適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統及方法
2023-07-19 20:21:31 1
適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統及方法
【專利摘要】本發明公開了適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統及方法，包括噴口風速測量裝置、數據採集及數據處理系統及移動平臺系統，所述噴口風速測量裝置的翼型測風元件將測出的信號通過連接管送至數據採集及數據處理系統的多通道集成微壓變送器，所述多通道集成微壓變送器將信號傳至分布式數據採集板，所述移動平臺系統中的光標傳感器也將測得的信號傳送至分布式數據採集板，分布式數據採集板統一將數據送至數據採集儀對數據處理後傳送至計算機進一步處理，計算機並能向移動平臺系統的升降平臺控制器發出指令。實現了對冷態試驗中噴口風速的全方位地自動測量、記錄和數據處理，完全避免了試驗人員在惡劣測試環境中高強度並且危險的測試工作。
【專利說明】適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用於煤粉燃燒器冷態測試的智能型噴口風速測量系統及方法。【背景技術】
[0002]在我國的各種發電方式中，仍然以燃煤的火力發電為主，在300MW和600MW這些主力機組中，大部分機組的鍋爐採用切圓燃燒方式。
[0003]對於採用切圓燃燒方式的大型電站鍋爐來說，熱態啟動前的噴口風速測量是一種省時、省力、高效的試驗方法，它可以用來確定鍋爐燃燒系統的配風均勻程度；確定各風門擋板的風量特性；確定燃燒器的流體動力特性；了解一、二次風的混合情況等。但是目前常用的測試方法為:測試人員在爐內用手持式風速表測量噴口風速、爐內中心線各點風速和水冷壁貼壁風速進而得出詳細的爐內空氣動力狀況。由於鍋爐側所有風機都要運轉並且磨煤機通風，在進行爐內測試時，爐內狀況是風速高、粉塵多，溫度低(夏天則溫度高)即使測試人員戴上呼吸器、防風鏡，在做完一次冷態試驗時，鼻孔、耳朵等內粉塵要三四天後才能排乾淨，對測試人員的身體造成較大的傷害。
[0004]從以上分析不難看出目前的測試方法存在工作環境差，勞動強度大，試驗耗時長，試驗精度低等缺點。 [0005]通過對文獻檢索發現，對於噴口風速測量這方面的文獻基本沒有，有關風速測量的文獻主要 集中在兩個方面:第一方面是對於測量風速的儀器和手段研究，如謝廣全，齊進，姚秀平等，電站鍋爐風速在線測量元件及其應用特點[J]，上海電力學院學報，2006，22(4):330-332 ;彭豔，張宏升，許飛等，風杯風速計測風誤差的分析研究與訂正方法[J],氣象水文海洋儀器，2003, 2:1-11 ;Kaganov E.1 and A.M.Yaglom, Errorsin Wind-speed Measurement by Rotation Anemometers[J],Bound-LayerMeteorology, 1976，10:15-34.等，這些文獻是在風速測量的準確性和實用性方面進行了研究，沒有在冷態試驗期間針對噴口風速測量進行研究。另一方面是在風管內的一次風速的測量這方面，如周守軍，唐傑，郭敏，電站鍋爐一次風粉在線監測系統關鍵部件的研究[J]，節能技術，2006，5 (24):434-436 ;楊興森，一次風管內流動特性與流速測量[J]，儀器儀表學報，2006，27 (6):1194-1195等，這部分文獻主要研究如何將一次風管內的風速測量更為準確，但是由於燃燒器噴口已經變為濃淡分離等各種型式，變得越來越複雜，風管內的一次風速已經不能代表噴口風速的狀況，現在對於一次風速的普遍使用情況是風管一次風速在冷態試驗時可用來各風管之間的調平，熱態時可用來判斷一次風速的高低，避免由於一次風速過低導致堵管。
