[实用新型]一种非接触式测量锅炉炉膛内冷态流场的装置

说明书

本实用新型涉及一种非接触式测量锅炉炉膛内冷态流场的装置。包括：升降装置、缓冲装置、PIV测量装置。升降装置包括平台、卷扬机、链条和底部测量装置。安装在炉顶下方的平台用于放置卷扬机，卷扬机通过提升链条实现底部测量装置的升降，从而测量炉内不同高度截面处的流场。缓冲装置包括缓冲气囊、气管、充气机。矩形水平支架四个角均装有缓冲气囊，每个缓冲气囊都配有充气机。缓冲气囊的存在可减缓整个测量装置在炉膛内测量时的倾斜与摆动，提高准确性。PIV测量装置包括激光器、CCD、同步机、计算机。本实用新型可实现PIV技术在锅炉炉膛内部不同高度截面处的流场测量，为进一步研究炉内流场分布和流体流动特性提供技术支持。

技术领域

本实用新型涉及锅炉流场测量技术领域，特别是一种非接触式测量锅炉炉膛内冷态流场的装置。

背景技术

锅炉机组运行的稳定性和经济性在很大程度上决定于炉内的燃烧工况，而燃烧工况的优劣关键取决于燃烧器及炉膛的空气动力工况。在新型锅炉、新炉或进行燃烧器改造的锅炉投运前，或存在高温腐蚀、受热面大面积结焦等问题的锅炉进行燃烧调整试验前，有必要进行炉膛冷态空气动力场试验。

现有的电站锅炉空气动力场测试主要有飘带法、纸屑法烟花示踪法和测量法等。这些方法应用飘带来显示炉膛内气流方向，飘带网观察某一截面的全面气流情况。或将烟花置于燃烧器喷口内并点燃，喷出的烟花轨迹即为炉内气流的运动轨迹。再通过测速管和风速仪等风速测量仪器测量不同位置处的风速，用以了解炉膛内空气动力场。然而这些方法敏感性差、准确性差、工作量大。

近几年粒子图像测速技术(PIV)使得关键湍流场测量技术有了突飞猛进的发展，PIV技术是一种建立在图像互相关分析基础上的现代流场测量技术。该技术综合了显示测量技术和单点测量技术的优点，在能够显示所测流场整体结构的同时又保证了测量的分辨率和精度。它能够在对流场不产生干扰的前提下，实现对流场瞬态的测量，并且具有非常高的分辨率和精度。本实用新型将PIV测量装置放置在炉膛内，能够测量炉内不同高度截面处的流场，可比较直观地观察炉内气流的分布，研究其流动规律。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、具有高动态响应性、高分辨率、高精度的非接触式测量锅炉炉膛内冷态流场的装置。本实用新型旨在测量锅炉炉膛内不同高度截面处的冷态流场分布，为锅炉改造、调整、运行提供有效指导。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种非接触式测量锅炉炉膛内冷态流场的装置，由升降装置、缓冲装置和PIV测量装置组成；所述升降装置顶部为卷扬机平台，所述卷扬机平台用于放置卷扬机，所述升降装置底部为矩形水平支架，所述卷扬机和矩形水平支架通过链条相连接，所述矩形水平支架左右两侧与垂直支架相连接；所述缓冲装置安装在矩形水平支架的四个角；所述PIV测量装置安装在垂直支架上。

进一步地，本实用新型所述的缓冲装置由缓冲气囊、气管和充气机组成，所述缓冲气囊设置在矩形水平支架的四个角，所述缓冲气囊分别通过气管与充气机相连。

进一步地，本实用新型所述的PIV测量装置由激光器、CCD、同步机和计算机组成，所述激光器通过固定夹与垂直支架连接，垂直支架顶部装有CCD；同步机通过有线或者无线方式分别连接计算机、CCD和激光器。

进一步地，本实用新型所述的垂直支架侧杆上装有激光器，所述CCD安装在垂直支架顶部。

进一步地，本实用新型所述的同步机、计算机均放置在锅炉炉膛外。

进一步地，本实用新型在同步机输入面，用宽数据线连接计算机的输出端，在同步机输出面，用控制电缆线分别连接CCD和激光器。

进一步地，本实用新型当整个装置放入炉内，装置上下移动时缓冲气囊未充气，装置停止移动开始测量时，缓冲气囊通过充气机充气；充气后，缓冲气囊与炉壁紧密接触，使水平支架固定在炉壁上。