[实用新型]基于声波气体温度场测量技术的智能吹灰控制装置

说明书

技术领域

本实用新型内容属于燃烧设备智能化控制装置技术领域，涉及一 种火力发电厂中用于有效清除火电机组锅炉各对流受热面上积灰的 智能吹灰控制装置。

背景技术

火电机组锅炉工作过程中，当锅炉燃用固体燃料(如煤等)或者含 有灰份的液体燃料时，由于燃烧产物中含有灰粒、氧化硫等物质，形 成大量的飞灰，如一台300MW的锅炉每昼夜的飞灰量可达700～ 1200t(视煤的含灰量多少而定)。飞灰在流经锅炉内的对流过热器、 再热器、省煤器、水冷壁(四管)等对流受热面后，其中一部分以各种 形式沉积在受热面上，造成受热面玷污，形成积灰，增加了传热热 阻，产生高温烟气，其结果轻则影响锅炉正常运行，降低发电效率， 重则导致降低负荷甚至非计划停炉，直接危及锅炉运行安全性和机组 可用率。

为了有效清除受热面上的积灰，提高炉膛吸热效率及降低排烟温 度，电厂在火电机组锅炉各受热面处通常均配备有吹灰器。它的必要 性在于：①.避免积灰过多无法运行，造成停炉事故；②.避免由于总 的传热阻力增大而导致的锅炉效率降低；③.减少积灰腐蚀炉管；④. 降低积灰的速度，减少受热面热偏差，减少爆管事故发生；⑤.避免 经常停炉检修而减少发电量和增加的检修费用；⑥.减轻人工清灰的 劳动强度及费用。

目前电厂吹灰大多采用传统的定时吹灰或手动方式吹灰，这类方 式往往不能顾及到积灰的实际情况，常常使吹灰间隔时间过长或过 短。吹灰间隔时间过长，不但会造成积灰在数量上的积累，而且会使 积灰层难以清理，达不到吹灰目的；而过度频繁地进行吹灰，一方面 会浪费昂贵的吹灰介质，增加运行成本，另一方面在机械力和热疲劳 的作用下，受热面的使用寿命会缩短，吹灰器的频繁使用还会缩短自 身的使用寿命，增加额外的维护工作量和成本开销。由于吹灰是影响 锅炉运行经济性的一个因素，因此，如何实现经济有效的吹灰便成为 科技人员关注的问题之一，智能吹灰显得尤为重要。现有技术中，也 有一些企业采用热电偶或红外辐射等手段并结合BP算法、RPROP算 法等以实现锅炉内部实时烟气温度的在线监测及计算，但由于其通常 只在锅炉尾部受热面设有烟温测点，其它如炉膛出口、高温对流区等 处，因工作环境恶劣，布置于该区热电偶不能长时间正常工作，因此 这些部位的烟温均不能实现实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的问题，进而提供一种 基于声波气体温度场测量技术的智能吹灰控制装置。

用于实现上述发明目的的技术解决方案是这样的：所提供的智能 吹灰控制装置由设置在锅炉受热面周侧相应位置处的多个声波发射/ 接收传感器以及与各声波发射/接收传感器输出信号对应联接的多个 前置放大器箱、过程控制单元(PCU)、智能吹灰控制仪和工业计算机 组成，前置放大器箱的放大信号输出端通过电缆输至过程控制单元的 接收端，过程控制单元(PCU)的电流信号输出端和监测数据信号输出 端分别联通至智能吹灰控制仪和工业计算机的对应输入端，工业计算 机的监控信号输出/输入端与智能吹灰控制仪的监控信号输入/输出 端联接，智能吹灰控制仪的输出端外接至用于指导锅炉吹灰器工作的 工厂DCS控制系统。该控制装置中的工业计算机加载有基于小波神经 网络计算方法的ISBCS-I智能吹灰控制软件和TMS-2000温度绘制软 件，通过软件系统对进入智能吹灰控制仪的数据信号进行计算和处理 后，将吹灰优化指导信息传输到DCS控制系统，优化指导锅炉吹灰器 按需吹灰。

本实用新型所述的智能吹灰控制装置是基于声波气体温度场测 量技术的智能化系统，它通过在锅炉受热面周侧设置声波发射/接收 传感器的方式测量锅炉受热面的烟气温度，利用有效的数学测量模 型，将锅炉各受热面的积灰程度进行量化处理，使锅炉积灰状况可视 化，进而结合锅炉运行实际状况和安全运行的要求，通过智能化控制 系统对锅炉吹灰的需要和过程进行控制，实现了按需吹灰。

声波气体温度场测量技术的原理是气体中的声速取决于气体的 温度。通过精确测量声波信号在炉膛内空气中穿过已知距离所需要的 时间，就可以确定由声波发射器到接收器之间直线通道上的平均气体 温度。

声波气体温度场测量系统的基本原理可下面的等式来描述：

c＝d/t＝sqrt[rRT/M]

上式中：c＝气体里的声速(m/s)；

d＝声波传播的距离(m)；