CN110568014A - 一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置和方法，属于电厂锅炉尾部烟道积灰采集和热导率测量技术领域。本发明的智能积灰采样装置，包括支撑体外套管、与支撑体外套管一端相连的采样探针、温度测量单元及智能积灰吹扫单元，通过超声波测厚仪可以对探针表面积灰层的厚度进行在线实时监测，通过第一热电偶和第二热电偶可以对采样探针的外壁和内壁温度进行实时测量，并通过迭代法迭代求出探针表面积灰层的实时温度，从而可以对探针表面积灰层的有效热导率进行实时在线精确测量。采用本发明的技术方案能够在采样的同时对积灰层的有效热导率进行实时在线监测，以便于积灰层的智能清扫控制，为实际锅炉清灰带来有意义的借鉴和指导。

Description

一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置和方法

技术领域

本发明属于电厂锅炉尾部烟道积灰采集和热导率测量技术领域，更具体地说，涉及一种在线测量沉积灰有效热导率的智能积灰采样装置和方法。

背景技术

我国煤炭资源地域分布广，探明储量大，开采成本低，因此被当作主要燃料广泛地应用于电力生产当中。当锅炉燃用煤炭时，锅炉各部分受热面都不同程度地伴随有矿物质的沉积现象，而且有相当一部分动力煤，煤质并不高，含有较高的灰分或者高的碱金属含量，容易在受热面上产生严重的积灰问题。这些问题的发生会导致换热管传热条件恶化，管壁腐蚀，甚至引发超温爆管和非计划停炉，从而给发电设备的平稳安全运行带来严重威胁。因此，非常有必要加强对飞灰沉积问题的研究。

过去锅炉积灰样品采集主要有两种方法，一是锅炉停火后冷态采集受热面和烟道上的积灰，此种方法受锅炉运行状况的限制，采样不具有实时性，而且不能有计划的控制工况条件开展积灰机理研究。二是采用积灰装置进行实时采样，然后使用刀道具刮下积灰体进行分析，这样不仅破坏了积灰体的结构，导致后续研究中不能对积灰形貌和成分分布进行分析，同时其采样没有考虑积灰温度等因素对积灰形成的影响。在炉内高温燃烧条件下，采集贴近实际工况的积灰样品并保证其不被破坏是准确研究积灰形成和发展机理的重要前提。目前，积灰采样探针在积灰的检测方面发挥着重要作用，近年来发展出的积灰监测方法主要有三种：

1)炉膛出口烟温诊断：炉膛沾污状况直接影响炉膛传热，炉膛出口烟温的变化过程反映了结渣的整体情况。但通过这种方式并不能得到锅炉换热器上局部的积灰或结渣状况，所以采用这种方式提供的信息相对较少，不足以认识积灰的增长和发展规律。

2)采用热流计作为诊断传感器：主要适用于水冷壁的积灰监测，用安装在水冷壁上的热流计表面的沾污模拟其附近水冷壁的沾污过程，根据积灰造成的热流变化对其进行监控诊断。此法基本能达到预期效果，应用于炉膛积灰的局部和全面诊断，是目前国外的技术发展方向，但是由于热流计普遍价格昂贵、成本高，普及度不高。

3)直接观察诊断：采用照相或摄像和图象处理技术，直接观察受热面的积灰状况是炉膛可视化的一个重要目的，采用在不同位置的红外成像相机直接测量换热器表面的辐射发射率反映壁面的积灰状况，但该法容易受烟气和灰层发射率影响而不稳定。

经检索，对于积灰采样的研究，一些高校和研究所也申请了一些专利，例如：

申请号为2010106001885的申请案公开了一种固体燃料燃烧积灰采样装置及方法，该申请案在流场条件、温度条件和材质条件等因素的基础上，考虑了在同一采样装置上按不同角度和位置安装采样管，并通过升降装置控制采集不同炉膛位置的积灰样品，从而可以减少多次采集样品的时间。但该申请案中无法对采样管的温度进行调控，因此不能实际模拟不同工况条件下锅炉内换热管的表面温度，无法采集得到可靠的积灰样品。

