CN209214792U - 锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉。所述锅炉炉膛烟气测温装置包括有至少三组的热电偶和至少一个红外温度传感器；三组热电偶分别设置在锅炉的前墙和两个侧墙上，且热电偶伸入锅炉的水冷壁壁口，位于水冷壁壁口的内壁边缘处；红外温度传感器设置在锅炉的前墙上，且位于设置在锅炉的前墙的热电偶的正下方，红外温度传感器用于测量沿红外线射出方向的锅炉炉膛内温度值。通过热电偶和红外温度传感器这两种不同测温原理的元件获得锅炉炉膛烟气温度场，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。

Description

锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉检测设备技术领域，具体地，涉及一种锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉。

背景技术

传统的锅炉烟气温度测量方法是采用热电偶，如K型热电偶或水冷式抽气热电偶，将热电偶从锅炉水冷壁的壁口伸入锅炉内部7-8米，然后通过热电偶测量锅炉内的烟气温度。

但是，现有的使用热电偶测量锅炉烟气温度的方法存在以下的问题：

其一是热电偶的熔点较低，对于高温火焰难以寻求高熔点的热电偶材料来满足测量温区的要求；

其二是在实际测量中，需要将热电偶伸入锅炉内部，此时热电偶的偶头实际上是浸没在火焰上方流体中的，因此容易被吹断；

其三是由于热电偶的偶头容易被吹断，因此不能长时间放入锅炉中，需要测量后拿出，然后下一次测量再将热电偶再次放入，因此只能测得断断续续的温度点，而不能测得连续的温度变化值，动态响应差，难以在被测稀薄的火焰气体和热电偶之间达到平衡，空间和时间分辨率都很差；

其四是测得的温度值只是热电偶偶头周围气体的滞止温度，位置比较单一，不具有全面性。

实用新型内容

为了改善现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉，以解决现有技术中存在的使用热电偶伸入锅炉水冷壁壁口7-8米以测量锅炉内烟气温度的测量方法存在的很多技术问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种锅炉炉膛烟气测温装置，所述锅炉炉膛烟气测温装置包括有至少三组的热电偶和至少一个红外温度传感器；

三组所述热电偶分别设置在锅炉的前墙和两个侧墙上，且所述热电偶伸入锅炉的水冷壁壁口，位于水冷壁壁口的内壁边缘处；

所述红外温度传感器设置在锅炉的前墙上，且位于设置在锅炉的前墙的所述热电偶的正下方，所述红外温度传感器用于测量沿红外线射出方向的锅炉炉膛内温度值。

进一步地，所述热电偶的偶头伸入锅炉的水冷壁壁口内500mm。

进一步地，锅炉的前墙设置有两组热电偶，每组所述热电偶包括有三个热电偶；

三个所述热电偶位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，三个所述热电偶均匀间隔设置，位于中间的热电偶处于锅炉的中心线上。

进一步地，两组所述热电偶中间的层间距为2500mm。

进一步地，锅炉的每个侧墙均设置有两组所述热电偶，每组所述热电偶包括有一个热电偶；

两组热电偶上下布置，所形成的直线垂直于地面，且每个所述热电偶均处于锅炉的中心线上。

进一步地，两组所述热电偶中间的层间距为3900mm。

进一步地，所述红外温度传感器的探头上加装有冷却机构，所述冷却机构用于降低所述红外温度传感器的探头的温度。

进一步地，所述红外温度传感器的数量为五个，五个所述红外温度传感器位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，五个所述红外温度传感器均匀间隔设置，位于中间的红外温度传感器处于锅炉的中心线上。

进一步地，所述锅炉炉膛烟气测温装置还包括有电脑，所述电脑分别与热电偶和红外温度传感器相连接，用于接收热电偶和红外温度传感器发送的温度信息；

所述电脑内安装有处理软件，所述处理软件用于处理接收到的温度信息，并建立锅炉炉膛的烟气温度立体模型。

在本实用新型的实施例中提供了一种锅炉，所述锅炉安装有如上所述的锅炉炉膛烟气测温装置。

使用本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置测量锅炉内部烟气温度时，只需要将热电偶伸入水冷壁壁口的边缘处即可，此时热电偶的偶头处于锅炉烟气流动场的边缘，通过前墙和侧墙布置的三组热电偶，能够得到锅炉烟气流动场的边缘处立体模型；同时由于红外温度传感器能够测量其红外线射出方向上的温度值，因此能够利用红外温度传感器测量锅炉烟气的内部温度，通过热电偶和红外温度传感器这两种不同测温原理的元件获得锅炉炉膛烟气温度场，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。与现有的利用热电偶测量锅炉烟气温度的方法相比，本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置中，处于锅炉火焰边缘的热电偶头的流动场相对较弱，其偶头不容易被熔断，使用寿命大大延长；且红外线温度传感器只需要设置在锅炉前墙处，就可以监测锅炉炉膛中CO2气体发出的特定光谱并指示出烟气的温度，不需要取下，因此可连续监测在线测量锅炉炉膛内烟气温度，动态响应效果好；最终形成立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，测量全面性好。