[0006]檢索發現:楊小琨，郭朝令，高欣，用於電站鍋爐燃燒器噴口冷態測量的自行爬壁機械的研製[J]，鍋爐製造，2012,2:1-7，這篇文獻重點介紹了一種可以在水冷壁表面自行爬升的機械裝置，從另一方面說這種爬升機械代替了原來的扶梯或升降平臺，文獻中沒有涉及到如何對噴口風速進行準確或自動地測量和數據採集分析等。
[0007]通過專利檢索與冷態測試的噴口風速測量相關的專利有兩項:[0008]專利201120046520.8用於電站鍋爐燃燒器噴口風速測量的自行爬壁裝置，這個專利與前面所述文獻「楊小瑕，郭朝令，高欣，用於電站鍋爐燃燒器噴口冷態測量的自行爬壁機械的研製[J]，鍋爐製造，2012，2:1-7—致，也不再作評述。
[0009]專利200410013940.0鍋爐冷態試驗自動測試系統及其實驗方法，這個專利介紹了一種測量系統，它採用改進的畢託管測量出燃燒器噴口的動壓差，然後經過無線的差壓收發器將數據送至微處理器進行數據處理。在這個專利中出現了幾個問題，首先是改進型的畢託管要修安裝固定角度要求比較高而現在燃燒器噴口又較為複雜，很容易使比託管的安裝角度出現偏差使測量結果不準確；第二是系統十分複雜，以300MW的低氮燃燒器來說，一次風噴口布置24個，二次風噴口 28個，SOFA噴口 16個，共計68個噴口，假設每個噴口用兩個改進型皮托管，則要採用136個皮托管，在該專利中沒有說明差壓收發器與皮托管的對應關係，若4個皮托管對應一個差壓收發器的話，則差壓收發器的數量達到34個，總的來說所需要安裝和拆卸的設備過於龐大；第三點是該專利對於微處理器對於數據的處理沒有說明，在權力要求中也沒有相關的說明，由於這個專利採用皮托管測量噴口風速，由於不可避免的安裝偏差或測孔的堵塞，測量數據會出現較大偏差，因此微處理器在處理數據時要有判斷依據判斷出數據是否合理，然後在進行數據計算如進行平均值計算，或二維的噴口速度分布情況等；第四點是這個專利採用無線差壓收發器將測量數據送至微處理器，由於在整個爐膛是一個相對封閉的鋼鐵結構，對無線信號具有屏蔽效果，會降低無線差壓收發器的使用效果。因此由以上分析可以看出這個專利在實際應用中會有較多的限制或不足。
[0010]檢索發現，進行風速、測量的專利較多如專利99248667.X風速/風溫測量儀，200610005532.X氣-固兩相流體管道平均流速測量儀，200829224216.6數字測風傳感器，200910029970.3力傳感器及其風速測量方法，200910147115.2基於流量測量的風速實驗裝置及試驗方法，200910307386.X風速測量裝置，200920072090.1 一種大型鍋爐冷態試驗用快速裝卸皮托管，201120161604.6 —種用於測量風速、風向的裝置，201120347171.3 智能風向風速傳感器，201210491637.6 (201220636601.8) 一種風速測量裝置，201220474547.1 一種利用熱電偶的熱球式風速計，201300007098.9 一種多方向風速測量裝置，201310246381.7基於靜壓原理的風速風量測量裝置，201310246527.8風速風量測量裝置，201320165141.X組合式均壓管風速測量元件等，這些專利都是針對風速或風量地測量提出了獨特的結構或原理，與適用於燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統有著根本不同，在此不再做過多的評述。
[0011]通過以上分析可知，通過對燃燒器噴口風速進行測量可以有效地判斷和分析鍋爐熱態燃燒狀況，但是目前的由測試人員進入爐內實地測量對測試人員來說又存在環境惡劣，勞動強度大等缺點，而現在有的測量裝置過於複雜，而且測量結果有時出現較大偏差時又不便於進行維護或調整，因此有必要設計一種構造簡單、便於維護和調整、測量準確和人為參與少的盆口風速測量系統。