又如，申请号为200920106345X的申请案公开了一种炉内积灰采样装置，申请号为2014200665513的申请案公开了一种表面温度可控和热流可实时监测的积灰采样装置，这两个申请案均可以对采样探针表面温度进行实时调控，从而保证探针表面温度条件与实际锅炉运行过程中换热管的壁面温度条件一致，进而提高积灰采样的精度和积灰研究的准确性。但上述两申请案的功能相对单一，也仅能进行单纯的积灰采样。其次，上述探针适用于环境可控的实验室条件下，而在复杂的工业现场条件下，一般的积灰采样装置难以实施，比如清晰图像无法获取或者采样无法顺利进行。更重要的是，采用现有积灰采样装置都无法对积灰层的热导率进行实时在线测量，而且对沉积灰的增长，发展和脱落过程规律，也不能达到全面认识的目的。

因此，研究开发一种新的能够进行积灰层热导率在线实时监测的锅炉积灰智能采样装置和方法，对于锅炉积灰的精确研究以及积灰层的智能清扫控制研究具有重要的意义。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于克服采用现有积灰采样装置的功能较为单一，无法实现积灰热导率的实时在线监测及智能清扫控制研究的不足，提供了一种在线测量沉积灰有效热导率的智能积灰采样装置和方法。采用本发明的积灰采样装置同时还能够对探针积灰层的有效热导率进行实时在线监测，以便于积灰层的智能清扫控制，为实际锅炉清灰带来有意义的借鉴和指导。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

其一，本发明的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，包括支撑体外套管、与支撑体外套管一端相连的采样探针、温度测量单元及智能积灰吹扫单元，其中：

所述的采样探针为管状结构，且其一端密封，另一端与支撑体外套管相连通；所述的温度测量单元包括第一热电偶和第二热电偶，第一热电偶和第二热电偶分别安装于采样探针的外表面和内壁；

所述智能积灰吹扫单元包括超声波测厚仪和吹扫喷枪，其中超声波测厚仪安装于采样探针的内壁，所述吹扫喷枪的进气管道上设有安装有第一电动调节阀，且超声波测厚仪、第一电动调节阀、第一热电偶和第二热电偶均通过信号转换器与计算机相连。

更进一步的，还包括探针外壁温度调控单元，该温度调控单元包括进气导管和出气导管，所述进气导管的出气端穿过支撑体外套管插入到采样探针内部，其进气管道上安装有第二电动调节阀，所述出气导管与支撑体外套管内部相连通。

更进一步的，所述第二电动调节阀与信号转换器相连。

更进一步的，还包括第三热电偶，第三热电偶用于对探针上游处的烟气温度T_g进行监测，且与信号转换器相连。

更进一步的，所述采样探针的一端固定有连接管，且其内腔与连接管相连通，所述连接管的另一端通过直通卡套与支撑体外套管相连。

更进一步的，所述进气导管的出气端与采样探针密封端之间的距离为4-6mm，且进气导管与采样探针同轴设置。

更进一步的，所述进气导管及吹扫喷枪的进气管道均与空气压缩机相连。

其二，本发明的一种在线测量积灰有效热导率的方法，其步骤如下：

步骤一、数据采集

通过第一热电偶和第二热电偶分别对采样探针的外表面和内壁温度T₁、T₂进行实时监测，通过超声波测厚仪对采样探针表面积灰层厚度δ_ad进行实时测量，并传送至计算机；

步骤二、根据所测探针外表面和内壁温度，采用如下公式对采样探针的热流密度进行计算：

式中：q---穿过探针内外表面的热流密度，单位为W/m²；λ₁---探针材质的导热系数，单位为W/(m·K)；l---探针厚度，单位为m；r₁、r₂---探针外壁面半径、内壁面半径，单位为m；T₁、T₂---探针外壁面、内壁面热电偶所测温度，单位为℃；

步骤三、采用如下式(2)、式(3)对采样探针(3)的热流密度进行计算：

式(2)中h为探针的对流换热系数，单位为W m^-2K^-1；T_g和T_s分别为烟气温度和探针沉积灰表面的温度，单位为K；σ为斯特番-玻尔兹曼常数，单位W m^-2K^-4；w为沉积灰的发射率系数，与沉积灰的温度和构成有关系，其值在0.2-0.95之间变化；