本实用新型提供的锅炉安装有如上所述的锅炉炉膛烟气测温装置。与现有的锅炉相比，本实用新型提供的锅炉使用锅炉炉膛烟气测温装置对锅炉烟气温度进行实时监控，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置在锅炉前墙的安装示意图；

图2为本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置在锅炉侧墙的安装示意图。

图标：1-前墙；10-中心线；2-侧墙；3-热电偶；4-红外温度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语如出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种锅炉炉膛烟气测温装置及锅炉，并给出其实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置包括有至少三组的热电偶3和至少一个红外温度传感器4；三组热电偶3分别设置在锅炉的前墙1和两个侧墙2上，且热电偶3伸入锅炉的水冷壁壁口，位于水冷壁壁口的内壁边缘处；红外温度传感器4设置在锅炉的前墙1上，且位于设置在锅炉的前墙1的热电偶3的正下方，红外温度传感器4用于测量沿红外线射出方向的锅炉炉膛内温度值。

使用本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置测量锅炉内部烟气温度时，只需要将热电偶3伸入水冷壁壁口的边缘处即可，此时热电偶3的偶头处于锅炉烟气流动场的边缘，通过前墙1和侧墙2布置的三组热电偶3，能够得到锅炉烟气流动场的边缘处立体模型；同时由于红外温度传感器4能够测量其红外线射出方向上的温度值，因此能够利用红外温度传感器4测量锅炉烟气的内部温度，通过热电偶3和红外温度传感器4这两种不同测温原理的元件获得锅炉炉膛烟气温度场，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。与现有的利用热电偶3测量锅炉烟气温度的方法相比，本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置中，处于锅炉火焰边缘的热电偶3头的流动场相对较弱，其偶头不容易被熔断，使用寿命大大延长；且红外线温度传感器只需要设置在锅炉前墙1处，就可以监测锅炉炉膛中CO2气体发出的特定光谱并指示出烟气的温度，不需要取下，因此可连续监测在线测量锅炉炉膛内烟气温度，动态响应效果好；最终形成立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，测量全面性好。

具体地，热电偶3的偶头伸入锅炉的水冷壁壁口内500mm。这样的设置既能保证热电偶3的偶头能测量到水冷壁一侧烟气的真实温度，又能保证热电偶3处于烟气流动场相对较弱的区域，温度较低，从而保证热电偶3的使用寿命。

热电偶3可以选用S型热电偶。S型(铂铑)热电偶系列为贵金属热电偶，偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10％，含铂为90％，负极(RN)为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点，其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。

在具体布置时，可以在锅炉的前墙1设置有两组热电偶3，每组热电偶3包括有三个热电偶3；三个热电偶3位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，三个热电偶3均匀间隔设置，位于中间的热电偶3处于锅炉的中心线10上。具体地，两组热电偶3中间的层间距为2500mm。

锅炉的每个侧墙2均设置有两组热电偶3，每组热电偶3包括有一个热电偶3；两组热电偶3上下布置，所形成的直线垂直于地面，且每个热电偶3均处于锅炉的中心线10上。两组热电偶3中间的层间距为3900mm。

需要说明的是，在具体布置时，操作人员可以根据锅炉的实际体积和测量的需要选择热电偶3的数量和布置方式。

进一步地，可以在红外温度传感器4的探头上加装有冷却机构，冷却机构用于降低红外温度传感器的探头的温度。这样设置的目的是进一步降低红外温度传感器4的探头本身的温度，使其不容易被熔断，从而延长红外温度传感器4的使用寿命。

红外温度传感器4的数量为五个，五个红外温度传感器4位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，五个红外温度传感器4均匀间隔设置，位于中间的红外温度传感器4处于锅炉的中心线10上。具体地，在锅炉前墙1两组热电偶3下方水平布置五个红外温度传感器4，红外温度传感器4与最下层热电偶3之间的距离为1500mm，此区域最接近锅炉火焰上方，即使火焰到达此处测温装置仍能测量出其温度，适应能力强。

红外温度传感器4是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化，检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射，多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化，也可通过适当变化变为电量后进行测量。红外温度传感器4属于现有技术，这里不做详细描述。

