專利名稱：一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于燃燒在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測
直O(jiān)
背景技術(shù)：
火力發(fā)電機組鍋爐在正常運行時，燃料多為固體燃料(如煤)或者含灰份的液體燃料，由高溫?zé)煔鈯A帶的熔化或部分熔化的粘性顆粒碰撞在爐墻或受熱面則造成結(jié)渣，而溫度低于灰熔點的灰粒在受熱面上沉積則造成積灰，一旦鍋爐受熱面形成積灰或者結(jié)渣， 受熱面的換熱能力降低，工質(zhì)吸熱量減少，煙氣側(cè)溫度升高，影響鍋爐的經(jīng)濟性，降低發(fā)電廠效率，嚴(yán)重則導(dǎo)致意外停爐，直接危及鍋爐的運行安全。為解決上述由鍋爐對流受熱面灰污帶來的問題，各電廠都配有吹灰器。電廠通過定時定量的吹灰方式清掃鍋爐對流受熱面的灰污，此種方法常常使受熱面吹灰過于頻繁或者吹灰力度不夠。吹灰過于頻繁，不僅浪費吹灰所使用的工質(zhì)，而且致使受熱面機械疲勞和熱疲勞加劇，受熱面的壽命降低；吹灰力度不夠，不僅會造成受熱面灰污狀況加劇，而且容易致使受熱面形成難以清除掉渣層。
發(fā)明內(nèi)容針對上述背景技術(shù)中提到目前對流受熱面灰污監(jiān)測的不足，本實用新型提出一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置。本實用新型的技術(shù)方案是，一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置，其特征是該裝置包括聲波導(dǎo)管、聲波接收器、聲波發(fā)生器、信號調(diào)理器、接線盒、輸入輸出裝置、功率放大器和工控機；所述聲波導(dǎo)管的一端和鍋爐水冷壁連接；聲波導(dǎo)管的另一端和聲波發(fā)生器連接； 聲波接收器放置在聲波導(dǎo)管上；聲波接收器和信號調(diào)理器連接；信號調(diào)理器和接線盒連接；接線盒分別與輸入輸出裝置和功率放大器連接；輸入輸出裝置和工控機連接；功率放大器和聲波發(fā)生器連接。本實用新型的有益效果為非接觸式測量，可應(yīng)用在高溫、多塵和污染的環(huán)境；量化鍋爐各對流受熱面的污染程度，為鍋爐對流受熱面的吹灰提供指導(dǎo)，避免因定時定量吹灰?guī)淼慕?jīng)濟損失；此裝置操作簡單，提供清晰簡單的可視化界面。

圖1為灰污受熱面?zhèn)鳠徇^程；圖2為鍋爐煙氣側(cè)溫度測量示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性
3的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應(yīng)用。本實用新型的目的在于解決鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測，進(jìn)而提供一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置。本實用新型的實現(xiàn)依賴于硬件和軟件兩部分。本實用新型全部流程由主程序控制，主程序基于Labview軟件，包括聲波的產(chǎn)生信號、聲波的接收、聲波飛渡時間測量和鍋爐煙氣側(cè)溫度計算。本發(fā)明的步驟如下步驟1 工控機發(fā)送產(chǎn)生聲波信號，該信號經(jīng)功率放大器放大后送至聲波發(fā)生器；步驟2 聲波發(fā)生器發(fā)出聲波，聲波經(jīng)聲波導(dǎo)管傳播到鍋爐爐膛內(nèi)，聲波接收器接收到鍋爐爐膛的聲波返回信號，經(jīng)信號調(diào)理器、接線盒和輸入輸出設(shè)備傳至工控機；步驟3 工控機接收到信號后測量出聲波飛渡時間，進(jìn)而求得鍋爐煙氣側(cè)平均溫度；步驟4 通過鍋爐煙氣側(cè)平均溫度求得實際換熱系數(shù)，最終得到灰污系數(shù)。