式(3)中λ_eff为沉积灰的有效热导率，单位为W m^-2K^-1；δ_ad为沉积灰的厚度，单位m；

将上述式(1)与式(2)、式(3)进行联立，然后通过迭代法迭代即可求解得到探针沉积灰表面的温度T_s和沉积灰的有效热导率λ_eff。

更进一步的，所述公式(2)中探针的对流换热系数通过下式进行计算：

式(4)中Nu为探针处的努塞尔数；D为探针的直径，单位为m；λ_g为烟气的导热系数，单位W m^-2K^-1，其中Nu通过辅助测量或计算获得探针所处烟道的烟气速度，再根据以下准则公式计算得到：

式中，Re和Pr分别为以烟气速度为特征速度的雷诺数和普朗特数；Pr_w和Pr_f分别为壁面温度和烟气温度为定性温度下的普朗特数；式中的n和m的数值按不同条件来给定。

其三，本发明的一种智能积灰采样装置的吹灰方法，包括以下步骤：

步骤一、采用本发明的方法对采样探针表面沉积灰的有效热导率进行实时在线测量；

步骤二、根据如下公式对积灰的清洁因子CF进行计算：

式中，K⁰---标准计算传热系数，单位为W/(m²·K)，K---传热系数，单位为W/(m²·K)，其计算如下；

R＝R₁+R₂ (8)

式中：R---总热阻，单位为m²·K/W；R₁---探针外壁面热阻，单位为m²·K/W；R₂---积灰层热阻，单位为m²·K/W；

步骤三、若计算所得CF值小于设定值，则通过计算机控制空气压缩机启动并打开第一电动调节阀给气，对探针表面积灰进行实时清除。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，通过超声波测厚仪可以对探针表面积灰层的厚度进行在线实时监测，通过第一热电偶和第二热电偶可以对采样探针的外壁和内壁温度进行实时测量，并通过迭代法迭代求出探针表面积灰层的实时温度，从而可以对探针表面积灰层的热流密度和热导率进行实时在线精确测量，克服了现有积灰采样装置功能较为单一以及积灰层有效热导率计算不准确的不足，从而为实际锅炉的积灰吹扫提供一定的依据。

(2)本发明的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，通过智能积灰吹扫单元的设置可以对探针上的积灰层厚度和积灰情况进行实时在线监测，并根据计算所得积灰层热导率精确计算得到积灰清洁因子，从而便于确定合理的积灰清理策略并直接进行在线吹扫清理。

(3)本发明的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，还包括探针外壁温度调控单元，通过探针外壁温度调控单元的设置，从而可以对采样探针的表面温度进行实时监测，并根据监测结果和设定值，通过进气导管向采样探针内通入冷却气体以对采样探针进行冷却，保证其表面温度与实际锅炉中的换热管的工况相同，进而提高采样精度和采样的可靠性。

(4)本发明的一种在线测量积灰有效热导率的方法，通过对智能积灰采样装置的结构进行优化，从而可以对探针表面积灰层的厚度和温度进行实时在线测量，进而能够计算得到积灰层的有效热导率，其计算精度相对于现有技术得到有效提高。

(5)本发明的一种在线测量积灰有效热导率的方法，采用智能积灰采样装置可以对探针表面积灰的热导率进行实时在线精确测量，从而可以计算得到积灰的清洁因子CF，并根据清洁因子的大小通过计算机控制智能积灰吹扫单元对探针表面积灰进行自动清理，进而为实际锅炉的积灰清理提供指导，有助于开发最佳清扫策略。

附图说明

图1为本发明的在线测量沉积灰有效热导率的智能积灰采样装置的结构示意图。

图中：1、第一热电偶；2、第二热电偶；3、采样探针；4、进气导管；5、超声波测厚仪；6、吹扫喷枪；7、第三热电偶；8、第一电动调节阀；9、信号转换器；10、计算机；11、空气压缩机；12、第二电动调节阀；13、支撑体外套管；14、出气导管；15、直通卡套；16、连接管。

具体实施方式

目前，现有锅炉积灰采样装置的功能通常较为单一，仅能进行积灰的采样，而对炉内积灰层热导率的精确计算和监控对于积灰研究和吹扫控制具有重要的意义。但由于炉内环境较为复杂，始终处于高温状态并且环境恶劣，同时积灰层的厚度与热导率均处于动态变化中，因此实现积灰层热导率的实时在线监测是本领域一个非常难以解决的问题，因而现有技术中通常难以实现锅炉积灰的精确清扫控制，通常都是凭借一定的经验进行积灰吹扫，吹扫控制较为盲目。针对该问题，本发明提供了一种多功能智能积灰采样装置，在积灰采样的同时，通过超声波测厚仪的设置可以对探针表面积灰厚度进行在线实时监测，通过第一热电偶和第二热电偶的设置可以对探针外壁和内壁温度进行在线实时监测，同时利用迭代法可以迭代求解出积灰层表面温度，因此能够实现探针表面积灰层厚度和热导率的实时在线测量，便于探针表面积灰层的精确和合理吹扫控制，从而能够为实际锅炉积灰的吹扫提供一定的借鉴和指导意义。

