專利名稱：電站鍋爐煙道非接觸式微波在線測碳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于監(jiān)測電站鍋爐的飛灰含碳量變化的裝置。
鍋爐飛灰含碳量是衡量火力發(fā)電廠燃煤鍋爐燃燒效率的重要指標，傳統(tǒng)采用的化學(xué)灼燒失重法是一種離線方法，需要經(jīng)過取樣、分析等環(huán)節(jié)，不能及時反映鍋爐燃燒工況。微波測碳法是目前公認的一種能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測飛灰含碳量變化的辦法，但現(xiàn)有的測碳裝置是基于采樣測量，其微波傳感器是裝在灰路垂直管路中的某一高度，煙道中的灰由采樣器經(jīng)過灰路連續(xù)流至該垂直管路中，當灰堆積到一定高度時，進行測量，因此測量數(shù)據(jù)有一定的延時和時間間隔，而且由于其采樣器尺寸有限，對于整個煙道來說，其代表性較差，由此也帶來了測量誤差較大的缺點，更為嚴重的是，其灰路經(jīng)常出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，產(chǎn)生誤信號，造成不能準確測量及測量的不連續(xù)性和運行維護工作量大等問題。
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種可靠性高，測量準確穩(wěn)定的電站鍋爐煙道非接觸式微波在線測碳裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案它由微波發(fā)射器、微波接收器和信號處理電路組成，其中信號處理電路由多路信號調(diào)理電路和單片機系統(tǒng)構(gòu)成，微波發(fā)射器的發(fā)射喇叭和微波接收器的接收喇叭對稱設(shè)置在鍋爐煙道管的兩側(cè)外壁上，微波接收器的輸出接信號調(diào)理電路，由集控室送來的煙氣濃度信號接另一信號調(diào)理電路，各信號調(diào)理電路的輸出接單片機系統(tǒng)的模擬信號輸入端，單片機系統(tǒng)的輸出接集控室的顯示報警器。
本實用新型采用在除塵器前的電站鍋爐水平煙道兩側(cè)外部安裝微波發(fā)射、接收裝置，將整個煙道作為樣品截面，其實時在線測量值，代表了當前煙道內(nèi)的含碳量，由于采用非接觸式測量方式，不僅運行時維護量小，可靠性高，而且測量準確、穩(wěn)定，為鍋爐的經(jīng)濟安全運行，提供了重要的依據(jù)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本紙，使用方便，能夠快速、準確、實時在線監(jiān)測飛灰含碳量，以便及時指導(dǎo)、調(diào)整鍋爐優(yōu)化燃燒，提高鍋爐的燃燒效率。


圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型信號處理電路中的信號調(diào)理電路和測溫單元的電原理圖；圖3是本實用新型信號處理電路中中央處理單元、程序存儲單元、數(shù)據(jù)存儲單元電原理圖；圖4是本實用新型信號處理電路中數(shù)模轉(zhuǎn)換單元電原理圖5是本實用新型信號處理電路中開關(guān)量輸出單元電原理圖；圖6是本實用新型信號處理電路中鍵盤操作單元電原理圖；圖7是本實用新型信號處理電路中顯示單元電原理圖。
如
圖1，本實用新型由微波發(fā)射器、微波接收器和信號處理電路組成，其中微波發(fā)射器由微波源(如介質(zhì)穩(wěn)頻3厘米固態(tài)微波源，可采用南京8511研究所生產(chǎn)的型號為WZ-10的微波源)、波導(dǎo)管和微波發(fā)射喇叭組成，微波接收器由微波接收喇叭、波導(dǎo)管和微波檢波器(可采用南京8511研究所生產(chǎn)的型號為WD-1的檢波器)組成，微波發(fā)射喇叭和微波接收喇叭對稱設(shè)置在鍋爐煙道管的兩側(cè)外壁上，微波發(fā)射器和微波接收器可以是一對，也可是多對。本實用新型的信號處理電路由多路信號調(diào)理電路和單片機系統(tǒng)構(gòu)成，單片機系統(tǒng)則由帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的中央處理單元、程序存儲單元、數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、開關(guān)量輸出單元、鍵盤操作單元和顯示單元組成，微波接收器的檢波器輸出接信號調(diào)理電路，由集控室送來的煙氣濃度信號接另一信號調(diào)理電路，集控室提供的濃度信號為電站鍋爐中煙氣濃度的實時信號，它由設(shè)置在集中控制室的煙氣計算裝置提供。各信號調(diào)理電路的輸出接單片機系統(tǒng)的模擬信號輸入端，單片機系統(tǒng)的輸出接集控室的顯示報警器。本實用新型還設(shè)有一測溫單元，該測溫單元的輸出接信號處理電路中的單片機系統(tǒng)，用于對測量裝置進行溫度補償。