【發明內容】
[0012]為解決現有技術存在的不足，本發明公開了適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統及方法，該系統可以根據需要自動的採集各噴口風速並進行相關的數據處理，如可計算出一次風和二次風的動量比，計算通風量的雷諾數等，在數據採集過程中不需要測試人員進入鍋爐內部進行任何操作，該系統的設備構成比較簡單，在安裝、拆卸和維護方面比較簡單、容易操作。
[0013]為實現上述目的，本發明的具體方案如下:
[0014]適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，包括噴口風速測量裝置、數據採集及數據處理系統及移動平臺系統，所述噴口風速測量裝置的翼型測風元件將測出的信號通過連接管送至數據採集及數據處理系統的多通道集成微壓變送器，所述多通道集成微壓變送器將信號傳至分布式數據採集板，所述移動平臺系統中的光標傳感器也將測得的信號傳送至分布式數據採集板，分布式數據採集板統一將數據送至數據採集儀對數據處理後傳送至計算機進一步處理，計算機並能向移動平臺系統的升降平臺控制器發出指令。
[0015]所述噴口風速測量裝置包括翼型測速元件、定向翼、支撐杆及連接管，所述定向翼固定在翼型測速元件上，定向翼和翼型測速元件作為一體安裝在支撐杆上，所述連接管用來連接翼型測速元件和多通道集成微壓變送器。
[0016]所述支撐杆採用用於保證翼型測速元件自由轉動的滾動軸承與翼型測速元件相連。
[0017]所述數據採集及數據處理系統包括多通道集成微壓變送器、數據採集儀及計算機，多通道集成微壓變送器將翼型測速元件測得差壓信號轉換為4-20mA的模擬量信號，數據採集儀將4-20mA的模擬量信號轉換為數字量信號送至計算機進行數據處理。
[0018]所述信號包括全壓及靜壓信號。
[0019]所述連接管包括全壓接頭以及與全壓接頭相對應的全壓傳壓管；靜壓接頭及對應的靜壓傳壓管。
[0020]所述移動平臺系統包括升降平臺、懸吊系統及平臺升降控制系統，所述升降平臺的中間和四周搭有用於安裝、拆卸儀器設備的步道3，所述升降平臺的框架與爐牆之間留有間隙並安裝有防止框架在升降過程中傾斜與爐牆之間發生卡塞的導向輪2，所述懸吊系統包括懸吊機構及卷揚機，平臺升降控制系統用於控制升降平臺的升降。
[0021]所述平臺升降控制系統包括光標，光標傳感器和平臺升降控制器，所述光標粘貼在燃燒器噴口，所述平臺升降控制器為一個PLC控制器，接受光標傳感器傳過來的信號，根據計算機發出的指令來控制升降平臺的升降。
[0022]所述翼型測風元件及光標傳感器均安裝固定在升降平臺的角上，安裝固定在升降平臺的角上的光標傳感器和翼型測風元件的水平中心線一致。
[0023]所述翼型測風元件的向風面設有全壓測孔，側面設有靜壓測孔，全壓接頭連接在全壓測孔上，靜壓接頭連接在靜壓測孔上，翼型測風元件的上下方各安裝有導向翼，分別為上導向翼和下導向翼，翼型測風元件安裝在支撐杆上，翼型測風元件採用了上軸承和下軸承，上下軸承是為了固定翼型測風元件同時保證翼型測風元件可以很小阻力的旋轉，翼型測風元件的支撐杆底座上設有固定夾，支撐杆底座吸附在步道上。
[0024]適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量方法，包括以下步驟:
[0025]步驟一:系統初始化；
[0026]步驟二:通過升降平臺控制器手動啟動升降平臺，然後將升降平臺控制器轉為自動方式，升降平臺自動往上運動，升降平臺每個角的光標傳感器收到第一個光標信號時，光標傳感器將信號傳至分布式數據採集板然後再送至數據採集儀，數據採集儀則向升降平臺控制器發出停止信號，並且光標數也計數為1，測量計時也開始計時；