本實用新型的原理在于基于經(jīng)典的簡單順流及逆流換熱器的換熱模型，直接利用聲學(xué)測溫技術(shù)獲取煙氣側(cè)進(jìn)口和出口溫度，來建立一種對流受熱面灰污監(jiān)測系統(tǒng)。用聲學(xué)測溫技術(shù)直接測量高溫對流受熱面的煙氣側(cè)進(jìn)出口溫度。通過建立簡單順流及逆流換熱器的換熱模型，把受熱面清潔吸熱量和實際吸熱量的比較，轉(zhuǎn)化為清潔換熱系數(shù)和實際吸熱系數(shù)的比較。可以在高溫過熱器、高溫再熱器的煙氣進(jìn)出口分別布置單路徑聲波測溫儀，因為該處的煙溫大都在700攝氏度以上，使用熱電偶實時監(jiān)測將非常困難。其余的可用已有的熱電偶測點測出進(jìn)出口煙溫，即在熱平衡計算中，在已知對流受熱面進(jìn)出口煙溫，工質(zhì)側(cè)進(jìn)出口等參數(shù)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出煙氣在不積灰、積灰兩種條件下對流受熱面換熱系數(shù)，最后求得灰污特征參數(shù)。鍋爐煙氣側(cè)平均溫度的計算公式為
H2T = ~^lO6 -273.16
Bt2其中T為鍋爐側(cè)煙氣平均溫度，單位。C ；D為聲波發(fā)生器和聲波接收器之間距離，單位m ；B為聲音常數(shù)；τ為聲波飛渡時間，ms。要推算受熱面在沒有積灰的理想狀況下的換熱系數(shù)，可以分析熱量是如何分步從煙氣傳遞給管內(nèi)工質(zhì)的，如圖1。(1)高溫?zé)煔馔ㄟ^對流和輻射換熱方式向灰污外表面換熱，用對流換熱系數(shù)α 煙氣對管壁的輻射換熱系數(shù)α f之和α工=α d+ α f來進(jìn)行計算總換熱系數(shù)α ！；(2)灰污層的導(dǎo)熱熱阻，用灰污層的厚度Sh和灰污層導(dǎo)熱系數(shù)入11進(jìn)行計算；(3)管壁金屬的導(dǎo)熱熱阻，用管壁厚度金屬導(dǎo)熱系數(shù)入 ]進(jìn)行計算；(4)水垢層的導(dǎo)熱熱阻，用水垢層的厚度38和水垢導(dǎo)熱系數(shù)入8進(jìn)行計算；(5)管內(nèi)表面對工質(zhì)的對流換熱用管內(nèi)工質(zhì)對流換熱系數(shù)α 2進(jìn)行計算。[0033]整個換熱過程的換熱熱阻R即由上述5部分熱阻疊加而成
權(quán)利要求1. 一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置，其特征是該裝置包括聲波導(dǎo)管、聲波接收器、聲波發(fā)生器、信號調(diào)理器、接線盒、輸入輸出裝置、功率放大器和工控機；所述聲波導(dǎo)管的一端和鍋爐的水冷壁連接；聲波導(dǎo)管的另一端和聲波發(fā)生器連接；聲波接收器放置在聲波導(dǎo)管上；聲波接收器和信號調(diào)理器連接；信號調(diào)理器和接線盒連接； 接線盒分別與輸入輸出裝置和功率放大器連接；輸入輸出裝置和工控機連接；功率放大器和聲波發(fā)生器連接。
專利摘要本實用新型公開了燃燒在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中的一種鍋爐對流受熱面灰污監(jiān)測裝置。本實用新型的裝置包括聲波導(dǎo)管、聲波接收器、聲波發(fā)生器、信號調(diào)理器、接線盒、輸入輸出裝置、功率放大器和工控機。本實用新型采用非接觸式測量，可應(yīng)用在高溫、多塵和污染的環(huán)境；量化鍋爐各對流受熱面的污染程度，為鍋爐對流受熱面的吹灰提供指導(dǎo)，避免因定時定量吹灰?guī)淼慕?jīng)濟損失；此裝置操作簡單，提供清晰簡單的可視化界面。
文檔編號G01N25/20GK202216928SQ20112032578
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者安連鎖, 張世平, 沈國清, 鄧喆 申請人:華北電力大學(xué)