[實用新型]基于聲波氣體溫度場測量技術的智能吹灰控制裝置

無效

• 申請號: 200920031768.X
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN201335387Y
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 陳平安;陳在維;牛建設;任悅
• 申請（專利權）人: 陜西午禾科技有限責任公司
• 主分類號: F23J3/00
• 分類號: F23J3/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司
• 代理人: 李中群

技術領域

本實用新型內容屬于燃燒設備智能化控制裝置技術領域，涉及一 種火力發電廠中用于有效清除火電機組鍋爐各對流受熱面上積灰的 智能吹灰控制裝置。

背景技術

火電機組鍋爐工作過程中，當鍋爐燃用固體燃料(如煤等)或者含 有灰份的液體燃料時，由于燃燒產物中含有灰粒、氧化硫等物質，形 成大量的飛灰，如一臺300MW的鍋爐每晝夜的飛灰量可達700～ 1200t(視煤的含灰量多少而定)。飛灰在流經鍋爐內的對流過熱器、 再熱器、省煤器、水冷壁(四管)等對流受熱面后，其中一部分以各種 形式沉積在受熱面上，造成受熱面玷污，形成積灰，增加了傳熱熱 阻，產生高溫煙氣，其結果輕則影響鍋爐正常運行，降低發電效率， 重則導致降低負荷甚至非計劃停爐，直接危及鍋爐運行安全性和機組 可用率。

為了有效清除受熱面上的積灰，提高爐膛吸熱效率及降低排煙溫 度，電廠在火電機組鍋爐各受熱面處通常均配備有吹灰器。它的必要 性在于：①.避免積灰過多無法運行，造成停爐事故；②.避免由于總 的傳熱阻力增大而導致的鍋爐效率降低；③.減少積灰腐蝕爐管；④. 降低積灰的速度，減少受熱面熱偏差，減少爆管事故發生；⑤.避免 經常停爐檢修而減少發電量和增加的檢修費用；⑥.減輕人工清灰的 勞動強度及費用。

目前電廠吹灰大多采用傳統的定時吹灰或手動方式吹灰，這類方 式往往不能顧及到積灰的實際情況，常常使吹灰間隔時間過長或過 短。吹灰間隔時間過長，不但會造成積灰在數量上的積累，而且會使 積灰層難以清理，達不到吹灰目的；而過度頻繁地進行吹灰，一方面 會浪費昂貴的吹灰介質，增加運行成本，另一方面在機械力和熱疲勞 的作用下，受熱面的使用壽命會縮短，吹灰器的頻繁使用還會縮短自 身的使用壽命，增加額外的維護工作量和成本開銷。由于吹灰是影響 鍋爐運行經濟性的一個因素，因此，如何實現經濟有效的吹灰便成為 科技人員關注的問題之一，智能吹灰顯得尤為重要。現有技術中，也 有一些企業采用熱電偶或紅外輻射等手段并結合BP算法、RPROP算 法等以實現鍋爐內部實時煙氣溫度的在線監測及計算，但由于其通常 只在鍋爐尾部受熱面設有煙溫測點，其它如爐膛出口、高溫對流區等 處，因工作環境惡劣，布置于該區熱電偶不能長時間正常工作，因此 這些部位的煙溫均不能實現實時監測。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術存在的問題，進而提供一種 基于聲波氣體溫度場測量技術的智能吹灰控制裝置。

用于實現上述發明目的的技術解決方案是這樣的：所提供的智能 吹灰控制裝置由設置在鍋爐受熱面周側相應位置處的多個聲波發射/ 接收傳感器以及與各聲波發射/接收傳感器輸出信號對應聯接的多個 前置放大器箱、過程控制單元(PCU)、智能吹灰控制儀和工業計算機 組成，前置放大器箱的放大信號輸出端通過電纜輸至過程控制單元的 接收端，過程控制單元(PCU)的電流信號輸出端和監測數據信號輸出 端分別聯通至智能吹灰控制儀和工業計算機的對應輸入端，工業計算 機的監控信號輸出/輸入端與智能吹灰控制儀的監控信號輸入/輸出 端聯接，智能吹灰控制儀的輸出端外接至用于指導鍋爐吹灰器工作的 工廠DCS控制系統。該控制裝置中的工業計算機加載有基于小波神經 網絡計算方法的ISBCS-I智能吹灰控制軟件和TMS-2000溫度繪制軟 件，通過軟件系統對進入智能吹灰控制儀的數據信號進行計算和處理 后，將吹灰優化指導信息傳輸到DCS控制系統，優化指導鍋爐吹灰器 按需吹灰。

本實用新型所述的智能吹灰控制裝置是基于聲波氣體溫度場測 量技術的智能化系統，它通過在鍋爐受熱面周側設置聲波發射/接收 傳感器的方式測量鍋爐受熱面的煙氣溫度，利用有效的數學測量模 型，將鍋爐各受熱面的積灰程度進行量化處理，使鍋爐積灰狀況可視 化，進而結合鍋爐運行實際狀況和安全運行的要求，通過智能化控制 系統對鍋爐吹灰的需要和過程進行控制，實現了按需吹灰。

聲波氣體溫度場測量技術的原理是氣體中的聲速取決于氣體的 溫度。通過精確測量聲波信號在爐膛內空氣中穿過已知距離所需要的 時間，就可以確定由聲波發射器到接收器之間直線通道上的平均氣體 溫度。

聲波氣體溫度場測量系統的基本原理可下面的等式來描述：

c＝d/t＝sqrt[rRT/M]

上式中：c＝氣體里的聲速(m/s)；

d＝聲波傳播的距離(m)；