專利名稱：一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電站鍋爐煙氣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煙氣作為一種比較特殊的介質(zhì)，一般的溫度 范圍在10(T130(TC，特別情況下可能達(dá)到更高的溫度。另外，煙氣中一般會(huì)存在粉塵和酸性氣體等，如何克服高溫、高粉塵和酸性物質(zhì)而保證煙氣流速的在線監(jiān)測(cè)，是一個(gè)十分困難的問(wèn)題。目前大多數(shù)電站的CEMS系統(tǒng)中，對(duì)于煙氣流速的檢測(cè)方法主要有皮托管差壓法、熱擴(kuò)散/熱導(dǎo)法和超聲波法。皮托管差壓法的工作原理為通過(guò)測(cè)量壓力來(lái)測(cè)量流速，操作時(shí)將測(cè)速管放置在煙道內(nèi)中心位置，使管口與煙氣流速方向垂直，測(cè)得該位置上的動(dòng)壓與靜壓之差，從而根據(jù)
公式V =(ΛΡ為總壓和靜壓之差，P為被測(cè)流體的密度)計(jì)算出該點(diǎn)的流速。存
在問(wèn)題為實(shí)現(xiàn)流速的測(cè)量，儀表需配備差壓變送器，尤其是在小流速(lOm/s)的測(cè)量，由于皮托管產(chǎn)生的壓力很小，故對(duì)于低流速的測(cè)量，皮托管氣體流量計(jì)有其自身的弊端精度差，不能測(cè)低速煙氣，經(jīng)常堵塞。熱擴(kuò)散/熱導(dǎo)法的工作原理為2個(gè)RTD (電阻溫度探測(cè)器)置于煙道中，一個(gè)被加熱，一個(gè)感應(yīng)過(guò)程溫度，之間的溫差與過(guò)程流速及過(guò)程介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)；溫差在無(wú)流量狀態(tài)下最大；隨著流量的增加，被加熱的RTD冷卻，溫差減小，從而根據(jù)溫差大小計(jì)算出流速大小。存在問(wèn)題在高濕、高粉塵、高腐蝕的煙氣容易對(duì)熱絲造成損壞，煙道內(nèi)滴落腐蝕性液體和泥漿也會(huì)影響身背的正常工作。超聲波法的工作原理為當(dāng)超聲波束在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)的流動(dòng)將傳播時(shí)間產(chǎn)生微小的變化，其傳播時(shí)間的變化正比于介質(zhì)的流速。存在問(wèn)題超聲波衰減嚴(yán)重，無(wú)法在電站鍋爐爐膛環(huán)境中應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的鍋爐爐膛煙氣流速在線監(jiān)測(cè)裝置精度不高，不能適應(yīng)高溫、腐蝕、多塵等惡劣環(huán)境的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的技術(shù)方案為在煙氣流動(dòng)的爐膛一側(cè)內(nèi)壁上，每隔4-6米均勻設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)處安裝一套監(jiān)測(cè)裝置；監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為由聲波導(dǎo)管、聲波發(fā)生裝置和駐極體式傳聲器組成的聲波收發(fā)器布置在測(cè)點(diǎn)處；聲波發(fā)生裝置連接到功率放大器，功率放大器與接線盒輸出端連接；駐極體式傳聲器連接到信號(hào)調(diào)理器，信號(hào)調(diào)理器與接線盒的輸入端連接；接線盒與雙通道數(shù)據(jù)采集卡連接，雙通道數(shù)據(jù)采集卡連接到工控機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果為利用聲波在爐膛煙氣中傳播速度的變化，來(lái)計(jì)算爐膛煙氣流速。本實(shí)用新型采用多點(diǎn)采樣，可以克服煙道氣流不穩(wěn)定，流速在煙道中分布不均使得煙氣測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。不受爐內(nèi)高溫、腐蝕、多塵等惡劣環(huán)境的限制，真實(shí)反映爐內(nèi)煙氣流速，響應(yīng)快，測(cè)量范圍廣

