鍋爐煤粉顆粒參數(shù)的在線測量裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型屬于熱工測量領域，具體涉及一種雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉 參數(shù)在線測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 提高火力發(fā)電電廠鍋爐效率、降低污染物排放是國家實施節(jié)能減排和環(huán)境保護的 關鍵問題之一。其中，電廠鍋爐的煤粉管道中的煤粉顆粒濃度、速度和粒度的實時在線測量 對于節(jié)能減排、優(yōu)化控制起到重要作用。但是，由于其作為氣固兩相流流動狀況十分復雜， 給測量帶來了很多困難。
[0003] 目前，常用的煤粉顆粒濃度、速度和粒度的在線測量方法有超聲法、圖像法等。
[0004] 但是，超聲法測量所需的物性參數(shù)隨工況變化較大；圖像法測量則對氣固兩相濃 度等有具體要求。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)中的某種或某些缺陷，提供了一種雙激光傳感器聯(lián)用的 電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量裝置，實現(xiàn)電廠鍋爐內(nèi)煤粉管道內(nèi)煤粉顆粒參數(shù)的實時在線測 量。
[0006] 本實用新型提供了一種鍋爐煤粉顆粒參數(shù)的在線測量裝置，包括：
[0007] 光信號采集單元，用于采集煤粉顆粒的光信號，包括兩路探針，在探針上具有煤粉 顆粒流過的測量區(qū)域，探針在鍋爐煤粉管道內(nèi)沿煤粉顆粒的運動方向呈上下游布置;以及
[0008] 數(shù)據(jù)處理單元，與光信號采集單元連接，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與分析處理系統(tǒng)，用于 對光信號采集單元所采集的信號進行處理。
[0009] 根據(jù)本實用新型，有效地提高了電廠鍋爐煤粉管道內(nèi)煤粉參數(shù)裝置的簡易度，同 時提高了可靠性和測量靈敏度。
[0010] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，在探針上布置有光電元件，光電元件設置在探針 的插入鍋爐煤粉管道中的端部附近，并且通過光電元件來接收煤粉顆粒的光信號并將光信 號轉(zhuǎn)換成電信號。在探針內(nèi)布置有用于照射探針的測量區(qū)域的光源，光源設置在探針的與 布置光電元件的端部相對的端部附近。光源為激光器。通過這樣設置的測量裝置，使得測量 裝置結(jié)構(gòu)更為簡單和緊湊并且能夠進一步提高測量的可靠性。
[0011] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，探針的測量區(qū)域為凹槽，凹槽設置在光電元件附 件，并且從探針主體的外部沿徑向方向向內(nèi)凹陷，這樣能夠使得測量裝置結(jié)構(gòu)簡單并且方 便操作
[0012] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，兩路探針分別通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)處理單元相連 接。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并保存光信號采集單元所采集的信號，數(shù)據(jù)處理單元對數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)所記錄并保存的信號進行處理，所處理的結(jié)果被保存于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)煤粉 顆粒的在線采集和參數(shù)計算。
[0013] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，利用保護材料對光電元件進行密封保護，這樣能 夠進一步提供測量裝置的可靠性并延長測量裝置的使用壽命。
[0014] 根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，本實用新型的測量裝置的數(shù)據(jù)處理單元對光脈動 信號進行處理，并且根據(jù)比爾朗伯特定律：
[0016] 能夠得到顆粒粒度與濃度，并將處理得到的顆粒粒度與濃度結(jié)構(gòu)存儲于分析處理 系統(tǒng)，其中，r稱為對數(shù)透射率，是透射光強It與入射光強Ιο的對數(shù)比;L是測量光束在測量 區(qū)內(nèi)的光程;Ν是單位體積顆粒數(shù)濃度，當光束面積為Α時，該時刻激光照射顆粒數(shù)n = NAL; D 是顆粒的平均粒徑;kMt是消光系數(shù)，它是入射光波長λ、顆粒平均粒徑D和顆粒相對折射率m 的函數(shù)，可由米氏散射理論求得。據(jù)此，結(jié)合通過測量區(qū)域的顆粒數(shù)滿足泊松分布，最終可 以得到顆粒粒度與濃度。
[0017] 數(shù)據(jù)處理單元還能夠以兩路光脈動信號作為互相關分析的隨機信號x(t)和y(t)， 開展兩信號的互相關函數(shù)分析：
[0019] 其中T為積分平均時間，τ為時間變量，Μτ)在t = 達到最大值，互相關信號的渡 越時間為το。從而能夠獲得顆粒平均速度ν:ν = (!Λ()，其中d為雙激光傳感器之間的距離，并 將處理得到的顆粒速度存儲于分析處理系統(tǒng)中。
[0020] 本實用新型提供了一種雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量裝置，實 現(xiàn)電廠鍋爐內(nèi)煤粉管道內(nèi)煤粉顆粒濃度、速度、粒度的實時在線測量，有效提高現(xiàn)有電廠鍋 爐煤粉管道內(nèi)煤粉參數(shù)裝置的簡易度，同時提高測量靈敏度。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型的雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量裝置的結(jié)構(gòu) 不意圖；以及
[0022] 圖2是本實用新型的雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量方法的流程 圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖詳細地描述本實用新型的雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù) 在線測量裝置的結(jié)構(gòu)。
[0024] 本領域技術(shù)人員應當理解，下面描述的實施例僅是對本實用新型的示例性說明， 而非用于對其做出任何限制。
[0025] 圖1為本實用新型的雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖，該測量裝置用于測量電廠鍋爐煤粉管道內(nèi)煤粉顆粒的粒度、濃度與速度。
[0026] 如圖1所示，雙激光傳感器聯(lián)用的電廠鍋爐煤粉參數(shù)在線測量裝置100包括光信號 采集單元1和數(shù)據(jù)處理單元2,光信號采集單元1通過電纜線15與數(shù)據(jù)處理單元2連接。
[0027]光信號采集單元1插入電廠鍋爐煤粉管道10中，用于采集由于煤粉顆粒流經(jīng)該光 信號采集單元1的測量區(qū)域所導致的光(脈動)信號。
[0028] 數(shù)據(jù)處理單元2對光信號采集單元1的所采集的信號進行處理，以得到顆粒粒度、 濃度與速度等顆粒參數(shù)，并且記錄并保存光信號采集單元1的光(強)信號以及數(shù)據(jù)處理結(jié) 果。
[0029] 光信號采集單元1包括兩路探針12,兩路探針12插入電廠鍋爐煤粉管道10中，并且 在煤粉顆粒運動的方向上以上下游的方式布置于電廠鍋爐煤粉管道10中。光信號采集單元 1還包括布置在探針12內(nèi)的作為光源的激光器11以及布置上探針12上的光電元件14。光電 元件14布置在探針12上，并且設置在探針12的插入鍋爐煤粉管道10中的端部附近。激光器 11布置在探針12內(nèi)，并且設置在探針12的與布置光電元件14的端部相對的端部附近，激光 器11發(fā)射激光并且用于照射到測量區(qū)域13。測量區(qū)域13位于探針12上，煤粉顆?？梢粤鹘?jīng) 該測量區(qū)域13,測量區(qū)