[实用新型]一种测量炉膛出口截面温度场装置系统

说明书

技术领域

一种测量炉膛出口截面温度场装置系统。

背景技术

工业锅炉燃烧的基本要求在于建立和保持稳定的燃烧火焰，燃烧不稳定不仅会降低锅炉热效率，产生污染物和噪声，而且在极端情况下，会引起锅炉炉膛灭火，如处理不当会诱发炉膛爆燃，造成事故。另外，工业燃烧过程具有瞬态变化、随机湍流、设备尺寸庞大环境恶劣等特征，给有关热物理量场参数的在线测量带来了困难，难以获得描述实际燃烧过程的热物理量场参数，特别是温度分布的测量很困难，导致燃烧调整得不到可靠的依据，燃烧优化运行无法实现。传统测温手段的局限是DCS所能监视到的仅是火焰有/无的信息；火焰TV可以直接观察炉膛火焰图像，但仅提供了定性的火焰有/无和一定的火色信息，没有定量的温度信息；烟温探针仅在启动过程中监视炉膛出口烟温，但不能全负荷工况监视。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种测量炉膛出口截面温度场装置系统。

一种测量炉膛出口截面温度场装置系统，其特征在于它包括：安装在检测口的导波管、传声器、前置放大器、信号电缆、控制线、电磁阀、控制箱、数据采集卡、计算机、显示器及系统软件；所述传声器连接前置放大器，并通过信号电缆接入数据采集卡，然后接入计算机；所述高压气体通过电磁阀产生声场；所述导波管开孔并连接电磁阀。

其方法步骤包括：

a)高压气体产生声源

b)由传声器接收声讯号

c)经信号电缆接收信号

d)将音频信号通过数据采集卡进入计算机，将模拟信号转化为数字信号，通过专用声处理软件包对音频进行分析，计算出路径声速C。再由路径声速值通过一系列算法拟合出温度场等温线图、路径平均温度、区块平均温度。其数学表达式如下：

V=d/t=rRT/M]]>

其中：V-在某种气体中的声速，m/s；

d-声波传播距离，m；

t-声波飞行时间，s；

r-特定气体在定压定容下的系数；

R-气体常数，8.314J/(mol*K)；

T-绝对温度，K；

M-气体分子量，kg/mol。

在锅炉的四周安装一定数量的声学传感器，首先测量飞行时间t，然后通过重建算法及计算机便可重建出温度场某一截面的温度信息。

所述系统软件按照下列步骤进行：

a)读取音频信号

b)送入数据采集卡采集处理

c)PLC智能控制声源

d)经PC机计算温度场

它能检测到炉膛出口截面温度场的分布状况，从而可以清晰观测到炉膛内部燃烧工况、提高燃料利用率、有效防止炉膛产生结焦积灰现象以及降低NO_x的排放。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图中：1-数据采集卡，2-计算机，3-信号电缆，4-控制线，5-传声器，6-前置放大器，7-导波管，8-电磁阀，9-控制箱，10-显示器。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型：

一种测量炉膛出口截面温度场装置系统它包括：安装在检测口的导波管(7)、传声器(5)、前置放大器(6)、信号电缆(3)、控制线(4)、电磁阀(8)、控制箱(9)、数据采集卡(1)、计算机(2)、显示器(10)及系统软件；所述传声器(5)连接前置放大器(6)，并通过信号电缆(3)接入数据采集卡(1)，然后接入计算机(2)；所述高压气体接入电磁阀(8)；所述导波管(7)开孔并连接电磁阀(8)；产生的声场经传声器(5)接收到高阻抗信号，后经前置放大器(6)信号调理送入数据采集卡(1)中，通过对数据的分析处理得出所需的路径平均温度值，再经过系统软件的拟合计算重建截面温度场。

该实用新型特点：

实时确定炉膛内燃烧场的空间温度分布状态；非侵入式、全自动化不需日常维护，可长期稳定、可靠地工作；而传统测温手段的局限是DCS所能监视到的仅是火焰有/无的信息；火焰TV可以直接观察炉膛火焰图像，但仅提供了定性的火焰有/无和一定的火色信息，没有定量的温度信息；烟温探针仅在启动过程中监视炉膛出口烟温，但不能全负荷工况监视。