CN111007277A - 一种风速自动测量装置及一次风风速调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于风速自动测量装置及一次风风速调平方法。本发明风速自动测量装置包括：包括：风速测量探头，与风速测量探头相连的数据采集器，以及连接计算机和数据采集器的通讯连接器，用于固定风速测量探头的固定装置。本发明一次风风速调平方法对于每台磨的燃烧器出口或者每层燃烧器出口同时布置风速自动测量装置，同时测量计算得出每层燃烧器喷口的一次风风速，根据计算得到的各粉管燃烧器喷口风速调整一次风粉管上的缩孔，以使各燃烧器喷口风速相对偏差值不大于±5%，进一步节省试验时间，工作效率高。

Description

一种风速自动测量装置及一次风风速调平方法

技术领域

本发明涉及一种火电厂锅炉磨煤机出口一次风风速自动测量装置及一次风风速调平方法，属于火电厂锅炉安全、节能运行领域。

背景技术

由于火电厂锅炉磨煤机及一次风管道布置方式的特点，磨煤机出口到各燃烧器的距离不相同、弯头数量也有差别，使得各一次风管道长度和阻力有很大偏差，导致进入锅炉燃烧器的燃料量有较大偏差，它直接影响炉内煤粉燃烧均匀性导致锅炉效率下降，经济性较差，如果风速偏差较大，还会冲刷水冷壁，造成炉膛两侧蒸汽温度偏差变大、炉膛结渣、爆管，甚至引起炉膛灭火等事故。因此，火力发电厂制粉系统一次风煤粉管道风速是否调平对锅炉的安全性、经济性有着非常重要的意义。目前煤粉管道风速均匀性的调平方法主要采用方式是机组未点火前的冷态调平，具体是在一次风管道上安装可调节缩孔，通过调节一次风管上的缩孔，以使各一次风管道内的风速偏差调整到规定范围之内。

依据DLT 467—2004《电站磨煤机及制粉系统性能试验》中标准，在冷态下调节一次风管上的缩孔，以使各一次风管风速相对偏差值不大于±5%。一次风风速调平试验的关键在于准确测量出各一次风管风速，从而计算出相对偏差。目前，传统测量方法为多点测量均值法，测点选取采用等截面圆环法或者切贝切夫法。在一次风管道的同一截面上选取1~2个侧孔，每个测孔选取6个点或8个点，利用皮托管、靠背管或者热线风速仪测量动压或者风速，然后计算出平均风速。这种方法有以下缺点：

1、试验精度低

为准确测量一次风管的风速，首先要求试验人员按照做好的标尺，每个测孔逐点测量风速，皮托管全压孔在一次风管内位置完全依靠测试人员的肉眼观察和手工调整，非常容易出现位置偏差。其次，要求测量截面附近有足够长的直管段。但在实际测量中，受场地位置的影响，一次风管开孔位置处前后直管段未能达到标准要求，甚至存在部分弯头管道，这些均会导致风道内回流区的产生，导致管道风速的测量误差增大。

2、劳动强度大，试验时间长

火电厂锅炉一次风管一般24～36根，每根粉管在同一截面上选取2个测孔，每个测孔需要测量6个点位的风速，总计达到288～432个测点，每个测点需要60S左右测量时间，根据多年现场经验，每个工况测量时间就达到了5~7个小时以上，每层燃烧器调平需要进行三个工况，这样一台锅炉进行一次调平试验即需要15~21个小时，试验劳动强度大，试验耗时长。

3、高空作业多，危险系数大。

为了使每根一次风管测孔前后有足够长的直管段，测孔的开孔位置都较高，测量时需要搭设脚手架，试验人员需要攀爬脚手架进行作业，增加了不安全因素，试验危险系数大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风速自动测量装置及一次风风速调平方法，旨在解决目前一次风风速调平试验精度低、高空作业多、劳动强度大、和试验耗时长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于风速自动测量装置及一次风风速调平方法。

