基于声学测温技术的电站锅炉水冷壁灰污监测方法
探究基于声波测温技术的电站锅炉受热面污染监测

要保证。以往的吹灰模式在大 多数情况下都是依据煤种 的设计情况 以及 负荷情况来制定的。但是 若是 吹灰 措 施 不 当就 会 使 换 热 效 率 降低 对 锅炉效率造成影响 ; 若是频繁 吹灰就会 因能量大量 消耗对锅炉的受热面积造成损 害, 缩短其受热 面积的寿命, 同时也会增加 维修成 本投入 。 因 而, 本篇文章分析 了电站锅 炉受热面污染发 生的原 因, 并基 于声波测温技 术探 究 了 锅炉 的受热 面监测 系统设计。
一
结渣性 质的煤种 . 在 受热面 上的灰污就会继续增长下去
2 . 基 于 声 波 测 温 技 术 的 电站 锅 炉 受热 面 污 染 监 测研 究
2 . 3 选 择受热 面污染动态监测参数 将炉膛中的平均 温度作为监测 的标准 . 通过在锅炉 中不 同高度 下
的测温装置来对其进 行声学测 温装置布置 . 在对水冷壁 渣层 中表面温 2 . 1 基于声学测量下 的炉膛 出口烟气温度 度进行测定后 .从而实现了对 炉膛局部受热 面污染 的动态化监 测 . 最 采用声学测温技 术对炉膛 中的出口处 的烟气温度进行 测量 , 不需 保证监测结果 的准确性 。 在炉膛 中尾部处的烟温按照 复杂情况下 的逆烟气流程来进行计算。 将 后对其进行误差分析 , 3 。 结 语 声学测量 中的采集到的炉膛 出 口烟 温带人下式 中: 综上所 述 . 针对 电站 锅炉受热面污染进行 动态监测 , 可 以在很 大 q * = i 0 s , I : ) B N C W 4 . 9 a F T } ( _ 『 二 一 一 1 ) 5 / 3 程 度上提高 电站 的工作效率 . 实现节约成本的 目的。导致锅炉发生污 ± 染的主要 原因和燃煤 的种类 、 成分 、 锅炉 中空气的流通 速率以及锅炉 的外形 等因素有着非常 紧密的联 系, 针对这 些原因 , 我们对 其进行 了 其 中. 币表示炉膛 中的出 口烟气温 度 , 表示 炉膛热有效 系数 , a 针对性分析 . 并基于声波测温技术对电站锅炉的受热面污染进行 了动 代表炉膛 黑度 . F代表炉膛墙壁面积 . 代表计算燃 料量 , 代表 l k g 燃 料燃烧 产物处 于温度 区间中的总的平均 比热 , 表示绝热燃烧时 烟气 温 态化的监测, 对电站 锅炉的 运行具有非常重要的意义。 皤 度, M表示 炉子火焰最 高处所处位置 ,由此就能准确反 映出炉膛 整体 发生会 污染程度 的清洁性 因子 。因而 . 采用这种方式对 炉膛 中清洁因 【 参考文献 】 子进行测定 . 并 由此来 监测炉膛 发生灰污染 的状态 . 和 国外采取 的直 [ 1 ] s . L u , B . W. H . D y n a m i c n o n l i n e a r m o d e l l i n g o f p o w e r p l a n t b y p h y s i c a l p i r n c i p l e s n d n e u r a l n e t w o r k  ̄ . , I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f E l e c t i r c a l P o w e r a n d E n e r g y S y s t e ms , 接式炉膛出 口烟气 温度测量相 比 . 有很好 的适用性 . 也不受 到锅炉负 a 2 0 1 1 ( o 5 ) . 荷、 过量空气 系数 以及锅炉燃烧摆 角等参数变化带来的影响。
探讨电站锅炉无损检测技术

及探头价格依然相对 昂贵, 目前在电站锅 炉检 验 中相 控阵设备完全取 代普通数字 式超 声仪
尚需 时 日 。
图l 锅炉管内表 面的腐蚀及低频 电磁检测 3 D成 像 图 6 r l l l T l , 深度 占壁厚 3 O %的圆形孔状缺陷, 并 且在 深 度 方 向上 定 量 测量 误 差为 壁 厚 的 5 % 左右。和传统的超声波测厚相比, 其定量精度 较差 。 但 还 是 能 够 比 较 准 确 地 测 量 缺 陷 的 大 小。由于此方法是一种快速检测手段, 能够实 现对锅炉 管的 1 0 0 %检测。 因此, 在实际检测过 程中发现缺陷后, 再结合超 声测厚等手段对缺 陷进行定量复查, 将大大提 高锅炉 管的检测效 率及准确性。
院已经逐步开展 了 T OF D 技术在电站锅炉检 验 中 的应 用 , 主 要 应 用 于 四大 管 道 和 锅 筒 等 厚 壁重要部件, 取得 了良好 的效果 。应该说 电站 锅 炉 厚 壁 部 件 上广 泛 应 用 T OF D 技术 是 大势 所趋 。