进一步地，锅炉炉膛烟气测温装置还可以包括有电脑，电脑分别与热电偶3和红外温度传感器4相连接，用于接收热电偶3和红外温度传感器4发送的温度信息；电脑内安装有处理软件，处理软件用于处理接收到的温度信息，并建立锅炉炉膛的烟气温度立体模型。操作人员可以实现在电脑中运行处理软件，并设立烟气温度立体模型，在电脑接收热电偶3和红外温度传感器4测量的温度信息后，处理软件能够对温度信息进行处理，并生成锅炉炉膛的烟气温度立体模型，操作人员可以直观的观察到锅炉炉膛的烟气温度立体模型，并以模型为依据随时调整锅炉的燃烧，提高锅炉的燃烧效率。

本实用新型提供的锅炉安装有如上所述的锅炉炉膛烟气测温装置。与现有的锅炉相比，本实用新型提供的锅炉使用锅炉炉膛烟气测温装置对锅炉烟气温度进行实时监控，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。

综上所述，使用本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置测量锅炉内部烟气温度时，只需要将热电偶3伸入水冷壁壁口的边缘处即可，此时热电偶3的偶头处于锅炉烟气流动场的边缘，通过前墙1和侧墙2布置的三组热电偶3，能够得到锅炉烟气流动场的边缘处立体模型；同时由于红外温度传感器4能够测量其红外线射出方向上的温度值，因此能够利用红外温度传感器4测量锅炉烟气的内部温度，通过热电偶3和红外温度传感器4这两种不同测温原理的元件获得锅炉炉膛烟气温度场，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。与现有的利用热电偶3测量锅炉烟气温度的方法相比，本实用新型提供的锅炉炉膛烟气测温装置中，处于锅炉火焰边缘的热电偶3头的流动场相对较弱，其偶头不容易被熔断，使用寿命大大延长；且红外线温度传感器只需要设置在锅炉前墙1处，就可以监测锅炉炉膛中CO2气体发出的特定光谱并指示出烟气的温度，不需要取下，因此可连续监测在线测量锅炉炉膛内烟气温度，动态响应效果好；最终形成立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，测量全面性好。

本实用新型提供的锅炉安装有如上所述的锅炉炉膛烟气测温装置。与现有的锅炉相比，本实用新型提供的锅炉使用锅炉炉膛烟气测温装置对锅炉烟气温度进行实时监控，能够形成一个立体的锅炉炉膛烟气温度立体模型，为锅炉燃烧调整提供依据，有助于进行燃烧调整，从而提高锅炉燃烧效率和经济性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，所述锅炉炉膛烟气测温装置包括有至少三组的热电偶和至少一个红外温度传感器；

三组所述热电偶分别设置在锅炉的前墙和两个侧墙上，且所述热电偶伸入锅炉的水冷壁壁口，位于水冷壁壁口的内壁边缘处；

所述红外温度传感器设置在锅炉的前墙上，且位于设置在锅炉的前墙的所述热电偶的正下方，所述红外温度传感器用于测量沿红外线射出方向的锅炉炉膛内温度值。

2.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，所述热电偶的偶头伸入锅炉的水冷壁壁口内500mm。

3.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，锅炉的前墙设置有两组热电偶，每组所述热电偶包括有三个热电偶；

三个所述热电偶位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，三个所述热电偶均匀间隔设置，位于中间的热电偶处于锅炉的中心线上。

4.根据权利要求3所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，两组所述热电偶中间的层间距为2500mm。

5.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，锅炉的每个侧墙均设置有两组所述热电偶，每组所述热电偶包括有一个热电偶；

两组热电偶上下布置，所形成的直线垂直于地面，且每个所述热电偶均处于锅炉的中心线上。

6.根据权利要求5所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，两组所述热电偶中间的层间距为3900mm。

7.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，所述红外温度传感器的探头上加装有冷却机构，所述冷却机构用于降低所述红外温度传感器的探头的温度。

8.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，所述红外温度传感器的数量为五个，五个所述红外温度传感器位于同一直线上，且形成的直线平行于地面，五个所述红外温度传感器均匀间隔设置，位于中间的红外温度传感器处于锅炉的中心线上。

9.根据权利要求1所述的锅炉炉膛烟气测温装置，其特征在于，所述锅炉炉膛烟气测温装置还包括有电脑，所述电脑分别与热电偶和红外温度传感器相连接，用于接收热电偶和红外温度传感器发送的温度信息；

所述电脑内安装有处理软件，所述处理软件用于处理接收到的温度信息，并建立锅炉炉膛的烟气温度立体模型。

10.一种锅炉，其特征在于，所述锅炉安装有如权利要求1-9任意一项所述的锅炉炉膛烟气测温装置。