风速自动测量装置包括：包括：风速测量探头，与风速测量探头相连的数据采集器，以及连接计算机和数据采集器的通讯连接器，用于固定风速测量探头的固定装置，所述通讯连接器连接计算机。

风速测量探头，目前试验常用的测量风速的探头有两种，一种是皮托管配合微压计，该方法的测量范围大，但要求测量角度准确，其精度与微压计的精度相关，在测量低风速时由于气流动压小，测量误差较大；另一种是热线式风速探头，其测量范围基本在锅炉冷态风速范围内，在测量低风速时比皮托管敏感。考虑设备用途和探头安装，本发明选择利用热导式探头。

所述数据采集器为多通道数据采集器，通道不少于2个，来和热线式风速探头配合，进行风速和温度的测量，并且将采集到的数据传输到计算机处理、存储。每台数据采集器同时连接32只热线式风速探头，采集器上有32个探头连接插孔，分别标注对应的传感器编号。

通讯连接器是用来连接计算机和数据采集器的设备，与计算机一端采用USB方式连接，插入计算机USB口后计算机设备管理器栏目里增加端口COM，计算机不同的USB口对应不同的COM口，在软件中要用通讯端口菜单来设置；另一端是DB9-RS485通讯插头，可以接入专用的通讯线。

固定装置包括十字支撑架和探头固定卡件。十字支撑架材质可选用磁铁，方便吸附在燃烧器喷口处，十字支撑架上刻有标尺。探头固定卡件材质选用铁质材料，一端直接吸附在十字支撑架上，另一端利用螺栓固定风速测量探头。

一种基于风速自动测量装置的一次风风速调平方法，包括如下步骤：

1、选取炉内一燃烧器喷口位置处，作为风速测量处，将风速自动测量装置中的十字支撑架固定于燃烧器喷口处。

2、利用探头固定卡件，将风速测量探头按照切贝切夫法布置于十字支撑架上。每个风速测量探头同时测量所布位置的风速。

3、利用数据采集器，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器一次风平均风速。平均速度通过计算该截面所有测点速度的算术平均值确定。

4、按照上述步骤，依次测量其他燃烧器一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

本发明提供的风速自动测量装置及风速调平方法，与现有技术相比，具有以下优点和效果：

本发明可以利用炉膛内检修用的升降平台将风速自动测量装置布置于炉内燃烧器一次风喷口处，相比于传统炉外一次风管道上开测孔的测量方法，本发明避免了一次风管道测孔位置较高，需要攀爬脚手架，高空作业的风险；本发明将风速探头利用风速固定装置按照切贝切夫法固定于燃烧器喷口处，避免了传统方法中一次风管内位置完全依靠测试人员的肉眼观察和手工调整，造成的位置偏差，从而提高了试验精度；本发明可同时将若干套风速自动测量装置分别固定于燃烧器一次风喷口处，实现同层燃烧器一次风喷口风速的同时测量、采集、处理，大大缩短了试验时间，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风速自动测量装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的风速测量探头固定位置示意图；

附图中，1-风速测量探头、2-数据采集器、3-通讯连接器、4-固定装置、5-十字支撑架、6-探头固定卡件、7-计算机、8-燃烧器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以下结合附图对本发明的技术方案、结构作进一步详细的说明。

实施例1

现对本发明实施例提供的风速自动测量装置进行说明。所述风速自动测量装置，包括风速测量探头1，数据采集器2，以及连接计算机和数据采集器2的通讯连接器3，固定装置4，所述通讯连接器3连接计算机7。使用时，将本发明实施例提供的风速自动测量装置安装至各燃烧器8一次风喷口处，通过数据采集器2为多通道数据采集器实时采集各点处的一次风风速，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器一次风平均风速。依次测量其他燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

所述风速测量探头1固定位置，请参照图2。风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数固定于燃烧器8喷口处，避免了传统方法中一次风管内位置完全依靠测试人员的肉眼观察和手工调整，造成的位置偏差，从而提高了试验精度。