具体的，本发明的积灰采样装置可以实现以下功能：1)可以智能控制采样装置的表面温度从而获得可靠的积灰样品；2)可以在线获得积灰层的厚度、有效热导率和通过积灰层的热流；3)可以用于研究制定最佳的积灰层的吹扫策略。本发明的智能积灰采样装置的结构和操作摒弃了传统的积灰采样清除装置的繁琐与高成本，利用简单的温度测量和超声波测厚仪与LabVIEW程序相结合，可以实现对积灰层的实时监测和清理。该装置的开发和应用，对深刻认识积灰的形成机理和积灰的检测和控制具有重要的意义。

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种在线测量沉积灰有效热导率的智能积灰采样装置，包括支撑体外套管13、与支撑体外套管13一端相连的采样探针3、温度测量单元、智能积灰吹扫单元、探针外壁温度调控单元、信号转换器9和计算机10，其中：

所述的采样探针3为管状结构，且其一端密封，另一端与支撑体外套管13相连通。所述的温度测量单元包括第一热电偶1、第二热电偶2和第三热电偶7，其中第一热电偶1和第二热电偶2分别安装于采样探针3的外表面和内壁，其直径均为1mm，且分别用于对采样探针3的外壁和内壁温度T₁、T₂进行实时监测，第三热电偶7用于对探针上游处的烟气温度T_g进行实时监测。

所述智能积灰吹扫单元包括超声波测厚仪5和吹扫喷枪6，其中超声波测厚仪5安装于采样探针3的内壁，所述吹扫喷枪6的进气管道与空气压缩机11相连且该管道上安装有第一电动调节阀8，所述第一电动调节阀8、超声波测厚仪5、第一热电偶1、第二热电偶2和第三热电偶7均通过信号转换器9与计算机10相连。

所述探针外壁温度调控单元包括进气导管4和出气导管14，所述进气导管4的出气端穿过支撑体外套管13插入到采样探针3内部，该进气导管4与采样探针3同轴设置，且其出气端与采样探针3密封端之间的距离为4-6mm，所述进气导管4的进气管道与空气压缩机11相连且该管道上安装有第二电动调节阀12，该第二电动调节阀12与信号转换器9相连；所述出气导管14与支撑体外套管13内部相连通。

采样过程中采样探针3放置于炉膛内，为了使探针与实际锅炉中的换热管的工况相同，需要对采样探针3进行冷却，采样系统中使用的冷却工质为空气，由空气压缩机11对系统进行供气，冷却空气通过第二电动调节阀12和进气导管4进入采样探针3内部，冷却采样探针后再从探针流出并通过出气导管14排出，以达到冷却探针的目的。具体的，本实施例中采样探针3的外壁设定温度由控制器(计算机)设置，并通过第一热电偶1对采样探针3的表面真实温度进行实时监测，当其温度高于设定值时，则增大冷却气体流量，反之则减少流量。即通过计算机10控制第二电动调节阀12的开度，从而调节进入采样探针3的压缩空气流量，进而达到准确监测采样探针3表面温度的目的，提高了灰样采集精度。同时，采样探针也可处于恒定流量下，这种情况与实际锅炉中换热器的运行状态类似。

具体的，采用本实施例的智能积灰采样装置进行积灰有效热导率在线测量的方法，包括以下步骤：

步骤一、数据采集

通过第一热电偶1和第二热电偶2分别对采样探针3的外表面和内壁温度T₁、T₂进行实时监测，通过超声波测厚仪5对采样探针3表面积灰层厚度δ_ad进行实时测量，并传送至计算机10。