[0027]步驟二:數據採集儀向升降平臺控制器發出停止信號的同時也將信號也送至計算機，測量開始，每個翼型測風元件測出的差壓信號傳送至多通道集成微壓傳感器，再送至分布式數據採集板，然後再送至數據採集儀，由數據採集儀送至計算機進行處理，計算機也開始記錄數據；
[0028]步驟三:計時結束時，數據採集儀則向升降平臺控制器發出啟動信號，升降平臺自動啟動上升；
[0029]步驟四:光標傳感器收到第二個光標信號時，光標傳感器將信號傳至分布式數據採集板然後再送至數據採集儀，數據採集儀則向升降平臺控制器發出停止信號，並且光標數也計數為2，測量計時也開始計時，並重複步驟二，三，一直到數據採集儀收到設定的光標信號數量時，當完成記錄後，則第一個工況測試完成，計算機停止記錄數據，升降平臺控制器將控制方式轉為手動方式並處於停止狀態；
[0030]步驟五:調整工況，當第二個工況調整完成後就進行第二個工況的測試，然後進行第三個工況的測試，直到整個測試工作完成。
[0031]系統初始化具體包括升降平臺控制器的定值設定、在計算機上設定數據採集頻率，和數據名稱的定義，光標數量的設定，測試時間間隔的設定。
[0032]本發明的有益效果:
[0033]1、實現了對冷態試驗中噴口風速的全方位地自動測量、記錄和數據處理，完全避免了試驗人員在惡劣測試環境中高強度並且危險的測試工作。
[0034]2、該系統的設備少，安裝和拆卸簡單。
[0035]3、該系統硬體中噴口風速測量元件採用翼型測風元件並裝有定向翼及計算機中的數據判斷這兩個方面避免測量誤差的產生，保證數據的準確性，因此該系統測得的數據可靠性和準確性較高。
[0036]4、該系統在工作中完全為自動運行，不需要試驗人員的任何參與，減少了人為操作失誤，提高了系統運行可靠性，測試過程較短
[0037]5、目前大型電站鍋爐在檢修過程中都採用升降平臺進行爐內工作，因此該系統種所述的升降平臺完全可以利用現有的升降平臺使該系統的安裝準備工作更少，準備時間更短。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1燃燒器噴口風速測量系統示意圖；
[0039]圖2燃燒器噴口風速測量系統懸吊連接示意圖；
[0040]圖3翼型測風元件結構示意圖；
[0041]圖4翼型測風元件A-A向剖面圖；
[0042]圖5翼型測風元件在噴口上的布置圖；
[0043]圖6數據測量與傳輸流程圖；
[0044]圖7噴口風速測量系統的測試流程圖；
[0045]圖中，1、升降平臺，2、導向輪,3、步道,4、光標傳感器,5、光標,6、燃燒器噴口，7、翼型測風元件，8、通訊電纜、9、全壓傳壓管，10、靜壓傳壓管，11、分布式數據採集板，12、多通道集成微壓變送器，13、數據採集儀，14、計算機，15、升降平臺控制器，16、鋼絲繩，17、懸吊滑輪，18、卷揚機，19、固定夾，20、下軸承，21、靜壓接頭，22、全壓接頭，23、靜壓測孔，24、全壓測孔，25、上軸承，26、支撐杆，27、上導向翼，28、下導向翼，29、支撐杆底座。
【具體實施方式】:
[0046]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0047]適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，包括噴口風速測量裝置、數據採集及數據處理系統及移動平臺系統，噴口風速測量裝置包括翼型測速元件7，定向翼，支撐杆26，連接管。其中翼型測速元件7和定向翼做成一體，安裝在支撐杆26上，翼型測速元件7可以自由旋轉，由翼型測速元件7測出噴口氣流動壓送至數據採集及處理系統。