为了方便十字支撑架5安装于燃烧器一次风喷口处，所选十字支撑5架材质为磁铁，刻有标尺。十字支撑架5为条状，宽5公分，长度为80公分。

风速探头固定卡件6材质选用铁质材料，一端可直接吸附在十字支撑架5上，另一端利用螺栓固定风速测量探头1。

进一步而言，所述风速测量探头1采用热线式风速探头，测量精度高。测量过程中，探头固定卡件5可以保持风速测量探头1与燃烧器8一次风喷口中气流方向垂直。

进一步而言，对于每台磨的燃烧器8出口或者每层燃烧器8出口同时布置风速自动测量装置，同时测量计算得出每层燃烧器喷口的一次风风速，根据计算得到的各粉管燃烧器8喷口风速调整一次风粉管上的缩孔，以使各燃烧器8喷口风速相对偏差值不大于±5%，进一步节省试验时间，工作效率高。

一种基于风速自动测量装置的一次风风速调平方法，包括以下步骤：

1）选取炉内一燃烧器8喷口位置处，作为风速测量处，将风速自动测量装置中的十字支撑架5固定于燃烧器喷口处；

2) 利用探头固定卡件6，将风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数布置于十字支撑架5上，每个风速测量探头1同时测量所布位置的风速；

3）利用数据采集器2，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器8一次风平均风速；平均速度通过计算该截面所有测点速度的算术平均值确定；

4)按照上述步骤，依次测量其它燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器8一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

实施例2

现对本发明实施例提供的风速自动测量装置进行说明。所述风速自动测量装置，包括风速测量探头1，数据采集器2，以及连接计算机和数据采集器2的通讯连接器3，固定装置4，所述通讯连接器3连接计算机7。使用时，将本发明实施例提供的风速自动测量装置安装至各燃烧器8一次风喷口处，通过数据采集器2为多通道数据采集器实时采集各点处的一次风风速，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器一次风平均风速。依次测量其他燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

所述风速测量探头1固定位置，请参照图2。风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数固定于燃烧器8喷口处，避免了传统方法中一次风管内位置完全依靠测试人员的肉眼观察和手工调整，造成的位置偏差，从而提高了试验精度。

为了方便十字支撑架5安装于燃烧器一次风喷口处，所选十字支撑5架材质为磁铁，刻有标尺。十字支撑架5为条状，宽4公分，长度为75公分。

风速探头固定卡件6材质选用铁质材料，一端可直接吸附在十字支撑架5上，另一端利用螺栓固定风速测量探头1。

进一步而言，所述风速测量探头1采用热线式风速探头，测量精度高。测量过程中，探头固定卡件5可以保持风速测量探头1与燃烧器一次风喷口中气流方向垂直。

进一步而言，对于每台磨的燃烧器8出口或者每层燃烧器8出口同时布置风速自动测量装置，同时测量计算得出每层燃烧器8喷口的一次风风速，根据计算得到的各粉管燃烧器8喷口风速调整一次风粉管上的缩孔，以使各燃烧器8喷口风速相对偏差值不大于±5%，进一步节省试验时间，工作效率高。

一种基于风速自动测量装置的一次风风速调平方法，包括以下步骤：

1）选取炉内一燃烧器8喷口位置处，作为风速测量处，将风速自动测量装置中的十字支撑架5固定于燃烧器喷口处；

2) 利用探头固定卡件6，将风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数布置于十字支撑架5上，每个风速测量探头1同时测量所布位置的风速；

3）利用数据采集器2，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器8一次风平均风速；平均速度通过计算该截面所有测点速度的算术平均值确定；

4)按照上述步骤，依次测量其它燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器8一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

实施例3

现对本发明实施例提供的风速自动测量装置进行说明。所述风速自动测量装置，包括风速测量探头1，数据采集器2，以及连接计算机和数据采集器2的通讯连接器3，固定装置4，所述通讯连接器3连接计算机7。使用时，将本发明实施例提供的风速自动测量装置安装至各燃烧器8一次风喷口处，通过数据采集器2为多通道数据采集器实时采集各点处的一次风风速，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器一次风平均风速。依次测量其他燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

