[實用新型]一種基于聲學技術的爐膛溫度場重構系統

有效

• 申請號: 201720352016.8
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN207132371U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 伍建平;楊慶峰;李一平;馬祥;陳建均;蒲學森;肖先勇
• 申請（專利權）人: 深圳東方鍋爐控制有限公司
• 主分類號: F23N5/16
• 分類號: F23N5/16
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙)44240
• 代理人: 楊大慶

技術領域

本實用新型涉及一種基于聲學技術的爐膛溫度場重構系統，尤其涉及一種用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐的聲學法爐膛溫度場重構系統。

背景技術

在利用鍋爐和窯爐燃用化石燃料或其他燃料來產生熱能或其他二次能源的過程中，爐膛溫度場的分布情況是反映燃燒過程、污染物生成情況、設備狀態的重要參數，對于鍋爐控制和燃燒診斷具有十分重要的意義，還直接影響到鍋爐的經濟性、安全性和環保性能。如果能準確獲取溫度場的分布情況就可以及時判斷爐內火焰的燃燒情況并進行調節與控制，實現燃燒的優化、降低污染物的生成、保證設備安全運行。由于爐膛中的燃燒過程具有瞬變性、隨機湍流和環境惡劣等特征，給有關熱物理量場參數的測量帶來了困難，尤其是溫度分布的測量更加困難。這樣導致燃燒調整沒有可靠的依據，難以實現燃燒過程最優化。

傳統的測溫技術上采取高溫熱電偶的方法對燃燒或者煙氣以及其他高溫環境進行測量，受元件材料高溫性能的限制和影響，只能做短時間的測量，無法實現在線的監測。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于聲學技術的爐膛溫度場重構系統，解決傳統的測溫技術上采取高溫熱電偶的方法對燃燒或者煙氣以及其他高溫環境進行測量，受元件材料高溫性能的限制和影響，只能做短時間的測量，無法實現在線的監測的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于聲學技術的爐膛溫度場重構系統，包括一組設置在爐膛內的聲波發生器和聲波拾取器，聲波發生器和聲波拾取器位于爐膛的同一橫截面且兩者相互適配；聲波發生器和聲波拾取器分布在爐膛的每個側壁；聲波拾取器輸出端連接設置有數據采集傳輸裝置，數據采集傳輸裝置的輸出端連接設置有數據處理中心。

為了能夠構建精確的爐膛橫截面的二維分布溫度場，爐膛的橫截面呈矩形，在其每條邊上間隔2至4米布置一個聲波發生器和一個聲波拾取器，其布置方式以爐膛矩形截面的中心線為對稱中心線

為了便于精確得到和區分每臺聲波拾取器采集到的數據，每臺聲波拾取器對應連接有一臺數據采集傳輸裝置。

進一步，聲波拾取器包括換能探頭和信號調理電路板，換能探頭用于將聲學信號轉換為電能信號，信號調理電路板內置轉折頻率為8KHz的高通濾波器，能實現弱信號的放大。

優選的，數據采集傳輸裝置包括基于Linux內核的嵌入式系統，嵌入式系統設置有ARM11內核處理器、16位模數轉換器和RJ45接口。

為了實現聲波發生器的發生頻率可調，聲波發生器為發聲頻率可調的單頻聲波發生裝置。

優選的，聲波發生器為氣動式發聲器。

本實用新型的有益效果：在爐膛的每個側面均設置有聲波發生器和聲波拾取器，通過聲波發生器、聲波拾取器、數據采集傳輸裝置和數據處理中心之間的相互配合，構建出橫截面的端面溫度分布場，為運行人員的操作提供可靠依據并為熱工控制自動化裝置提供爐內溫度信號，避免出現燃燒不均、爐膛超溫等影響鍋爐安全運行的情況；通過溫度監控，降低鍋爐減溫水耗量，實現燃燒優化、提高鍋爐效率；通過溫度監控，使設備工作在低NOx生成的溫度區間，降低污染物生成和排放。解決傳統的測溫技術上采取高溫熱電偶的方法對燃燒或者煙氣以及其他高溫環境進行測量，受元件材料高溫性能的限制和影響，只能做短時間的測量，無法實現在線的監測的問題。

以下將結合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖。

圖2為聲波發生器和聲波拾取器的分布示意圖。

具體實施方式

實施例,如圖1、圖2所示的一種基于聲學技術的爐膛1溫度場重構系統，其特征在于：包括一組設置在爐膛1內的聲波發生器2和聲波拾取器3，聲波發生器2和聲波拾取器3位于爐膛1的同一橫截面且兩者相互適配；聲波發生器2和聲波拾取器3分布在爐膛1的每個側壁；聲波拾取器3輸出端連接設置有數據采集傳輸裝置4，數據采集傳輸裝置4的輸出端連接設置有數據處理中心5。聲波發生器2和聲波拾取器3分別用于發送和接收音頻信號。