超声波测厚原理为：

本装置在超声波发射端以时间为单位对脉冲信号进行编码，再用编码得到的信号对载波进行调制，用调制好的的脉冲激励序列激励超声波传感器(超声波测厚仪5)发射超声波信号，超声波通过超声波导播杆(安装于采样探针3内壁)传播到采样探针的表面，在积灰层中传播，当超声波信号遇到积灰层与炉内气体的交界面将发生反射，反射回的超声波信号通过导播杆由探针内部的超声波传感器接收。超声波传感器将不同编码序列的发射超声波信号时间点和接收超声波信号时间点通过信号转换器9传递给LabVIEW程序，由LabVIEW程序计算出积灰层厚度。LabVIEW程序分析每个编码序列的超声波信号发射时刻和超声波信号发射时刻，通过下式计算探针上积灰层厚度：

式中：δ_ad---积灰层厚度，单位为m，v---超声波在炉内气氛传播速度，单位为m/s，l’---超声波导播杆长度，单位为m，τ₁---超声波传感器发射超声波信号时间点，单位为s，τ₂---超声波传感器接收超声波信号时间点，单位为s。

步骤二、根据所测探针外表面和内壁温度，采用如下公式对采样探针3的热流密度进行计算，得到积灰过程中的热流变化曲线，从而实现采样装置表面热流变化情况的实时监测：

式中：q---穿过探针内外表面的热流密度，单位为W/m²；λ₁---探针材质的导热系数，单位为W/(m·K)；l---探针厚度，单位为m；r₁、r₂---探针外壁面半径、内壁面半径，单位为m；T₁、T₂---探针外壁面、内壁面热电偶所测温度，单位为℃；

步骤三、采用如下式(2)、式(3)对采样探针(3)的热流密度进行计算：

式(2)中h为探针的对流换热系数，单位为W m^-2K^-1；T_g和T_s分别为烟气温度和探针沉积灰表面的温度，单位为K；σ为斯特番-玻尔兹曼常数，单位W m^-2K^-4；w为沉积灰的发射率系数，与沉积灰的温度和构成有关系，其值在0.2-0.95之间变化；

式(3)中λ_eff为沉积灰的有效热导率，单位为W m^-2K^-1；δ_ad为沉积灰的厚度，单位m；上述公式(2)中探针的对流换热系数通过下式进行计算：

式(4)中Nu为探针处的努塞尔数；D为探针的直径，单位为m；λ_g为烟气的导热系数，单位W m^-2K^-1，其中Nu通过辅助测量或计算获得探针所处烟道的烟气速度，再根据以下准则公式计算得到：

式中，Re和Pr分别为以烟气速度为特征速度的雷诺数和普朗特数；Pr_w和Pr_f分别为壁面温度和烟气温度为定性温度下的普朗特数；式中的n和m的数值按不同条件来给定。

将上述式(1)-式(5)进行联立，然后通过迭代法迭代即可求解得到探针沉积灰表面的温度T_s和沉积灰的有效热导率λ_eff。

在实际锅炉运行情况之下，探针表面积灰的厚度、积灰层表面的温度以及积灰层的热导率是同时不断变化的，想要计算积灰层的热导率，必须要获得准确的积灰层表面温度以及当前情况下的积灰层的厚度。而积灰层表面温度不可能利用热电偶直接测得，本实施例通过超声波测厚仪对积灰层的厚度进行实时监测，并通过迭代法对积灰层表面温度进行实时计算，从而能够实现探针表面积灰层导热系数的在线实时测量。

本实施例的智能积灰采样装置表面积灰的智能吹扫方法，包括以下步骤：

步骤一、采用上述方法对采样探针3表面沉积灰的有效热导率进行实时在线测量；

步骤二、根据如下公式对积灰的清洁因子CF进行计算：

式中，K⁰---标准计算传热系数，单位为W/(m²·K)，K---传热系数，单位为W/(m²·K)，其计算如下：

R＝R₁+R₂ (8)

式中：R---总热阻，单位为m²·K/W；R₁---探针外壁面热阻，单位为m²·K/W；R₂---积灰层热阻，单位为m²·K/W；由于积灰层厚度和热导率是实时变化的，现有技术中难以对其进行精确测量，因此目前现有技术中积灰层热阻R₂通常都是采用经验值，从而导致清洁因子的计算存在较大误差，影响积灰吹扫的合理控制。本实施例可以对积灰层热导率进行实时在线精确计算，从而保证清洁因子计算的准确性。

步骤三、若计算所得CF值小于设定值，由计算机(通过由LabVIEW编写的程序)给出控制指令，启动空气压缩机11并打开第一电动调节阀8给气，对探针表面积灰进行实时清除。