一
/ 0
2 、低频 电 磁 检测 技术
术可以快速发现 管子内部缺陷, 并且定量较准 确, 在锅炉 “ 四管”实际检验中效果 良好 。图 1 为 低 频 电磁 技 术检 测 出的 锅 炉 管 内 表 面 腐 蚀及低频 电磁检测 3 D成 像图。 经过我院试验, 低频 电磁技术可 以检测 出 直 径
图3 I R I S检测 系 统 原 理 图 在 以往 电站锅 炉检验 中, 一般 对水冷壁和 过热器管等采取定 点测 厚的方法来监测 管子 的 腐蚀 、 磨损 状 况 , 但 是 定 点 测 厚 漏 检 的 可 能 性很大 。 I R I S可 以实现对整根管子 1 0 0 %检测, 并且检测精度和超 声波测厚是一样 的。检测 时, 通过集箱把探头放入管子 内部进行扫查。 当然, I RI S也有其缺 点, 首先 , 必须把探头放入 管子 内部才能检测, 而且管子 内部要充满水作 为耦合剂, 其 次, 当要检测 的管子存在> 9 0 。的 转弯时, 探 头很 难 穿过
试论电站锅炉常用的无损检测技术

试论电站锅炉常用的无损检测技术电站锅炉是电力工业中核心设备之一,其安全运行对于电力供应的稳定性至关重要。
随着锅炉使用时间的增加和工作环境的影响,锅炉内部可能会出现各种各样的故障和损坏。
为了保障锅炉的安全可靠运行,常用的无损检测技术得到了广泛应用。
一、超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波传播在材料中的特性,通过测量超声波的传播速度、反射和透射情况来分析材料内部的缺陷和损伤。
在电站锅炉中,超声波检测技术常用于对锅炉管道、焊缝、壁厚等进行无损检测。
利用超声波检测技术可以快速准确地发现和定位锅炉管道中的裂纹、腐蚀和疲劳等问题。
二、红外热像技术红外热像技术是利用红外热像仪对锅炉设备进行检测和评估的一种方法。
该技术能够通过检测和记录设备表面的热量分布,快速发现设备表面存在的热点和异常温度现象,并判断其是否存在故障和缺陷。
在电站锅炉中,可以应用红外热像技术对锅炉炉体、烟道、水冷壁等进行无损检测,及时发现设备的热量异常,预防事故发生。
三、涡流检测技术涡流检测技术是一种基于涡流感应原理的无损检测技术。
该技术通过将交变磁场作用在待检测目标上,利用目标表面的涡流效应来评估目标中的缺陷和损伤。
在电站锅炉中,涡流检测技术常用于对金属管道、焊缝、传热管等进行无损检测。
通过检测目标表面电流的变化,可以发现目标表面的腐蚀、裂纹、脱落等问题。
射线检测技术是一种利用射线穿透目标并在感光片或探测器上形成影像的方法。
在电站锅炉中,射线检测技术常用于对焊缝、金属构件和管道内部进行无损检测。
通过射线穿透目标,可以发现目标内部的缺陷、裂纹、氧化和腐蚀等问题,为维修和改造提供参考依据。
电站锅炉的常用无损检测技术包括超声波检测技术、红外热像技术、涡流检测技术和射线检测技术等。
这些技术在锅炉的运行和维护中起到了重要作用,可以帮助人们及时发现和解决锅炉中存在的问题,确保锅炉的安全可靠运行。
基于声学测温与神经网络的炉膛污染在线监测研究的开题报告

基于声学测温与神经网络的炉膛污染在线监测研究的开题报告一、研究背景与意义在现代工业生产中,炉膛是高温化学反应的重要场所,如钢铁冶炼、水泥生产等。
炉膛中的高温气体和颗粒物会导致大气污染,对环境和人体健康造成严重影响。
因此,为保护环境和人类的安全健康,炉膛污染的在线监测变得必要。
声学测温技术是一种无接触的温度测量方法,它通过测量高温气体中的声速和密度,计算出气体的温度。
这种方法受气体成分的影响较小,具有较高的精度和可靠性。
而神经网络是一种模仿人类神经网络结构和功能的机器学习方法,能够学习和识别数据之间的复杂关系。
因此,结合声学测温和神经网络方法,可实现对炉膛污染的在线监测。
本研究旨在探究基于声学测温与神经网络的炉膛污染在线监测方法,为工业生产提供可持续发展的技术支持。
二、研究内容与方法(一)研究内容1. 建立基于声学测温的炉膛温度测量系统。
2. 收集不同气体成分和不同浓度的污染物的声速和密度数据。
3. 建立基于神经网络的炉膛污染物浓度预测模型。
4. 实验验证与模型优化。
(二)研究方法1. 设计合理的声学测温系统,研究气体声声速和密度与温度的关系,建立温度计算模型。
2. 基于气体声速和密度数据,构建神经网络模型,预测气体中污染物的浓度。
3. 实验平台搭建和测试,利用传感器采集声速和密度数据,并收集不同气体成分和不同浓度的污染物数据,用于建立模型和测试。
