CN208721134U - 测量装置及具有其的锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测量装置及具有其的锅炉系统，其中，测量装置能够穿设到管道的内部，测量装置包括：抽气通道，包括成角度设置的第一抽气段和第二抽气段，第一抽气段与管道中流体来流方向平行设置并且第一抽气段的入口位于待测区域，第二抽气段穿设在管道上；测温元件，包括成角度设置的第一测温段和第二测温段，第一测温段设置在第一抽气段中，测温元件的头部朝向管道中流体来流方向设置，第二测温段设置在第二抽气段中；总压测管，设置在抽气通道朝向来流方向的一侧；静压测管，设置在抽气通道朝向流体去流方向的一侧。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中测量装置无法同时测量烟气的温度和速度的问题。

Description

测量装置及具有其的锅炉系统

技术领域

本实用新型涉及发电站领域，具体而言，涉及一种测量装置及具有其的锅炉系统。

背景技术

电站锅炉尾部烟道烟气温度是衡量锅炉运行经济性的重要技术参数。对于锅炉尾部烟道内烟气温度测量的准确性和精度有较高要求。锅炉尾部烟道内烟气温度测量属于流体温度测量。目前，工程中对于锅炉尾部烟道温度的测量通常选择热电阻或者热电偶采用直接接触法测量。在电厂，普遍是将热电阻或者热电偶测温元件直接插入烟道测量烟气温度。由于烟道的壁面温度低于烟气温度，必然存在测温元件向壁面辐射导致测量误差；直接插入的热电偶或者热电阻一部份在烟道内，一部分在烟道外，烟道内外部分的温度不同，热量沿着测温元件发生传导，也会带来测量误差；烟气的流速对于烟气温度的测量产生一定的影响，当烟气经过测温元件时，受测温元件阻挡、速度下降，存在绝热滞止现象。同时，由于烟气流动受到测温元件阻碍，动能转化成热能，从而使测点温度升高，测量温度高于烟气流的实际温度。现有技术中，缺乏针对烟气的热物理性质、流动性质和环境条件等情况对锅炉尾部烟道内烟气的温度和速度进行准确测量的装置。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种测量装置及具有其的锅炉系统，以解决现有技术中测量装置无法同时测量烟气的温度和速度的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种测量装置，能够穿设到管道的内部，测量装置包括：抽气通道，包括成角度设置的第一抽气段和第二抽气段，第一抽气段与管道中流体来流方向平行设置并且第一抽气段的入口位于待测区域，第二抽气段穿设在管道上并与第一抽气段连接；测温元件，包括成角度设置的第一测温段和第二测温段，第一测温段设置在第一抽气段中，测温元件的头部朝向管道中流体来流方向设置，第二测温段设置在第二抽气段中；总压测管，设置在抽气通道朝向来流方向的一侧，总压测管的第一端朝向待测区域设置，总压测管的第二端穿出管道的侧壁设置；静压测管，设置在抽气通道朝向流体去流方向的一侧，静压测管的第一端朝向待测区域设置，静压测管的第二端穿出管道。

进一步地，测量装置还包括控制器，控制器能够收集总压测管和静压测管测得的压力值，并根据压力值计算得到待测区域的流体流速，控制器能够根据算得的流体流速控制流体在抽气通道中的流速与待测区域的流体流速相等。

进一步地，总压测管的第一端设置有斜切口，和/或，静压测管的第一端设置有斜切口。

进一步地，第一抽气段的入口处设置有防热辐射结构。

进一步地，第一抽气段的端口处设置有过滤结构。

进一步地，第一抽气段和第二抽气段圆弧过渡，和/或第一测温段和第二测温段圆弧过渡。

进一步地，抽气通道中设置有固定支架，以使测温元件悬设在抽气通道中。

进一步地，抽气通道还包括第三抽气段，第三抽气段与第二抽气段成角度地设置，测温元件的尾部从第三抽气段与第二抽气段的连接处穿出抽气通道。

进一步地，第二抽气段和第三抽气段圆弧过渡。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种锅炉系统，包括烟道和测量装置，测量装置穿设在烟道的侧壁上，测量装置为上述的测量装置。

进一步地，测量装置为多个，多个测量装置的多个测温元件的头部在烟道横截面上的投影的位置均不相同。

应用本实用新型的技术方案，抽气通道将待测区域的流体引入测量装置中，测温元件可以通过测量抽气通道中流体的温度得到待测区域的流体的温度。第一抽气段与管道中流体来流方向平行设置，第一测温段设置在第一抽气段中，并且其头部朝向管道中流体来流方向设置使流体在进入第一抽气段时的流动状态与在管道中的流动状态相近，提高测量准确性。本实施例的测量装置还包括总压测管和静压测管，总压测管和静压测管分别设置在抽气通道的迎流面和背流面，这样可以通过总压测管和静压测管测得的压力值之差推算待测区域的流体流速等数值，实现温度和流速同时测量，提高了测量精度和效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的测量装置的实施例的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、烟道；1a、烟道侧壁；2、测量装置；10、抽气通道；11、第一抽气段；12、第二抽气段；13、第三抽气段；20、测温元件；20a、测温探头；20b、传输线路；21、第一测温段；22、第二测温段；30、总压测管；31、斜切口；32、信号线；40、静压测管；41、斜切口；42、信号线；50、固定支架；60、防热辐射罩。

