專利名稱：基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種火力發(fā)電廠中用于對大型燃煤鍋爐爐膛溫度測量及對鍋爐爐管泄露進行檢測的系統，屬于燃燒設備智能化故障診斷與熱參數測量技術領域。
背景技術：
爐膛溫度場分布(不是點溫度)是確定鍋爐燃燒優(yōu)化的重要參數，爐內溫度場的分布直接影響到煤粉的著火、燃盡以及鍋爐的安全性，對于鍋爐控制和診斷具有極為重要的意義。在典型的四角切圓燃燒鍋爐中，燃燒工況組織不合理造成的四角燃燒不均勻、火焰中心偏斜、火焰刷墻等是導致爐膛結焦、爐管爆破、爐膛滅火、爐膛爆炸等運行事故的重要原因。另外，電站鍋爐燃燒過程中具有瞬態(tài)變化、隨機湍流、設備龐大、環(huán)境惡劣等特征，給有關熱物理量場參數的在線測量帶來困難，難以獲得描述實際燃燒過程的熱物理量參數， 特別是溫度分布的測量很困難，導致燃燒調整得不到可靠的數據，燃燒優(yōu)化運行無法實現。 目前尚未建立有效的爐膛溫度場監(jiān)測手段，這已成為提高大型燃燒設備安全性和經濟性的瓶頸。鍋爐爐管泄漏是電廠常發(fā)事故，占電廠所有事故的60%以上。實時監(jiān)測鍋爐爐管泄漏狀態(tài)，可以在爐管泄漏的早期給出報警信息，及時提示鍋爐爐管泄露的發(fā)展趨勢，使電站運行人員及時采取措施，防止事故擴大，可以縮短電廠的搶修時間，減少經濟損失。以往鍋爐爐管泄漏均采用專門檢測系統，安裝在爐壁上的波導管導出爐內泄露聲，通過安裝在波導管上的接收傳感器接收該聲波，并經處理確定爐管泄露。實用新型內容本實用新型針對國內目前尚未有能夠同時實現爐膛溫度場與爐管泄漏監(jiān)測的技術問題，提出了一種基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置。用于實現上述實用新型目的的技術解決方案是這樣的基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，包括聲波發(fā)生器，聲波接收器，濾波器，控制柜，電磁閥， 繼電器，PLC控制器，數據采集卡和工業(yè)計算機。聲波發(fā)生器和聲波接收器安裝在鍋爐爐膛受熱面的周圍。濾波器與聲波接收器連接，濾波器依次連接控制柜、數據采集卡和工業(yè)計算機。電磁閥與聲波發(fā)生器和聲波接收器連接，電磁閥依次連接繼電器、PLC控制器和控制柜。本實用新型不僅可以顯示爐膛內溫度場的分布，也可以調節(jié)和控制，優(yōu)化運行，降低污染物排放。同時對鍋爐爐管的泄漏進行監(jiān)測，及時發(fā)現泄漏、避免較大事故發(fā)生。

圖1是本實用新型的硬件結構示意圖。。圖2是為布置八個聲波發(fā)生/接收傳感器時形成的M條路徑分布示意圖。圖3為平面四元十字陣判斷泄漏點P位置圖。
具體實施方式
如圖1所示，基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，包括聲波發(fā)生器39，聲波接收器38，濾波器37，控制柜33，電磁閥36，繼電器35，PLC控制器34，數據采集卡32和工業(yè)計算機31。聲波發(fā)生器39和聲波接收器38安裝在鍋爐爐膛40受熱面的周圍，其中每個聲波發(fā)聲器39分別與喇叭形波導管相連，以便于聲波的直線傳播。濾波器37與聲波接收器38連接，濾波器37依次連接控制柜33、數據采集卡32和工業(yè)計算機 31。電磁閥36與聲波發(fā)生器39和聲波接收器38連接，電磁閥36依次連接繼電器35、PLC 控制器34和控制柜33。聲波發(fā)聲器39由工業(yè)用氣體傳輸管道、文丘里管和喇叭形聲波導管組成。喇叭形波導管加隔熱墊片后與爐墻相連。繼電器35和PLC控制器34用于聲源的切換控制，工業(yè)計算機31負責信號采集控制與處理。當需要某一聲波發(fā)聲器39發(fā)聲時，由工業(yè)計算機31發(fā)出指令，經數據采集卡32 的D/A轉換后通過控制柜33的轉接器將指令送至PLC控制器34，并通過繼電器35對電磁閥36的控制來達到控制各個聲波發(fā)生器39按順序依次發(fā)聲的目的。疊加有聲源信號、爐膛背景噪聲和泄漏噪聲信號(爐管有泄露情況下)由聲波接收傳感器38采集，聲波接收傳感器38由壓電陶瓷傳感器和前置放大器組成，并用不銹鋼外殼封裝，以提高傳感器的耐灰塵和耐溫特性。采集的噪聲信號經前置放大器放大后通過雙芯雙絞股屏蔽電纜傳送到濾波器37，經濾波處理后的噪聲信號通過控制柜33內的轉接器傳送至數據采集卡32，經A/D 轉換后被送至工業(yè)計算機31，由工業(yè)計算機31及上位機處理軟件完成泄漏信號的檢測和爐膛溫度場的重建。聲學法爐膛溫度場測量技術的基本原理是
權利要求1.基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，其特征在于包括聲波發(fā)生器，聲波接收器，濾波器，控制柜，電磁閥，繼電器，PLC控制器，數據采集卡和工業(yè)計算機；聲波發(fā)生器和聲波接收器安裝在鍋爐爐膛受熱面的周圍，濾波器與聲波接收器連接，濾波器依次連接控制柜、數據采集卡和工業(yè)計算機；電磁閥與聲波發(fā)生器和聲波接收器連接， 電磁閥依次連接繼電器、PLC控制器和控制柜。
2.如權利要求1所述的基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，其特征在于聲波接收傳感器由壓電陶瓷傳感器和前置放大器組成，并用不銹鋼外殼封裝。
3.如權利要求1所述的基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，其特征在于聲波發(fā)聲器由工業(yè)用氣體傳輸管道、文丘里管和喇叭形聲波導管組成。
4.如權利要求3所述的基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，其特征在于喇叭形波導管加隔熱墊片后與爐墻相連。
專利摘要基于聲波傳感器的爐膛溫度場與爐管泄漏一體化檢測裝置，包括聲波發(fā)生器，聲波接收器，濾波器，控制柜，電磁閥，繼電器，PLC控制器，數據采集卡和工業(yè)計算機。聲波發(fā)生器和聲波接收器安裝在鍋爐爐膛受熱面的周圍。濾波器與聲波接收器連接，濾波器依次連接控制柜、數據采集卡和工業(yè)計算機。電磁閥與聲波發(fā)生器和聲波接收器連接，電磁閥依次連接繼電器、PLC控制器和控制柜。本實用新型不僅可以顯示爐膛內溫度場的分布，也可以調節(jié)和控制，優(yōu)化運行，降低污染物排放。同時對鍋爐爐管的泄漏進行監(jiān)測，及時發(fā)現泄漏、避免較大事故發(fā)生。
文檔編號G01K11/24GK202075062SQ201120106349
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權日2011年4月13日
發(fā)明者張成輝, 張維君, 田豐 申請人:沈陽航空航天大學