4. 进行实验验证与模型优化,验证算法的有效性和精度,并对模型进行优化。
三、预期成果1. 建立基于声学测温和神经网络的炉膛污染在线监测方法。
2. 研发实用的温度测量系统和污染物浓度预测模型。
3. 对该方法进行实验验证,得到可行的结论和优化方案。
4. 为工业生产提供一种可持续发展的炉膛污染在线监测技术。
四、研究计划第一年1. 综合调研现有炉膛污染监测方法和声学测温技术。
2. 设计并实现基于声学测温的炉膛温度测量系统。
3. 收集不同气体成分和不同浓度的污染物的声速和密度数据。
电站锅炉声学测温声源研究

( ) 2 7 3 . 1 5
噪声 ,其 概 率 分 布 为 高 斯 分 布 。
( 2 )
研究人员通过 对炉膛 燃烧 噪声 特性 的分析得
知 ,燃 烧 噪声 为 频 率 主 要 集 中在 6 0 0 H z以下 的 白
作者简 介 :沈国清 ( 1 9 8 0 一 ) ,男 ,讲师 ,研究方 向为 电站锅炉状态监测与控制 ,E - m a i l :s h e n g u o q i n g @n e e p u . e d u . c a 。
第 2期
沈 国清 ,等 电站锅炉声学测 温声 源研究
5 l
温 度 实 时 在 线 、非 接 触 式 的 测 量 “ 。 声 波 飞 渡 指 数 ( 定 压 比热 容 与 定 容 比热 容 之 比值 ) ; m 为 气
时 间 的 精 确 测 量 是 声 学 法 温 度 场 重 建 的 关 键 ,锅 体 分 子 量 ,k g / mo l 。
炉 炉 膛 燃 烧 噪 声 的 特 性 决 定 了声 波 信 号 处 理 方 法 的采 用 ,进 而 需 要 选 择 合 适 的 声 波 发 生 形 式 。 目
两 个 传 感 器 接 收 的 信 号 为 。 ( )和 ( ), 源信 号 为 S ( n ), ( 凡 ) 和 ( n )为 高 斯 白噪声 , D
1 声 学 测 温原 理 及 互 相 关 时延 估 计 法
声 学 测 温原 理 如 下 …’ :
收 稿 日期 :2 0 1 2—1 0—1 0 。
对 于 给 定 的 气 体 混 合 物Z: ^ / , 为 一 常
一种在线监测的电站锅炉水冷壁

专利名称:一种在线监测的电站锅炉水冷壁
专利类型:实用新型专利
发明人:王洋,汪华剑,房凡,马翔,吴庆龙,陈煜,刘笑申请号:CN202121828154.1
申请日:20210805
公开号:CN215808614U
公开日:
20220211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型一种在线监测的电站锅炉水冷壁,包括水冷壁管、水冷壁侧管、温度感应器组、水冷壁近壁面烟气取样管、数据传输系统和上位机;水冷壁管相互之间通过设置的鳍片依次连接形成电站锅炉水冷壁;水冷壁侧管垂直设于一个水冷壁管外侧;沿水冷壁侧管轴线方向设有伸入水冷壁管管内的堵头;温度感应器组中的水冷壁向火侧壁温度感应器设在连接水冷壁侧管的水冷壁管上;温度感应器组中的水冷壁管内工质温度感应器沿堵头轴线设在堵头内;水冷壁近壁面烟气取样管入口穿过鳍片设置,出口连接烟气成分分析仪器输入端;水冷壁向火侧壁温度感应器、水冷壁管内工质温度感应器和烟气成分分析仪器输出端通过数据传输系统连接上位机。
申请人:西安热工研究院有限公司
地址:710048 陕西省西安市碑林区兴庆路136号
国籍:CN
代理机构:西安通大专利代理有限责任公司
代理人:陈翠兰
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基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统

基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统项目建议书华北电力大学一目前电站锅炉燃烧系统存在的问题1.1 共性问题1.1.1 两对矛盾需要解决①锅炉效率(η)与污染排放(NOx)之间的矛盾当我们追求高的锅炉效率的时候,势必要使煤粉在炉内充分燃烧。
要达到这一目的,则需要提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数,而这两方面都会增加污染的排放。
反之,则锅炉效率较低。
炉内的高温燃烧还会带来水冷壁结渣等事故的发生。
因此需要在两者之间做出最佳的折中选择。
②锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)之间的矛盾对于锅炉效率影响最大的两项热损失—排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)—而言,也存在类似的矛盾。