[0048]所述翼型測速元件7為截面形狀為機翼形狀的測速裝置，該測速裝置可以測出噴口氣流的全壓和靜壓，將全壓和靜壓通過連接管送至多通道集成微壓變送器12，該翼型測速元件7為非標準件,需要在風洞內進行標定。
[0049]所述定向翼是固定在翼型測速元件上的導向翼，保證翼型測速元件正對噴口氣流方向，防止由於翼型測速元件7方向出現偏差使測量數據不準確。
[0050]所述支撐杆26是用來安裝翼型測速元件7的，採用輕質材料如不鏽鋼管，為了保證翼型測速元件7的自由轉動採用小的滾動軸承。
[0051]所述連接管用來翼型測速元件7和多通道集成微壓變送器12，可採用比較硬的矽膠管。
[0052]所述數據採集及數據處理系統包括多通道集成微壓變送器12，數據採集儀13，計算機14和數據處理軟體。
[0053]所述多通道集成微壓變送器12為將翼型測速元件7測得動壓轉換為4_20mA的信號。根據經驗知道，噴口氣流由翼型測速元件7測得動壓範圍在O-SOOPa之間，屬於微壓得範圍，可以做成多通道微壓變送器12，以減少壓力變送器的數量，減少系統的設備。
[0054]所述數據採集儀13將4_20mA的模擬量信號轉換為數字量送至計算機14進行數據處理。
[0055]所述數據處理軟體是針對噴口風速測量和冷態試驗而設計的專門的數據處理軟體，該軟體首先對測量數據作出判斷，根據需要對測量數據進行處理如噴口截面的速度分布，噴口平均速度，二次風和SOFA風的擋板特性圖，並能根據需要進行更進一步的數據計算如爐內氣流的Re準則數，一次、二次、三次和SOFA風之間動量比等。
[0056]所述移動平臺系統為噴口風速系統提供一個可以升降並能自動控制升降間距的平臺，該移動平臺系統包括升降平臺1，懸吊系統，平臺升降控制系統。
[0057]所述升降平臺I採用輕質結構型材，中間和四周搭簡單步道3供安裝、拆卸儀器設備，框架與爐牆留有一定間隙並裝上導向輪2防止框架在升降過程中傾斜與爐牆之間發生卡塞。
[0058]所述懸吊系統包括框架的懸吊機構和卷揚機18及其附屬設備，由於噴口風速測量設備較少並重量較輕，不超過50kg，可根據現場情況採用較為簡單可靠的懸吊方式。所述附屬設備主要包括鋼絲繩16、卷揚機18的手操器等。[0059]所述平臺升降控制系統包括光標5，光傳感器和平臺升降控制器，所述光標5是粘貼在燃燒器噴口 6旁邊用來計量和區別燃燒器噴口 6的標記，所述平臺升降控制器是一個PLC控制器由接受光傳感器傳過來的信號，根據指令來自動控制平臺升降，翼型測風元件7採用了上軸承25和下軸承20。
[0060]對於各種切圓燃燒方式的鍋爐來說，智能型噴口風速測量系統的基本構件是一樣的，下面根據實施例對智能型噴口風速測量系統進行詳細說明。
[0061]實施例
[0062]華電集團某電廠#3鍋爐為蒸發量1025t/h的亞臨界、中間一次再熱、強制循環汽包爐，燃燒方式為四角切圓燃燒方式，每角有六層煤粉燃燒器，與二次風噴口間隔布置，制粉系統為配6臺中速磨煤機的直吹式。該鍋爐燃燒器採用了早期美國CE的技術，NOx的排放濃度較高，為了達到國家最新的火電廠汙染物排放標準，進行低氮燃燒器改造，改造後的燃燒器結構及布置見圖7，在改造完成後，進行冷態試驗期間採用了智能型噴口風速測量系統。
[0063]電廠在鍋爐大修過程中為了保證爐內較快的施工進度採用了升降平臺I以方便爐內上下施工並使施工有較高的安全保障(目前大型電站鍋爐基本都採用爐內升降平臺I結構)，因此在本實施例中在電廠原有的升降平臺I的基礎上進行簡單改裝，然後安裝測試元件進行測試，下面結合示意圖進行詳細說明。
