中的的上下游传感器的交流电荷扰动量信号，与煤粉瞬时总量相关性的原理，除去同一时刻、同一测点的一次风瞬时流速 ，如下式所示： ，其中，为煤粉浓度,为煤粉总量，为煤粉流速，为管道截面积，便可以准确地测得煤粉浓度；
步骤S5：如公式：所示，其中，为电荷感应信号强度；为煤粉浓度；为煤粉流速；电荷信号强度是煤粉浓度和煤粉流速的二元函数，它既受煤粉浓度大小的影响，也受风粉流速变化的影响，大部分接收到的电荷信号来自于感应电荷煤粉浓度越高和流速越大，感应、摩擦、撞击所产生的电荷信号越强；
步骤S6：当煤粉浓度和煤粉流速测得后，将数据输入上位机中，得到二元函数图像，根据与和为正相关，当煤粉浓度和煤粉流速越大时，电荷感应信号强度越大，从而能够对煤粉电荷量进行动态测量。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：电站锅炉的内部设置有煤粉管道，将需要进行煤粉电荷量在线动态测量的煤粉管道内安装一个测点，每个测点由一对传感器和一台信号处理单元构成，传感器与信号处理单元柜进行连接，信号处理单元通过现场总线与上位机连接；
步骤S2：将传感器通过辅助安装结构固定安装在煤粉传输管道的内部，使得传感器的探头暴露在煤粉管道的内部，当煤粉管道中的介质流经过探头时，探头所接收到的电荷信号来自介质对探头的撞击电荷、摩擦电荷和感应电荷；
步骤S3：对煤粉流速进行在线监测，传感器分为上游传感器和下游传感器，根据交流电荷感应原理，即煤粉粒子在流经一对传感器时，在上下游传感器探头上感应等量随机电荷信号，两组随机信号在信号处理单元中经过相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差，即煤粉经过二个传感器所用时间 ；上下游传感器之间的距离是恒定的 ，利用公式：,可以准确的计算出煤粉流速 ；在输入风道的截面积后就可测得体积流量；
步骤S4：对于锅炉风管中煤粉浓度的测量，利用上述步骤中的的上下游传感器的交流电荷扰动量信号，与煤粉瞬时总量相关性的原理，除去同一时刻、同一测点的一次风瞬时流速 ，如下式所示：，其中， 为煤粉浓度, 为煤粉总量， 为煤粉流速， 为管道截面积，便可以准确地测得煤粉浓度 ；
步骤S5：如公式： 所示，其中， 为电荷感应信号强度； 为煤粉浓度； 为煤粉流速；电荷信号强度是煤粉浓度和煤粉流速的二元函数，它既受煤粉浓度大小的影响，也受风粉流速变化的影响，大部分接收到的电荷信号来自于感应电荷煤粉浓度越高和流速越大，感应、摩擦、撞击所产生的电荷信号越强；
步骤S6：当煤粉浓度和煤粉流速测得后，将数据输入上位机中，得到二元函数图像，根据 与 和 为正相关，当煤粉浓度和煤粉流速越大时，电荷感应信号强度越大，从而能够对煤粉电荷量进行动态测量。
2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，所述步骤S1中，传感器为一种交流耦合式粉尘浓度检测传感器。
3.根据权利要求1所述的一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，传感器探头为一种陶瓷绝缘体感应探头，且感应探头的表面镀有防腐涂层、耐高温涂层和耐腐蚀涂层。
4.根据权利要求1所述的一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，辅助安装结构包括安装底座（1）、安装槽（2）、固定板（3）、防刮垫（4）、推杆（5）、限位槽（6）、弹簧槽（7）、安装弹簧（8）、限位杆（9）、底板（10）、紧固组件（11）、移动滑块（15）、移动滑槽（16）、安装架（17）和安装孔（18），所述安装底座（1）的内部开设有安装槽（2），所述安装槽（2）的内部设置有两个固定板（3），且固定板（3）的一侧贴合安装有防刮垫（4），所述安装槽（2）的底部开设有若干个移动滑槽（16），所述固定板（3）的底部通过螺钉安装有两个移动滑块（15），且移动滑块（15）与移动滑槽（16）为配合结构，所述固定板（3）的内侧通过螺栓安装有两个推杆（5），所述推杆（5）的内部开设有限位槽（6），所述安装底座（1）的两侧均开设有弹簧槽（7），所述弹簧槽（7）的内壁固定安装有底板（10），且底板（10）的一侧通过螺纹连接安装有限位杆（9），所述限位杆（9）的插接在限位槽（6）的内部，且限位杆（9）的外侧套接安装有安装弹簧（8）。
5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，所述安装底座（1）的两侧均通过焊接安装有安装架（17），且安装架（17）的两侧均开设有安装孔（18）。
6.根据权利要求4所述的一种电站锅炉煤粉电荷量在线动态测量的方法，其特征在于，所述安装底座（1）的两端均设置有紧固组件（11），所述紧固组件（11）包括紧固螺杆（12）、紧固螺孔（13）和顶板（14），所述安装底座（1）的两端均开设有紧固螺孔（13），且紧固螺孔（13）内配合安装有紧固螺杆（12），所述紧固螺杆（12）的一端通过螺钉安装有顶板（14）。
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Cited By (2)
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| CN112034199A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-04 | 盐城工学院 | 一种高精准防腐型流速测量传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191101 |