提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数,可以降低机械未完全燃烧热损失(η4),但是排烟热损失(η2)则会随之增加。
因此也需要在两者之间做出最佳的折中选择。
1.1.2 四个优化问题需要解决①锅炉效率(η)与污染排放(NOx)的联合优化通过寻找最佳的二次风门和燃尽风门组合,建立良好的炉内燃烧空气动力场,可以达到锅炉效率(η)与污染排放(NOx)的共赢。
②锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)的联合优化)设定值,可以达到锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全通过寻找最佳的烟气含氧量(O2燃烧热损失(η4)的共赢。
③汽温控制方案的优化联合调节燃烧器和喷水,尽量使用燃烧器摆角等方式来调节汽温而减少减温水的使用量,可以较大幅度的提高机组热效率。
④防止炉内结渣的优化这可以通过以下方法实现:一是寻找最佳的煤粉和二次风门、燃尽风门的组合,调整均衡燃烧,防治火焰偏斜;二是调节炉膛出口温度目标值;三是组织合理的吹灰优化。
1.1.3 炉膛内三个参数的测量需要解决①炉膛温度场的测量②炉内O浓度的测量2③炉内CO浓度的测量炉膛温度、O和CO与锅炉效率、污染物排放、炉内结渣等等关系密切,它同时还反2映了燃烧是否均衡以及燃料的质和量的变化情况。
基于声学技术的炉膛温度场在线监测燃烧优化系统开发

基于声学技术的炉膛温度场在线监测燃烧优化系统开发发布时间:2022-01-04T08:25:25.502Z 来源:《新型城镇化》2021年23期作者:陈晓霞[导读] 寻求一种能适用于上述特点的新的测量技术就显得尤为重要和迫切。
身份证号码:32060219790824**** 江苏省南通市 226000摘要:火电厂锅炉燃烧优化是火电厂安全、节能和减排的关键所在。
现有的炉膛内部烟气温度一般采用烟温探针等少数集中方式测量,且只能对炉内某一点或一个时间段进行测量。
长期来缺少一种可靠和准确的在线测量炉膛温度(场)的手段,使优化燃烧失去直接监控和判别的依据一、国内外锅炉优化燃烧现状、水平和发展趋势及知识产权情况实现锅炉优化燃烧是机组优化运行的重要前提。
这就要求对燃烧以及和燃烧有关的重要信息,特别是温度信息要有一个全面的、准确的、实时的了解掌握和采集,以便实时调整燃烧,实现过程的优化。
然而,电站锅炉炉内环境恶劣,具有温度高、尺度大、多种物理场(温度场、动力场和密度场等)共存等特点。
由于这些电站锅炉的高温、湍流、变负荷等固有特性,加上换热器管阵列结构和炉壁复杂边界等影响,传统的一些温度测量方法无法满足现场测量的实时性和准确性。
例如,以住使用抽气式高温热电偶逐点测量的方法受热元件材料高温性能的限制,只能做短时间测量,且逐点测量使得现场就地操作量大、同时性差,无法实现实时在线监测。
而现在国内电站锅炉普遍采用全炉膛看火电视装置,通过摄像头来直接观察火焰图像,这种方法太直观,只能作为炉膛是否灭火的判断依据,不能提供定量的温度信息,不能给出详细的热力参数,并且存在人为的主观判断。
于是,寻求一种能适用于上述特点的新的测量技术就显得尤为重要和迫切。
事实上目前国内不少电厂正在大力推进智慧电厂的建设,炉膛燃烧可视化技术开发是其中重要的一环。
目前炉膛温度场的测量主流技术有光学法、激光或二氧化碳光谱法、声学法。
其中前两种测量方法相对而言精度不佳(运行后接收器位置相对移动导致信号变化),且投资较高。
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l 炉 膛 水冷 壁 结 渣 积灰 研 究现 状
针对 炉膛 整 体 灰 污 监 测 ,国 外和 国外 几 乎 都
以炉膛 出 口娴 温 作 为 主 要 或 重要 诊 断手 段 ,大都
存 在着 灰 污 现 象 ,受 热 面沾 污 会 造 成 换 热 损 失 ,
A bsr c : Fu na e e i g st mp r t ewa a urd b c usi y o tr r cl F n a ec e n fco sc lu— ta t r c xt a e e aur sme s e y a o tc p r mee sdie ty. ur c l a a trwa ac
Ke r s y wo d :b i ,;wae a l sa gn ohr trw l; lg ig; a o s c p r mee ;d n mi t a t r t a a tr c u t y o tr i ya cc mr cei i p r mee s sc
