[实用新型]锅炉炉膛出口烟气温度在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉炉膛出口烟气温度在线监测系统。

背景技术

炉膛出口烟气温度在线监测系统用于大型电站锅炉炉膛出口断面温度分布测量。出口断面是指位于锅炉水平烟道的出口烟窗，切向燃烧方式、对冲燃烧方式、前墙燃烧方式和w火焰燃烧方式出口烟窗的位置各不相同。炉膛出口截面烟气温度(以下简称烟温)达到设计值对满足锅炉设计性能和运行可靠性十分重要。燃烧方式、炉膛几何尺寸、炉膛总的投入热量、炉膛吹灰器的数量和布置等因素将影响烟温，锅炉运行时过剩空气量、炉膛沾污情况、燃烧器和磨煤机切投组合方式、煤质等因素也将影响烟温。如果受到上述某种因素的影响，炉膛出口烟温偏离设计值时，将会影响锅炉运行的安全性和经济性。在烟气进入水平烟道前，经过大屏和炉膛上部水冷壁吸收部分热量，到达炉膛出口断面时，烟温和烟速沿水平烟道的高度方向和宽度方向呈现出不均匀分布状态，据20世纪90年代中期有关运行资料显示，甚者其两侧烟温偏差可达到100~200℃。特别是切圆燃烧锅炉，由于它在炉内空气动力场是由四角切向射流形成一个巨大的气流，当烟气到达出口断面时仍存在残余旋转和气固两相流中的颗粒在该断面上不对称分布，使得出口断面的温度和烟速发生偏斜，导致烟温分布更加的不均匀。从锅炉的前墙看，该断面一侧的烟温、烟速高，而另一侧则低。由于这种缘故，可以导致两侧的再热和过热蒸汽出现温度偏差以及管屏超温蠕变损坏，超温严重的出现爆管。同时可能由于温度过高，导致烟尘软化结焦在热交换屏上，对锅炉运行的安全性和经济性产生重大影响。

现有技术中，通常采用烟温探针来监测锅炉炉膛出口烟气温度，烟温探针只能监测炉膛出口上的一个点，不能有效监测炉膛出口的整个面，无法准确反应出炉膛出口整个面的温度分布情况，对锅炉操作人员的操作参考性大大降低；而且，烟温探针的机械结构复杂，容易损坏。

常规的炉膛出口烟气温度在线监测系统是在锅炉烟窗附近的垂直断面的炉壁外左右两侧开孔安装声波发射及接收换能器，每对换能器组成线测温度对，以每秒一次的脉冲声波进行测量；若干对(根据锅炉选用相应数量的测量对)组成一个复杂的与温度实时相关的线温度网，根据温度网得出温度面上的温度高度矩阵；常规监测系统中没有安装用于温度校正的一次监测元件，导致测量误差较大。

常规系统监测误差主要取决锅炉水平烟道附近的气流噪声和火焰噪声，而要克服众多干扰是非常困难的，常规监测系统主要采用多频点、声锁相环、小波变换滤波、数字信号时频分析等等技术处理干扰信号。由于现场锅炉噪音大，噪音源多且随锅炉运行状态的变化而变化，处理干扰信号往往不能达到很好的效果。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种锅炉炉膛出口烟气温度在线监测系统，能在线连续监测炉膛出口断面平均温度、上/下侧及左/右侧平均温度、最高/最低温度，并能绘制断面温度分布曲线。能设置煤软化温度(≤ST-100℃)(ST为燃煤的软化温度)及左右侧温差超限(ΔT≥50℃)报警等功能。

本实用新型的技术方案是：一种锅炉炉膛出口烟气温度在线监测系统，包括在锅炉烟窗附近的垂直断面上布置的靶标，用于感温；在锅炉水平烟道的侧墙上安装的近红外成像仪，用于采集其视场范围内的靶标辐射能量；与所述近红外成像仪相连的数据计算机，用于处理近红外成像仪采集的数据，得到靶标的温度数据；与所述数据计算机相连的上位机，用于对靶标的温度数据进行处理。

在所述近红外成像仪的前端，配有不影响红外线通过的光纤和冷却系统。

所述靶标布置在折焰角上方的烟窗截面附近，使其辐射换热表面平行于炉墙；靶标由碳化硅材料制成；靶标与安装附件之间用高性能绝热材料分隔。

在所述靶标中安装有高精度热敏元件。

在所述近红外成像仪附近配置一台校验比色测温仪，并将采集数据传输给数据计算机。

在锅炉水平烟道的侧墙上各装一只热电阻温度计。

采用一体化集成控制器，作为数据计算机、上位机和现场调试用手提电脑的桥路；所述一体化集成控制器装在现场控制柜内。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：能在线连续监测炉膛出口断面平均温度、上/下侧及左/右侧平均温度、最高/最低温度，并能绘制断面温度分布曲线，能设置多种报警功能，用户可以根据监测结果判断切向燃烧火球中心是否偏离预定位置、炉膛和管屏区域是否应该及时投用吹灰器等；有利于大容量、高参数锅炉的安全、经济运行。具体表现在：