專利名稱：一種燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體壓力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的測量裝置 及其測量方法。
背景技術(shù)：
目前燃煤鍋爐在運行中需要實時監(jiān)測爐內(nèi)各點的壓力，這對鍋爐的安全運行具 有十分重要的意義。但生產(chǎn)中時常出現(xiàn)爐內(nèi)固體顆?；螂s質(zhì)將取壓口和測壓管線堵塞 的現(xiàn)象，導(dǎo)致壓力測量失靈，控制系統(tǒng)誤操作，嚴(yán)重干擾鍋爐的正常運行。目前解決堵塞 的最有效方法是采用吹掃氣流對壓力測量管線進行吹掃，但是在吹掃過程中卻會影響爐 內(nèi)壓力的正常測量。其中最明顯的影響是，在吹掃過程中測壓管線內(nèi)的壓力明顯高于 爐內(nèi)的實際壓力，造成嚴(yán)重的測量誤差。美國發(fā)明專利US5596149和中國實用新型專利 ZL200520074921. 9試圖采用將吹掃管插進取壓管內(nèi)的結(jié)構(gòu)來降低吹掃氣流對壓力測量的 影響，但是該結(jié)構(gòu)的可靠性較差，尤其當(dāng)爐內(nèi)壓力很低時測量誤差會很大。另外美國發(fā)明專 利US5421863公開了一種在吹掃的基礎(chǔ)上加入緩沖罐的方案，同樣也不能從根本上解決問 題。而中國實用新型專利ZL200620068391. 1和實用新型專利ZL2006200667915. 5公開的 壓力補償裝置，氣動效率低，可靠性差，且需要采用較高壓力的吹掃氣源，尤其當(dāng)爐內(nèi)壓力 很低或測量管線很長時會存在很大的測量誤差。因此如何采用一種簡單的裝置和方法解決 連續(xù)吹掃測壓管線時爐內(nèi)壓力的精確測量問題，是當(dāng)前工程上迫切需要解決的一個難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種燃煤鍋爐爐內(nèi)壓 力的測量裝置及其測量方法，解決連續(xù)吹掃測壓管線時爐內(nèi)壓力的精確測量問題，提高爐 內(nèi)壓力的測量精度和可靠性，以便于在工程上廣泛應(yīng)用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，包括測壓管線6，測壓管線6的出口與取壓頭7 入口相導(dǎo)通，取壓頭7固定在燃煤鍋爐的爐壁8上并與爐內(nèi)相導(dǎo)通，還包括文丘里管4，文 丘里管4的入口和減壓閥3的出口相連通，減壓閥3的入口通過管道2和內(nèi)含吹掃氣體的 吹掃氣源1的出口相連通；文丘里管4的出口和阻力調(diào)節(jié)閥5的入口相連通，阻力調(diào)節(jié)閥5 的出口和所述的測壓管線6的入口相導(dǎo)通。在文丘里管4的喉部連接壓力變送器9。所述的文丘里管4還滿足ξ = ψ + λ+，其中ξ為文丘里管壓力恢復(fù)系數(shù)，Ψ為文
α
丘里管下游管道上的總局部阻力系數(shù)，包括在阻力調(diào)節(jié)閥5上的阻力系數(shù)，λ為測壓管線6 的摩擦阻力系數(shù)，1為測壓管線6的長度，d為測壓管線6的內(nèi)徑。所述的減壓閥3為恒值減壓閥。采用上述壓力測量裝置測量燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的方法，在鍋爐正常運行時，先關(guān)閉吹掃氣源1，用壓力變送器9測量文丘里管4的喉部壓力值，也即為當(dāng)前爐內(nèi)壓力值P8， 記錄下這一測量值，隨即打開吹掃氣源1，這樣就使減壓閥3的閥前氣流壓力上升為升壓值 P1，經(jīng)減壓閥3調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值P3，當(dāng)吹掃氣流進入文丘里管4時，首先 在文丘里管4的收縮段不斷加速并降低壓力，到達(dá)喉部時速度達(dá)到最大值，壓力降至最低 壓力值P4，然后在文丘里管4的擴散段流速又逐漸降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管的出口 達(dá)到恢復(fù)壓力值P5，吹掃氣流隨后進入阻力調(diào)節(jié)閥5，調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥5致使壓力變送器9 的測量值等于所述的記錄值，氣流最后經(jīng)過測壓管線6和取壓頭了噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)， 待氣流穩(wěn)定后利用壓力變送器9測量文丘里管4的喉部壓力值P4即為爐內(nèi)壓力值P8。上述滿足ξ = Ψ +λ+的文丘里管4的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置的測量方法在