圖I為爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。圖2為爐膛煙氣流速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置圖。圖中標(biāo)號(hào)10-聲波收發(fā)器；11_工控機(jī)；12_數(shù)據(jù)采集卡；13_接線盒；14_功率放大器；15-聲波發(fā)生裝置；16-聲波導(dǎo)管；17-特制駐極體式傳聲器；18-信號(hào)調(diào)理器；19-鍋爐爐膛。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。在煙氣流動(dòng)的爐膛19 一側(cè)內(nèi)壁上，每隔4-6米均勻設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)處安裝一套監(jiān)測(cè)裝置；監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為由聲波導(dǎo)管16、聲波發(fā)生裝置15和駐極體式傳聲器17組成的聲波收發(fā)器10布置在測(cè)點(diǎn)處；聲波發(fā)生裝置15連接到功率放大器14，功率放大器14與接線盒13輸出端連接；駐極體式傳聲器17連接到信號(hào)調(diào)理器18，信號(hào)調(diào)理器18與接線盒13的輸入端連接；接線盒13與雙通道數(shù)據(jù)采集卡12連接，雙通道數(shù)據(jù)采集卡12連接到工控機(jī)11。系統(tǒng)工作時(shí)，爐膛煙氣通過(guò)在兩個(gè)相鄰聲波收發(fā)器10之間產(chǎn)生的聲音信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)調(diào)理器18濾波和放大，經(jīng)過(guò)接線盒13的輸入端被雙通道數(shù)據(jù)采集卡12得到；工控機(jī)11中的軟件將兩個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)分析，得出兩個(gè)傳聲器之間的聲波傳播時(shí)間，由于兩個(gè)傳聲器之間的距離固定并已知，可以得到=V1=Ci+V，V2=Ci-V，式中，
為煙氣流過(guò)相鄰兩測(cè)點(diǎn)間聲音傳播的速度；α為聲音傳播的速度，m/s ；v為兩測(cè)點(diǎn)間煙氣的流速；即可得到V = tL牛在電腦的軟件顯示窗口給出。
權(quán)利要求1. 一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在煙氣流動(dòng)的爐膛(19)一側(cè)內(nèi)壁上，每隔4-6米均勻設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)處安裝一套監(jiān)測(cè)裝置； 監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為由聲波導(dǎo)管(16)、聲波發(fā)生裝置(15)和駐極體式傳聲器(17)組成的聲波收發(fā)器(10)布置在測(cè)點(diǎn)處；聲波發(fā)生裝置(15)連接到功率放大器(14)，功率放大器(14)與接線盒(13)輸出端連接；駐極體式傳聲器(17)連接到信號(hào)調(diào)理器(18)，信號(hào)調(diào)理器(18)與接線盒(13)的輸入端連接；接線盒(13)與雙通道數(shù)據(jù)采集卡(12)連接，雙通道數(shù)據(jù)采集卡(12 )連接到工控機(jī)(11)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電站鍋爐煙氣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聲學(xué)的鍋爐爐膛煙氣流速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在煙氣流動(dòng)的爐膛一側(cè)內(nèi)壁上，每隔4-6米均勻設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)處安裝一套監(jiān)測(cè)裝置；監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為由聲波導(dǎo)管、聲波發(fā)生裝置和駐極體式傳聲器組成的聲波收發(fā)器布置在測(cè)點(diǎn)處；聲波發(fā)生裝置連接到功率放大器，功率放大器與接線盒輸出端連接；駐極體式傳聲器連接到信號(hào)調(diào)理器，信號(hào)調(diào)理器與接線盒的輸入端連接；接線盒與雙通道數(shù)據(jù)采集卡連接，雙通道數(shù)據(jù)采集卡連接到工控機(jī)。采用多點(diǎn)采樣，可以克服煙道氣流不穩(wěn)定，流速在煙道中分布不均使得煙氣測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。不受爐內(nèi)高溫、腐蝕、多塵等惡劣環(huán)境的限制，真實(shí)反映爐內(nèi)煙氣流速，響應(yīng)快，測(cè)量范圍廣。
文檔編號(hào)G01P5/24GK202770855SQ201220405898
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者沈國(guó)清, 安連鎖, 王博, 許偉龍, 張世平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)