实施例2

本实施例的一种在线测量沉积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：具体的，本实施例中采样探针3的一端固定有连接管16，且其内腔与连接管16相连通，所述连接管16的另一端通过直通卡套15与支撑体外套管13相连。

Claims (9)

1.一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，包括支撑体外套管(13)以及与支撑体外套管(13)一端相连的采样探针(3)，其特征在于：还包括温度测量单元及智能积灰吹扫单元，其中：

所述的采样探针(3)为管状结构，且其一端密封，另一端与支撑体外套管(13)相连通；所述的温度测量单元包括第一热电偶(1)和第二热电偶(2)，第一热电偶(1)和第二热电偶(2)分别安装于采样探针(3)的外表面和内壁；

所述智能积灰吹扫单元包括超声波测厚仪(5)和吹扫喷枪(6)，其中超声波测厚仪(5)安装于采样探针(3)的内壁，所述吹扫喷枪(6)的进气管道上设有安装有第一电动调节阀(8)，且第一电动调节阀(8)、超声波测厚仪(5)、第一热电偶(1)和第二热电偶(2)均通过信号转换器(9)与计算机(10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：还包括探针外壁温度调控单元，该温度调控单元包括进气导管(4)和出气导管(14)，所述进气导管(4)的出气端穿过支撑体外套管(13)插入到采样探针(3)内部，其进气管道上安装有第二电动调节阀(12)，所述出气导管(14)与支撑体外套管(13)内部相连通。

3.根据权利要求2所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：所述第二电动调节阀(12)与信号转换器(9)相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：还包括第三热电偶(7)，第三热电偶(7)用于对探针上游处的烟气温度T_g进行监测，且与信号转换器(9)相连。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：所述采样探针(3)的一端固定有连接管(16)，且其内腔与连接管(16)相连通，所述连接管(16)的另一端通过直通卡套(15)与支撑体外套管(13)相连。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：所述进气导管(4)的出气端与采样探针(3)密封端之间的距离为4-6mm，且进气导管(4)与采样探针(3)同轴设置。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种在线测量积灰有效热导率的智能积灰采样装置，其特征在于：所述进气导管(4)及吹扫喷枪(6)的进气管道均与空气压缩机(11)相连。

8.一种在线测量积灰有效热导率的方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一、数据采集

通过第一热电偶(1)和第二热电偶(2)分别对采样探针(3)的外表面和内壁温度T₁、T₂进行实时监测，通过超声波测厚仪(5)对采样探针(3)表面积灰层厚度δ_ad进行实时测量，并传送至计算机(10)；

步骤二、根据所测探针外表面和内壁温度，采用如下公式对采样探针(3)的热流密度进行计算：

式中：q---穿过探针内外表面的热流密度，单位为W/m²；λ₁---探针材质的导热系数，单位为W/(m·K)；l---探针厚度，单位为m；r₁、r₂---探针外壁面半径、内壁面半径，单位为m；T₁、T₂---探针外壁面、内壁面热电偶所测温度，单位为℃；

步骤三、采用如下式(2)、式(3)对采样探针(3)的热流密度进行计算：

式(2)中h为探针的对流换热系数，单位为W m^-2K^-1；T_g和T_s分别为烟气温度和探针沉积灰表面的温度，单位为K；σ为斯特番-玻尔兹曼常数，单位W m^-2K^-4；w为沉积灰的发射率系数；

式(3)中λ_eff为沉积灰的有效热导率，单位为W m^-2K^-1；δ_ad为沉积灰的厚度，单位m；

将上述式(1)与式(2)、式(3)进行联立，然后通过迭代法迭代即可求解得到探针沉积灰表面的温度T_s和沉积灰的有效热导率λ_eff。

9.根据权利要求8所述的一种在线测量积灰有效热导率的方法，其特征在于：所述公式(2)中探针的对流换热系数通过下式进行计算：

式(4)中Nu为探针处的努塞尔数；D为探针的直径，单位为m；λ_g为烟气的导热系数，单位Wm^-2K^-1，其中Nu通过辅助测量或计算获得探针所处烟道的烟气速度，再根据以下准则公式计算得到：

式中，Re和Pr分别为以烟气速度为特征速度的雷诺数和普朗特数；Pr_w和Pr_f分别为壁面温度和烟气温度为定性温度下的普朗特数；式中的n和m的数值按不同条件来给定。