具体实施方式

本申请的测量装置可以应用在电厂等锅炉烟道测量作业中，电厂锅炉尾部烟道尺寸较大，烟气温度在烟道截面的分布并不均匀，在锅炉热效率测定试验中采用网格法进行多点测量，需要同时获得测点的烟气温度和烟气流速，但现有技术中缺乏能同时获得烟气温度和烟气流速的测量装置。本申请将针对上述问题对测量装置的结构进行改进。

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。

本实施例的测量装置，能够穿设到烟道的内部，如图1所示，本实施例的测量装置包括抽气通道10、测温元件20、总压测管30和静压测管40。其中，抽气通道10包括成角度设置的第一抽气段11和第二抽气段12，第一抽气段11与烟道中烟气来流方向(图中箭头指示方向)平行设置并且第一抽气段11的入口位于待测区域，第二抽气段12穿设在烟道上并与第一抽气段11连接。测温元件20包括成角度设置的第一测温段21和第二测温段22，第一测温段21设置在第一抽气段11中，测温元件20的头部朝向烟道中烟气来流方向设置，第二测温段22设置在第二抽气段12中。总压测管30设置在抽气通道10朝向来流方向的一侧，总压测管30的第一端朝向待测区域设置，总压测管30的第二端穿出烟道的侧壁设置。静压测管40设置在抽气通道10朝向烟气去流方向的一侧，静压测管40的第一端朝向待测区域设置，静压测管40的第二端穿出烟道。

应用本实施例的技术方案，抽气通道10将待测区域的烟气引入测量装置中，测温元件20可以通过测量抽气通道10中烟气的温度得到待测区域的烟气的温度。第一抽气段11与烟道中烟气来流方向平行设置，第一测温段21设置在第一抽气段11中，并且其头部朝向烟道中烟气来流方向设置使烟气在进入第一抽气段11时的流动状态与在烟道中的流动状态相近，提高测量准确性。本实施例的测量装置还包括总压测管30和静压测管40，总压测管30和静压测管40分别设置在抽气通道10的迎流面和背流面，这样可以通过总压测管30和静压测管40测得的压力值之差推算待测区域的流体流速等数值，实现温度和流速同时测量，提高了测量精度和效率。

本实施例的测温元件20穿设在抽气通道10中，避免测温元件20直接与烟道侧壁接触，减少了测温元件20与烟道之间的热传递、热对流以及热辐射，减少了热量的损失，降低了测量误差。

优选地，如图1所示，本实施例的抽气通道10还包括第三抽气段13，第三抽气段13与第二抽气段12成角度地设置，测温元件20的尾部从第三抽气段13与第二抽气段12的连接处穿出抽气通道10。抽气通道10中设置有固定支架50，以使测温元件20悬设在抽气通道10中。当烟气进入抽气通道10时，测温元件20能够被烟气围绕，使测温元件20所处环境更接近与烟道中的环境，提高测量准确性。

为减少烟气在抽气通道10中流动状态变化、减少涡流等现象产生，在本实施例的技术方案中，第一抽气段11和第二抽气段12圆弧过渡，第二抽气段12和第三抽气段13圆弧过渡。相应地，第一测温段21和第二测温段22圆弧过渡。

本实施例的测量装置还包括控制器(图中未示出)，控制器能够收集总压测管30和静压测管40测得的压力值，并根据压力值计算得到待测区域的烟气流速，控制器能够通过控制气泵等设备控制烟气在抽气通道10中的流速，使之与待测区域的烟气流速相等，消除了烟气在进入抽气通道10时速度降低进而出现的绝热滞止现象对测量准确性的影响。

如图1所示，本实施例的总压测管30的第一端设置有第一斜切口31，静压测管40的第一端设置有第二斜切口41。第一斜切口31增大了烟气进入总压测管30时的过流面积，并且削弱了管壁结构对流体流速、流动方向等流动状态的影响。同理，第二斜切口41增大了烟气进入静压测管40时的过流面积，也削弱了管壁结构对流体流速、流动方向等流动状态的影响。总压测管30和静压测管40测得的压力值分别通过信号线32和信号线42传输给控制器。