本實用新型信號處理電路中多路信號調(diào)理電路及測溫單元如圖2，各信號調(diào)理電路的線路結(jié)構(gòu)均相同，均由低通濾波電路和調(diào)整放大電路組成，以第一路為例，運放U19，電阻R24、R25、R26、R27和電容CD1組成低通濾波器，運放U20組成調(diào)整放大電路，各調(diào)理電路的輸入接微波接收器的檢波器輸出，有一路接來自集控室的濃度信號，各調(diào)理電路的輸出接單片機系統(tǒng)中中央處理單元的輸入。本實用新型的測溫單元由溫度傳感器TEP(型號可為LM38Z)和運放U25構(gòu)成。它的輸出亦接中央處理單元。單片機系統(tǒng)的中央處理單元、程序存儲單元和數(shù)據(jù)存儲單元如圖3，中央處理單元U1可采用型號為80C552集成塊，它通過譯碼器U7(型號可為74LS138)與程序存儲單元U3(型號可為2764)和數(shù)據(jù)存儲單元U4(型號可為2864)相連。單片機系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元如圖4，它由鎖存器U8(型號可為74LS377)、U9、U10(型號可為74LS74)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器U12(型號可為AD7520)和信號變換電路組成，該信號變換電路由運放U26A、U26B、U27A、U27B、晶體管T9、T10組成，其中U26A為數(shù)模轉(zhuǎn)換器U12的電流變電壓電路，U26B為隔離電路，U27A為跟隨器，U27B及T9、T10為電壓變電流電路。數(shù)模轉(zhuǎn)換單元送出處理后的信號至集控室顯示器。單片機系統(tǒng)的開關(guān)量輸出單元如圖5，它由鎖存器U14(型號可為74LS174)、驅(qū)動器U15(型號可為MC1413)和繼電器組RLY組成，它送出報警信號至集控室。單片機系統(tǒng)的鍵盤操作單元如圖6，它由鍵盤顯示接口電路U5(型號可為8279)、八位驅(qū)動器U13(型號可為MC1413)、譯碼器U6(型號可為74LS154)和由晶體管T1-T7組成的顯示驅(qū)動電路構(gòu)成。單片機系統(tǒng)的顯示單元如圖7，它由數(shù)碼管L1-L6構(gòu)成。
本實用新型工作時，微波發(fā)射器的微波源通過波導(dǎo)管由微波發(fā)射喇叭發(fā)出微波信號，該信號經(jīng)過煙道內(nèi)煙氣吸收、衰減后，被微波接收器的微波接收喇叭接收亦通過波導(dǎo)管送入微波接收器的微波檢波器，接收后的被煙氣吸收的微波信號經(jīng)信號處理電路中信號調(diào)理電路的濾波放大后送單片機系統(tǒng)的中央處理單元。為保證測量精度，可在煙道兩側(cè)外管壁上設(shè)置多對微波發(fā)射、接收器，本實用新型中設(shè)置了兩對，它根據(jù)電站鍋爐的煙道大小來定。同時，來自集控室的煙氣濃度實時信號亦通過信號調(diào)理電路濾波、放大后送入中央處理單元，單片機系統(tǒng)在內(nèi)部軟件控制下對送來的微波信號和煙氣濃度信號進行處理并由測溫單元送來的溫度信號進行補償，就得到鍋爐的實時煙氣中的碳的含量，送至集控室的顯示器顯示，若含碳量超過上限設(shè)定值，則送出報警信號，至集控室的報警器，由工作人員采取相應(yīng)措施。
上述過程循環(huán)往復(fù)，就實現(xiàn)了鍋爐煙氣含碳量在線測量的操作。
權(quán)利要求1.一種電站鍋爐煙道非接觸式微波在線測碳裝置，其特征在于它由微波發(fā)射器、微波接收器和信號處理電路組成，其中信號處理電路由多路信號調(diào)理電路和單片機系統(tǒng)構(gòu)成，微波發(fā)射器的發(fā)射喇叭和微波接收器的接收喇叭對稱設(shè)置在電站鍋爐煙道管的兩側(cè)外壁上，微波接收器的輸出接信號調(diào)理電路，由集控室送來的煙氣濃度信號接另一信號調(diào)理電路，各信號調(diào)理電路的輸出接單片機系統(tǒng)的模擬信號輸入端，單片機系統(tǒng)的輸出接集控室的顯示報警器。
2.按權(quán)利要求1所述的電站鍋爐煙道非接觸式微波在線測碳裝置，其特征在于裝置內(nèi)還設(shè)有一測溫單元，該測溫單元的輸出接信號處理電路中的單片機系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于監(jiān)測電站鍋爐的飛灰含碳量變化的裝置。它是由微波發(fā)射器、微波接收器和信號處理電路組成,其中信號處理電路由多路信號調(diào)理電路和單片機系統(tǒng)構(gòu)成,微波發(fā)射器的發(fā)射喇叭和微波接收器的接收喇叭對稱設(shè)置在鍋爐煙道管的兩側(cè)外壁上,微波接收器的輸出接信號調(diào)理電路,由集控室送來的煙氣濃度信號接另一信號調(diào)理電路,各信號調(diào)理電路的輸出接單片機系統(tǒng)的模擬信號輸入端,單片機系統(tǒng)的輸出接集控室的顯示報警器。
文檔編號F23J15/00GK2323270SQ9724309
公開日1999年6月9日 申請日期1997年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月15日
發(fā)明者陸厚平 申請人:陸厚平