[實用新型]一種實時測量煤粉工業(yè)鍋爐氣力輸粉濃度的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320582294.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203519561U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴禎榮;王化南;侯懷書;韓軍;曹鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院;上海衍龍無損檢測設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01N29/032
• 分類號: G01N29/032
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及儀器儀表監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于變煤種、變工況的煤粉工業(yè)鍋爐和煤粉電站鍋爐氣力輸粉管道的煤粉流量計量裝置。

背景技術(shù)

我國的電廠鍋爐大多數(shù)采用煤粉燃燒方式。煤粉鍋爐的經(jīng)濟性與安全性很大程度上取決于鍋爐燃燒工況的優(yōu)劣，而在鍋爐燃燒工況調(diào)整中，煤粉濃度的調(diào)整起著主要作用。

火電發(fā)電成本中，燃料的費用占到了70%以上，所以針對鍋爐燃燒的優(yōu)化是鍋爐運行經(jīng)濟性的要求。鍋爐燃燒優(yōu)化可以減少排煙損失和不完全燃燒損失，從而提高鍋爐運行效率。在火電鍋爐運行中，煤粉濃度的準確測量對鍋爐安全運行起著重要作用。缺乏可靠的煤粉濃度的監(jiān)測手段，鍋爐極易發(fā)生爐內(nèi)著火點不合理、火焰中心偏斜、燃燒工況不穩(wěn)等情況，從而導(dǎo)致鍋爐局部結(jié)焦、高溫腐蝕，鍋爐熱效率下降，嚴重時直接引起鍋爐滅火事故。此外，煤粉濃度的控制不當，極易造成風(fēng)粉的分層、管道堵塞或自燃，嚴重時可能引起鍋爐滅火。

針對氣力輸粉管道中煤粉濃度的測量，國內(nèi)外推出了測量原理各異的方案，如激光法、微波法、電容法、溫差法、壓降法、超聲波法等。與現(xiàn)有的各種方法相比，超聲波法具有一些特殊的優(yōu)點，比如測量結(jié)果與固相成分、顆粒的粒度分布以及當?shù)亓魉贌o關(guān)，自清潔作用可防止傳感器污染，沒有堵塞問題，平行于管道壁面安裝從而減輕磨損等。

已知超聲波檢測煤粉濃度的測量手段為預(yù)先標定不同濃度情況下的超聲衰減系數(shù)并建立擬合曲線方程，實時測量時根據(jù)所測量超聲衰減系數(shù)與擬合曲線方程比對，得到所測煤粉濃度，該測量手段的不足之處首先在于所建立擬合曲線的精度很難達到要求，另外該方法對煤粉顆粒大小引起的超聲衰減系數(shù)變化無法分辨，因此煤粉濃度測量的較大誤差也就在所難免。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且主要適用高濃度下的煤粉測量的實時測量煤粉工業(yè)鍋爐氣力輸粉濃度的裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種實時測量煤粉工業(yè)鍋爐氣力輸粉濃度的裝置，其中，超聲信號發(fā)射與接收裝置分別連接發(fā)射超聲探頭和接收超聲探頭，上述兩只超聲波探頭垂直相對的安裝在煤粉工業(yè)鍋爐的氣力輸粉管道的壁上，其中發(fā)射超聲波探頭發(fā)射超聲信號，接收超聲波探頭接收所述的超聲信號，所述的超聲信號被超聲信號發(fā)射與接收裝置接收后將超聲信號傳送至與之連接的信號放大單元，超聲信號經(jīng)過信號放大單元后被送至與之連接的A/D轉(zhuǎn)換單元，超聲信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元后被送至與之連接的信號處理單元。

其中，所述的發(fā)射超聲探頭和接收超聲探頭之間的中心連線與氣力輸粉管道中心線交叉。

本實用新型利用兩只空氣超聲探頭對射，采用一發(fā)一收方式，通過不間斷測量超聲波在煤粉中的衰減系數(shù)，結(jié)合數(shù)學(xué)計算手段，得到實時的煤粉濃度。本實用新型中采用的超聲檢測方式受環(huán)境溫度波動影響較小，更能適用高濃度下的煤粉測量。

附圖說明

圖1是本實用新型中一種實時測量煤粉工業(yè)鍋爐氣力輸粉濃度的裝置的示意圖。

具體實施方式

下面給出本實用新型的較佳的實施例，這些實施例并非限制本實用新型的內(nèi)容。

實施例

請見圖1所示，本實用新型實施例提供一種實時測量煤粉工業(yè)鍋爐氣力輸粉濃度的裝置，超聲信號發(fā)射與接收裝置4分別連接發(fā)射超聲探頭1和接收超聲探頭2，上述兩只超聲波探頭垂直相對的安裝在煤粉工業(yè)鍋爐的氣力輸粉管道3的壁上，其中發(fā)射超聲波探頭1發(fā)射超聲信號，接收超聲波探頭2接收所述的超聲信號，所述的超聲信號被超聲信號發(fā)射與接收裝置4接收后將超聲信號傳送至與之連接的信號放大單元5，超聲信號經(jīng)過信號放大單元5后被送至與之連接的A/D轉(zhuǎn)換單元6，超聲信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元6后被送至與之連接的信號處理單元7。所述的發(fā)射超聲探頭1和接收超聲探頭2之間的中心連線與氣力輸粉管道3中心線交叉。所述的中心連線是指發(fā)射超聲探頭1和接收超聲探頭2的兩個中心點之間的連線，該中心連線并非實際存在，僅是為了描述發(fā)射超聲探頭1和接收超聲探頭2之間的位置關(guān)系而定義的連線。

所述的裝置的使用方法是：計算超聲波在煤粉中的衰減是相對于純空氣狀態(tài)下超聲能量損失。首先測量純空氣流通狀態(tài)下氣力輸粉管道3內(nèi)的超聲波信號，得到此時的超聲信號幅值；然后測量煤粉正常通過氣力輸粉管道3時，測量得到的超聲信號幅值，則可得到超聲在煤粉中的聲衰減系數(shù)。得到超聲波在煤粉中的衰減系數(shù)后，可利用公式得到氣力輸粉管道3中發(fā)射超聲探頭1和接收超聲探頭2覆蓋圓柱區(qū)域中的煤粉濃度。