[0064]首先對如圖1所示的升降平臺I進行清理，並確認人行步道3安全並加裝八個導向輪2，以防止升降平臺I在升降過程中卡塞，然後對升降平臺I的四個角上安裝翼型測風元件7和光標傳感器4，每個角上的翼型測風元件7的數量可根據燃燒器噴口 6的大小決定安裝數量，在本實施例中每個噴口安裝了兩個翼型測風元件7如圖5所示(需要說明的是翼型測風元件7是做成標準件，並在風洞中進行標定，除非噴口較為特殊的需要專門定做，然後在風洞內標定完成後再在現場安裝)，在圖5中也明顯的標明了光標5安裝位置，光標5採用錫箔紙，採用長條形狀，每角和每層燃燒器噴口 6都要粘貼光標5，要求高標的水平中心線要與燃燒器噴口 6的水平中心線一直，每個角的煤層燃燒器噴口 6對應的光標5垂直中心線要對齊，以便光標傳感器4可以準確辨別燃燒噴口，光標傳感器4在每個角安裝一個，共四個。將八個翼型測風元件7 (每個角安裝兩個)和四個光標傳感器4安裝固定在升降平臺I的每個角上，同時要求光標傳感器4和翼型測風元件7的水平中心線一致，如圖5所示，翼型測風元件7測出的全壓和靜壓通過全壓接頭22和靜壓接頭21連接全壓傳壓管9和靜壓傳壓管10送至多通道集成微壓變送器12，由集成微壓變送器將信號傳至分布式數據採集板11，光標傳感器4也將信號傳送至分布式數據採集板11，由數據採集板統一將數據送至數據採集儀13，數據採集儀13是個小型微處理器，它對數據處理後向計算機14輸出數據、中斷以作進一步處理，並能向升降平臺控制器15發出指令等。智能型噴口風速測量系統的數據傳輸過程可見圖6所示。升降平臺控制器15由自動和手動兩種方式控制升降平臺I的啟停，在自動方式下，平臺的啟停是根據採集儀給的信號決定啟停，時間間隔則根據測試要求設定；在手動方式下則完全由人為方式控制平臺的啟停，為了保證升降平臺I的安全，在最上層燃燒器噴口 6上面2米處安裝兩個限位開關，當平臺碰到限位開關時，升降平臺I則自動停止。圖1中，四個翼型測風元件7都有傳壓管連接至多通道集成微壓傳感器，四個光標傳感器4也都有通訊電纜8連接至分布式數據採集板11，為了使示意圖清晰、簡單，故僅示意性的連接了 #2角的測風元件和光標傳感器4。
[0065]升降平臺I的懸吊方法見圖2，採用鋼絲繩16懸吊，在這個實施例中由於升降平臺I要運送大量貨物採用的鋼絲繩16較粗，在屏式過熱器位置安裝一個懸吊滑輪17，鋼絲繩16通過人孔門連接在卷揚機18上，卷揚機18即能用手操器手動控制升降，也可採用升降平臺控制器15自動控制。
[0066]翼型測風元件7的具體結構見圖3和圖4，圖3為翼型測風元件7結構示意圖，圖4翼型測風元件7A-A向剖面圖，翼型測風元件7向風面有全壓測孔24，側面有靜壓測控23，在本實施例中採用的翼型測風元件7布置了三個全壓測孔24和六個靜壓測孔23，不鏽鋼的全壓接頭22連接在全壓測孔24上，靜壓接頭21連接在靜壓接頭21上，翼型測風元件7為了保證測量位置正確，在上下各安裝了導向翼，分別為上導向翼27和下導向翼28，翼型測風元件7安裝在支撐杆26上，為了保證翼型測風元件7可以自由阻力較小的轉動採用了上軸承25和下軸承20，可採用一般的滾動軸承，為了將翼型測風元件7固定在平臺上，採用了固定夾19和支撐杆底座29，固定夾19採用了一般的禁錮夾，夾持在升降平臺I欄杆上，底座29採用磁力座吸附在步道3上，為了更好的禁錮防止測試過程中出現脫落、偏斜，又用鐵絲進一步緊錮。
[0067]下面就智能型噴口風速測量系統的準備調試工作，工作流程和軟體方面的數據處理進行說明，系統的測試流程可見圖7。