如图1所示，优选地，本实施例的测温元件20为热电阻元件，两段热电阻元件呈近似“L”形布置，热电阻元件的端部设置有测温探头20a，热电阻元件的尾部通过传输线路20b将温度信息传递给控制器。优选地，本实施例的第一抽气段11的入口处与测温探头20a对应的位置上设置有防热辐射罩60。利用防热辐射罩60包裹测温探头20a减少了热辐射现象，使热量不会向外逸散，保证测得的温度准确。进一步优选地，本实施例的第一抽气段11的端口处设置有过滤网(图中未示出)，以避免烟道中固体颗粒进入测量装置。

优选地，本实施例的测温元件20、总压测管30、静压测管40以及抽气通道10的中轴线处在同一平面中。

本申请还提供了一种锅炉系统，如图1所示，本实施例的锅炉系统包括烟道1和测量装置2，测量装置2穿设在烟道的侧壁上，测量装置2为包括上述全部或部分技术结构的测量装置。本实施例的锅炉系统具有测量准确、测量效率高的优点。

优选地，在本实施例的锅炉系统中测量装置为多个，多个测量装置的多个测温元件的头部在烟道横截面上的投影的位置均不相同。在锅炉烟道横截面上测量多个待测区域的烟气的流速和温度，提高样本的准确度，并可以通过对各待测区域的烟气的流速和温度进行加权平均计算，有效地提高锅炉热效率试验以及供电煤耗评估等试验的试验精度。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

抽气通道将待测区域的烟气引入测量装置中，测温元件可以通过测量抽气通道中烟气的温度得到待测区域的烟气的温度。第一抽气段与烟道中烟气来流方向平行设置，第一测温段设置在第一抽气段中，并且其头部朝向烟道中烟气来流方向设置使烟气在进入第一抽气段时的流动状态与在烟道中的流动状态相近，提高测量准确性。本实施例的测量装置还包括总压测管和静压测管，总压测管和静压测管分别设置在抽气通道的迎流面和背流面，这样可以通过总压测管和静压测管测得的压力值之差推算待测区域的流体流速等数值，实现温度和流速同时测量，提高了测量精度和效率。

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80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。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种测量装置，能够穿设到管道的内部，其特征在于，所述测量装置包括：

抽气通道(10)，包括成角度设置的第一抽气段(11)和第二抽气段(12)，所述第一抽气段(11)与所述管道中流体来流方向平行设置并且所述第一抽气段(11)的入口位于待测区域，所述第二抽气段(12)穿设在所述管道上并与所述第一抽气段(11)连接；

测温元件(20)，包括成角度设置的第一测温段(21)和第二测温段(22)，所述第一测温段(21)设置在所述第一抽气段(11)中，所述测温元件(20)的头部朝向所述管道中流体来流方向设置，所述第二测温段(22)设置在所述第二抽气段(12)中；

总压测管(30)，设置在所述抽气通道(10)朝向所述来流方向的一侧，所述总压测管(30)的第一端朝向所述待测区域设置，所述总压测管(30)的第二端穿出所述管道的侧壁设置；

静压测管(40)，设置在所述抽气通道(10)朝向流体去流方向的一侧，所述静压测管(40)的第一端朝向所述待测区域设置，所述静压测管(40)的第二端穿出所述管道。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括控制器，所述控制器能够收集所述总压测管(30)和所述静压测管(40)测得的压力值，并根据所述压力值计算得到所述待测区域的流体流速，所述控制器能够根据算得的流体流速控制流体在所述抽气通道(10)中的流速与所述待测区域的流体流速相等。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述总压测管(30)的第一端设置有斜切口，和/或，所述静压测管(40)的第一端设置有斜切口。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一抽气段(11)的入口处设置有防热辐射结构。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一抽气段(11)的端口处设置有过滤结构。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一抽气段(11)和所述第二抽气段(12)圆弧过渡，和/或所述第一测温段(21)和所述第二测温段(22)圆弧过渡。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述抽气通道(10)中设置有固定支架(50)，以使所述测温元件(20)悬设在所述抽气通道(10)中。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述抽气通道(10)还包括第三抽气段(13)，所述第三抽气段(13)与所述第二抽气段(12)成角度地设置，所述测温元件(20)的尾部从所述第三抽气段(13)与所述第二抽气段(12)的连接处穿出所述抽气通道(10)。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述第二抽气段(12)和所述第三抽气段(13)圆弧过渡。

10.一种锅炉系统，包括烟道(1)和测量装置(2)，所述测量装置(2)穿设在所述烟道的侧壁上，其特征在于，所述测量装置(2)为权利要求1至9中任一项所述的测量装置。

11.根据权利要求10所述的锅炉系统，其特征在于，所述测量装置(2)为多个，多个所述测量装置(2)的多个测温元件(20)的头部在所述烟道横截面上的投影的位置均不相同。