α
鍋爐正常運行時，打開吹掃氣源1，使減壓閥3的閥前氣流壓力上升為升壓值Ρ1，經(jīng)減壓閥 3調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值Ρ3，當(dāng)吹掃氣流進入文丘里管4時，首先在文丘里管4 的收縮段不斷加速并降低壓力，到達(dá)喉部時速度達(dá)到最大值，壓力降至最低壓力值Ρ4，然后 在文丘里管4的擴散段流速又逐漸降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管的出口達(dá)到恢復(fù)壓力 值Ρ5，吹掃氣流隨后進入阻力調(diào)節(jié)閥5，經(jīng)阻力調(diào)節(jié)閥5的阻力調(diào)節(jié)后壓力降為預(yù)設(shè)降壓壓 力值Ρ6，氣流最后經(jīng)過測壓管線6和取壓頭7噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)，待氣流穩(wěn)定后利用壓力 變送器9測量文丘里管4的喉部壓力值Ρ4即為爐內(nèi)壓力值Ρ8。通過本發(fā)明提供的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的測量裝置及其測量方法，解決了連續(xù)吹掃 測壓管線時爐內(nèi)壓力的精確測量問題，提高了爐內(nèi)壓力的測量精度和可靠性，以便于在工 程上廣泛應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置的測量方法的局部剖視壓力分布示 意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。實施例1 如圖1所示，燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝背，包括測壓管線6，測壓管線6的出口與 取壓頭7入口相導(dǎo)通，取壓頭7固定在燃煤鍋爐的爐壁8上并與爐內(nèi)相導(dǎo)通，還包括文丘里 管4，在文丘里管4的喉部連接壓力變送器9，文丘里管4的入口和減壓閥3的出口相連通， 減壓閥3的入口通過管道2和內(nèi)含吹掃氣體的吹掃氣源1的出口相連通；文丘里管4的出 口和阻力調(diào)節(jié)閥5的入口相連通，阻力調(diào)節(jié)閥5的出口和所述的測壓管線6的入口相導(dǎo)通。 所述的減壓閥3為恒值減壓閥。如圖2所示，采用上述測量裝置測量燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的方法在鍋爐正常運行 時，先關(guān)閉吹掃氣源1，此時該壓力測量裝置內(nèi)無吹掃氣源1的氣流流過，用壓力變送器9測 量文丘里管4的喉部壓力值，也即為當(dāng)前爐內(nèi)壓力值Ρ8，記錄下這一測量值，隨即打開吹掃 氣源1，這樣就使減壓閥3的閥前氣流壓力上升為升壓值Ρ1，經(jīng)減壓閥3調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值P3，當(dāng)吹掃氣流進入文丘里管4時，首先在文丘里管4的收縮段不斷加速并 降低壓力，到達(dá)喉部時速度達(dá)到最大值，壓力降至最低壓力值P4，然后在文丘里管4的擴散 段流速又逐漸降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管的出口達(dá)到恢復(fù)壓力值P5，吹掃氣流隨后進 入阻力調(diào)節(jié)閥5，調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥5致使壓力變送器9的測量值等于所述的記錄值，氣流最 后經(jīng)過測壓管線6和取壓頭7噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)，待氣流穩(wěn)定后利用壓力變送器9測量 文丘里管4的喉部壓力值P4即為爐內(nèi)壓力值P8。