0 引 言
第3 7卷第 3期
21 00年 5月
华 北 电 力 大 学 学 报
Ju n l fNo h C iaE e tcP w rUnv ri o ra o A hn lcr o e ies y i t
V0. 137. . No 3
Ma 201 y, 0
基 于 声 学 测 温 技 术 的 电 站 锅 炉 水 冷 壁 灰 污 监 测 方 法
杨祥 良,李庚 生 ,安连锁 ,沈 国清
( 华北电力大学 能源动力与机械工程学院 ,北京 12 0 ) 02 6
摘 要 :用声学高温计 直接 测量炉膛 出口烟温 ,通过计算得 到炉膛清洁 因子 ,实现炉膛整体灰 污监 测。分析 了
水 冷壁 结渣 厚 度 与渣 层 表 面 温 度 的 关 系 ,提 出以 炉膛 平 均 温 度 为 基 准 ,沿 炉 膛 高 度 布 置 声 学 测 点 监 测 水 冷 壁 向 火侧 表 面 温度 ,选择 动 态 灰 污特 征 参数 , 实现 了炉膛 局 部 结 渣在 线监 测
严莆 时给 锅 炉 安全 运 行 造 成 影 响 和 经 济 损 失 。 由 采用热 平 衡 方 程 推 导 , 由 空 预 器 出 口 烟 气 温 度 于 水冷壁 直 接 与燃 料 和 火 焰 接 触 的机 会 最 大 ,所 ( 即排 烟 温 度 ) 开 始 ,逆 烟 气 流 程 计 算 得 到 。这
p a t b s d o c usi y o e r l n a e n a o tc p r m t y
YANG a g la g,LIGe g-h ng,AN i n S O,S EN o q n Xin —i n n se L a —H H Gu — i g
( col f n r Pw r n ehncl nier g N r h aEetcP  ̄ rU iesy eig120 ,C i ) Sho o E e  ̄ o e adM ca i g ei , o hC i lci o e nvrt,Bin 0 26 hn aE n n t n r i j a
a l z d. Th ( u t y o tr r itiutd aln he f n a e h i h n h u fc e p rlie fwae al nay e e a o s l p r mee s we e d srb e o g t ur c e g ta d te s ra e tm e at s o trf l c r wee me sle] Ba e i ie n f n c e e au e,dy a c c a a trsi arme e ff ln "a s lced S a — r a lr(. s d Ol l a ur a e t mp r tr l n mi h r ce itc p a t ro m i g , s ee t . l g i g gng Olpa t lfr a e wae walc H b n i e mo io e . i i ri u n e tr l a e o ln n tr d a
以最 容 易发 生结 渣 现 象 , 而且 主 要表 现 为 难 以清
种方法 受锅 炉 负荷 、燃 烧 器 摆 角 、炉 膛 过 量 空 气 针 对炉膛 局 部结 渣监 测 ,国 外 一般 在 水冷 壁
除 的渣 。 与其 它受 热 面 相 比 ,水 冷 壁 结 渣 对 锅 炉 系数等 参数 变动 的影 响较 大 。 运 行 的影 响最 大 。燃 煤 电站 锅 炉 炉 内受 热 面 的 结
Hale Waihona Puke J td a d t e wh l u u tJ b l , a e l e . R l t n h p b t e n sg i g l ik e s al u fc en e am w s ae n h oe f r a t ui g w s ra i d _ r z e ai s i e w c lgu hc n s l s ra e tlp r t e a o d
关键词 :锅 炉;水冷壁;结渣 ;声学测 温;动 态特征 参数 中图分 类号 :T 12 K 7 文献标 识码 :A 文章编 号 :10 2 9 (00)0 0 5 0 0 7— 6 1 2 1 3— 0 9— 5
A e h d o u n c t r wa lsa g n o io i g i o r m t o f f r a e wa e l l g i g m n t rn n p we