所述风速测量探头1固定位置，请参照图2。风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数固定于燃烧器8喷口处，避免了传统方法中一次风管内位置完全依靠测试人员的肉眼观察和手工调整，造成的位置偏差，从而提高了试验精度。

为了方便十字支撑架5安装于燃烧器8一次风喷口处，所选十字支撑5架材质为磁铁，刻有标尺。十字支撑架5为条状，宽6公分，长度为85公分。

风速探头固定卡件6材质选用铁质材料，一端可直接吸附在十字支撑架5上，另一端利用螺栓固定风速测量探头1。

进一步而言，所述风速测量探头1采用热线式风速探头，测量精度高。测量过程中，探头固定卡件5可以保持风速测量探头1与燃烧器一次风喷口中气流方向垂直。

进一步而言，对于每台磨的燃烧器8出口或者每层燃烧器8出口同时布置风速自动测量装置，同时测量计算得出每层燃烧器8喷口的一次风风速，根据计算得到的各粉管燃烧器8喷口风速调整一次风粉管上的缩孔，以使各燃烧器8喷口风速相对偏差值不大于±5%，进一步节省试验时间，工作效率高。

一种基于风速自动测量装置的一次风风速调平方法，包括以下步骤：

1）选取炉内一燃烧器8喷口位置处，作为风速测量处，将风速自动测量装置中的十字支撑架5固定于燃烧器喷口处；

2) 利用探头固定卡件6，将风速测量探头1按照切贝切夫法所给出的系数布置于十字支撑架5上，每个风速测量探头1同时测量所布位置的风速；

3）利用数据采集器2，将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器8一次风平均风速；平均速度通过计算该截面所有测点速度的算术平均值确定；

4)按照上述步骤，依次测量其它燃烧器8一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器8一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器8一次风喷口处的风速偏差符合标准要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风速自动测量装置，其特征在于，包括：风速测量探头（1），与风速测量探头（1）相连的数据采集器（2），以及连接计算机和数据采集器（2）的通讯连接器（3），用于固定风速测量探头（1）的固定装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述风速测量探头（1）采用热线式风速探头，所述通讯连接器（3）连接计算机（7）。

3.根据权利要求1所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述数据采集器（2）为多通道数据采集器，所述数据采集器（2）的通道不少于2个。

4.根据权利要求1所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述数据采集器（2）和风速测量探头（1）配合，进行风速和温度的测量，并且将采集到的数据传输到计算机处理、存储。

5.根据权利要求1所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述数据采集器（2）同时连接32只热线式风速探头，采集器上有32个探头连接插孔，分别标注对应的传感器编号。

6.根据权利要求1所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述的固定装置（4）包括十字支撑架（5）和探头固定卡件（6）。

7.根据权利要求6所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述十字支撑架（5）安装于燃烧器一次风喷口处，所选材质为磁铁，刻有标尺。

8.根据权利要求7所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述十字支撑架（5）形状为条状，宽4-6公分，长度为75-85公分。

9.根据权利要求6所述的一种风速自动测量装置，其特征在于，所述探头固定卡件（6）材质选用铁质材料，一端直接吸附在十字支撑架（5）上，另一端利用螺栓固定风速测量探头（1）。

10.一种基于风速自动测量装置的一次风风速调平方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取炉内一燃烧器喷口位置处，作为风速测量处，将风速自动测量装置中的十字支撑架（5）固定于燃烧器喷口处；

2)利用探头固定卡件（6），将风速测量探头（1）按照切贝切夫法所给出的系数布置于十字支撑架（5）上，每个风速测量探头（1）同时测量所布位置的风速；

3）利用数据采集器（2），将采集到各点风速传输到计算机处理、存储，从而计算出该燃烧器一次风平均风速；平均速度通过计算该截面所有测点速度的算术平均值确定；

4)按照上述步骤，依次测量其它燃烧器一次风喷口处的风速，并计算各燃烧器一次风喷口的风速偏差，按照风速偏差调整相应的一次风管道上的可调节缩孔并进行风速测量，直至各燃烧器一次风喷口处的风速偏差符合要求。

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