實施例2:如圖1所示，燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，包括測壓管線6，測壓管線6的出口與 取壓頭7入口相導(dǎo)通，取壓頭7固定在燃煤鍋爐的爐壁8上并與爐內(nèi)相導(dǎo)通，還包括文丘里 管4，在文丘里管4的喉部連接壓力變送器9，文丘里管4的入口和減壓閥3的出口相連通， 減壓閥3的入口通過管道2和內(nèi)含吹掃氣體的吹掃氣源1的出口相連通；文丘里管4的出 口和阻力調(diào)節(jié)閥5的入口相連通，阻力調(diào)節(jié)閥5的出口和所述的測壓管線6的入口相導(dǎo)通。
所述的文丘里管4還滿足ξ = ψ + λ+，其中ξ為文丘里管壓力恢復(fù)系數(shù)，Ψ為文丘里管下
a
游管道上的總局部阻力系數(shù)，包括在阻力調(diào)節(jié)閥5上的阻力系數(shù)，λ為測壓管線6的摩擦 阻力系數(shù)，1為測壓管線6的長度，d為測壓管線的內(nèi)徑。所述的減壓閥3為恒值減壓閥。如圖2所示，上述滿足ξ = ψ + λ +的文丘里管4的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置的
a
測量方法在鍋爐正常運行時，打開吹掃氣源1，這樣就使減壓閥3的閥前氣流壓力上升為 升壓值P1，經(jīng)減壓閥3調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值P3，當(dāng)吹掃氣流進入文丘里管4 時，首先在文丘里管4的收縮段不斷加速并降低壓力，到達(dá)喉部時速度達(dá)到最大值，壓力降 至最低壓力值P4，然后在文丘里管4的擴散段流速又逐漸降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管 的出口達(dá)到恢復(fù)壓力值P5，吹掃氣流隨后進入阻力調(diào)節(jié)閥5，經(jīng)阻力調(diào)節(jié)閥5的阻力調(diào)節(jié)后 壓力降為預(yù)設(shè)壓力P6，氣流最后經(jīng)過測壓管線6和取壓頭7噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)，待氣流穩(wěn) 定后利用壓力變送器9測量文丘里管4的喉部壓力值P4即為爐內(nèi)壓力值P8。本發(fā)明的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的測量裝置及其測量方法，通過管道連通的吹掃氣源 1、文丘里管4、測壓管線6、取壓頭7、減壓閥3以及阻力調(diào)節(jié)閥5，并結(jié)合調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥5 致使壓力變送器9的測量值P4等于所述的記錄值的方法，解決了連續(xù)吹掃測壓管線6時爐 內(nèi)壓力的精確測量問題，提高了爐內(nèi)壓力的測量精度和可靠性，以便于在工程上廣泛應(yīng)用。
另外所述的文丘里管4還滿足ξ = ψ + λ +的結(jié)構(gòu)特點，通過應(yīng)用流體力學(xué)阻力公式的原理
a
進一步簡化了測量方法，這樣就無需調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥5能使壓力變送器9的測量值P4等于 所述的記錄值的方法，而所述的減壓閥3為恒值減壓閥能夠使減壓的精度控制更高。
權(quán)利要求
一種燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，包括測壓管線(6)，測壓管線(6)的出口與取壓頭(7)入口相導(dǎo)通，取壓頭(7)固定在燃煤鍋爐的爐壁(8)上并與爐內(nèi)相導(dǎo)通，其特征在于還包括文丘里管(4)，文丘里管(4)的入口和減壓閥(3)的出口相連通，減壓閥(3)的入口通過管道(2)和內(nèi)含吹掃氣體的吹掃氣源(1)的出口相連通；文丘里管(4)的出口和阻力調(diào)節(jié)閥(5)的入口相連通，阻力調(diào)節(jié)閥(5)的出口和所述的測壓管線(6)的入口相導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，其特征在于所述的文丘里管 (4)的喉部與壓力變送器(9)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，其特征在于所述的文丘里管(4)還滿足ξ= Ψ + λ+，其中ξ為文丘里管壓力恢復(fù)系數(shù)，Ψ為文丘里管下游管道上的總α局部阻力系數(shù)，包括在阻力調(diào)節(jié)閥(5)上的阻力系數(shù)，λ為測壓管線(6)的摩擦阻力系數(shù)， 1為測壓管線(6)的長度，d為測壓管線(6)的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力測量裝置，其特征在于所述的減壓 閥(3)為恒值減壓閥。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置測量燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的方法，其特征在于 在鍋爐正常運行時，先關(guān)閉吹掃氣源(1)，用壓力變送器(9)測量文丘里管(4)的喉部壓力 值，也即為當(dāng)前爐內(nèi)壓力值P8，記錄下這一測量值，隨即打開吹掃氣源(1)，使減壓閥(3)的 閥前氣流壓力上升為升壓值P1，經(jīng)減壓閥(3)調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值P3，當(dāng)吹 掃氣流進入文丘里管(4)時，首先在文丘里管(4)的收縮段不斷加速并降低壓力，到達(dá)喉 部時速度達(dá)到最大值，壓力降至最低壓力值P4，然后在文丘里管(4)的擴散段流速又逐漸 降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管的出口達(dá)到恢復(fù)壓力值P5，吹掃氣流隨后進入阻力調(diào)節(jié)閥(5)，調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥(5)致使壓力變送器(9)的測量值等于所述的記錄值，氣流最后經(jīng)過 測壓管線(6)和取壓頭(7)噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)，待氣流穩(wěn)定后利用壓力變送器(9)測量 文丘里管(4)的喉部壓力值P4即為爐內(nèi)壓力值P8。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量裝置測量燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的方法，其特征在于 在鍋爐正常運行時，打開吹掃氣源(1)，使減壓閥(3)的閥前氣流壓力上升為升壓值P1，經(jīng) 減壓閥(3)調(diào)節(jié)后壓力恒定在預(yù)設(shè)減壓壓力值P3，當(dāng)吹掃氣流進入文丘里管(4)時，首先在 文丘里管(4)的收縮段不斷加速并降低壓力，到達(dá)喉部時速度達(dá)到最大值，壓力降至最低 壓力值P4，然后在文丘里管(4)的擴散段流速又逐漸降低，壓力得以恢復(fù)，在文丘里管的出 口達(dá)到恢復(fù)壓力值P5，吹掃氣流隨后進入阻力調(diào)節(jié)閥(5)，經(jīng)阻力調(diào)節(jié)閥(5)的阻力調(diào)節(jié)后 壓力降為預(yù)設(shè)壓力值P6，氣流最后經(jīng)過測壓管線(6)和取壓頭(7)噴入燃煤鍋爐的爐內(nèi)，待 氣流穩(wěn)定后利用壓力變送器(9)測量文丘里管(4)的喉部壓力值P4即為爐內(nèi)壓力值P8。
全文摘要
燃煤鍋爐爐內(nèi)壓力的測量裝置及其測量方法，通過吹掃氣源、文丘里管、測壓管線、取壓頭、減壓閥以及阻力調(diào)節(jié)閥，并結(jié)合調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)閥致使壓力變送器的測量值等于爐內(nèi)壓力的方法，解決了連續(xù)吹掃測壓管線時爐內(nèi)壓力的精確測量問題，提高爐內(nèi)壓力的測量精度和可靠性，以便于在工程上廣泛應(yīng)用。
文檔編號G01L7/00GK101986119SQ20101052480
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者王棟 申請人:西安交通大學(xué)