[0068]正式測試前的準備工作主要包括兩項工作分別為光標5的粘貼和設備安裝，每層每角的燃燒器噴口 6都要粘貼光標5，本實施例中共有72個燃燒器噴口 6 ;下一步進行每個角翼型測風元件7和光標傳感器4的安裝固定，在升降平臺I中心位置擺放分布式數據採集板11，多通道集成微壓傳感器12和數據採集儀13，然後再連接上傳壓管和信號電纜等，將計算機14和升降平臺控制器15放置在爐外，以便進行數據的觀察和升降平臺I的手動幹預，在所有的安裝和電纜的連接工作完成後，要進行升降平臺I手動升降測試防止升降平臺I卡塞，然後在終端計算機14上進行試驗項目的創建，創建試驗項目就是對噴口風速測量工作的定義，然後對數據採集板和測點進行配置，在本實施例中，共有18層的燃燒器噴口 6，將升降平臺控制器15中自動狀態下的動作次數設定為18，啟停間隔設定為30秒，在計算機14中將第一個光標5信號定義為AA層,第二個光標5定義為A層,等第十八個光標5定義為S0FA4層，則每個噴口的就確定了，如AA層#1角噴口為AA-1，AA層#2角噴口為AA-2，AA層#3角噴口為AA-3，AA層#4角噴口為AA-4，在定義完噴口後，將數據的採集頻率設定為I秒，相應還要設定風速的計算公式和單位等，這些配置完成後，設定為當前記錄，這樣系統就可以自動記錄測量數據，在自動記錄數據過程中，有一項對數據的判斷，根據一行測風元件的標定結果和實際噴口風速的範圍，在本實施例中數據判斷中的判據為一次風噴口(即A層，B層，C層，D層，E層和F層)風速為0-28m/s，二次風噴口風速為0-35m/s，SOFA 噴口風速為 0-45m/s，所對應測點 A-1/2/3/4，B-1/2/3/4，C-l/2/3/4，D-l/2/3/4，E-1/2/3/4，F-1/2/3/4的風速範圍為0-28m/s。在測試過程中所有的數據都可以實時看到並能存儲，每個工況測量完成後，可以根據要求算出每層的風速偏差，並能根據要求做出各種變化趨勢曲線，也可根據需要計算出一次風和二次風的動量比，計算通風量的雷諾數等。還設計了 Excel加載宏的軟體包，可以將實驗數據調入Excel工作表進行更深一步的數據處理。[0069]進行數據信號的正常傳輸和軟體的測試，以及升降平臺控制器15的定值設定、在計算機上設定數據採集頻率，和數據名稱的定義，全部正常後，即可通知運行人員啟動風機進行噴口風速的測試。
[0070]首先通過升降平臺控制器15手動啟動升降平臺1，然後將升降平臺控制器15轉為自動方式，在本實施例中，將採集儀給出動作數為18，測試間隔設定為30秒，也就是說，當升降平臺控制器15轉為自動方式時，平臺自動往上運動，當每個角的光傳感器收到第一個感光信號時，光標傳感器4將信號傳至分布式數據採集板11然後再送至數據採集儀13，數據採集儀13則向升降平臺控制器15發出停止信號，並保持30秒，同時採集儀將這個信號也送至計算機14，這個時候由翼型測風元件7測出的差壓信號傳送至多通道集成微壓傳感器，再送至分布式數據採集板11，然後再送至數據採集儀13，由數據採集儀13送至計算機14進行處理，計算機14也開始記錄數據並將數據定義為AA層數據，在計算機14中表現為AA層#1角風速，AA層#2角風速，AA層#3角風速和AA層#4角風速,在計算機14中設置採集頻率，在本例中採集頻率設定為I秒，也就是說每個噴口可以採集到30個數據，在AA層測量完成後，升降平臺I自動啟動上升，當採集儀收到第二個光標5信號時，開始A層噴口數據記錄並記錄30秒，一直到採集儀收到第十八個光標5信號時，開始S0FA4層數據記錄並記錄30秒，當完成記錄後，則第一個工況測試完成，計算機14停止記錄數據，升降平臺控制器15將控制方式轉為手動方式並處於停止狀態。然後測試人員手動將升降平臺下降至最下面，等待運行人員調整工況，當第二個工況調整完成後就進行第二個工況的測試，然後進行第三個工況的測試，直到整個測試工作完成。
【權利要求】
1.適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，包括噴口風速測量裝置、數據採集及數據處理系統及移動平臺系統，所述噴口風速測量裝置的翼型測風元件將測出的信號通過連接管送至數據採集及數據處理系統的多通道集成微壓變送器，所述多通道集成微壓變送器將信號傳至分布式數據採集板，所述移動平臺系統中的光標傳感器也將測得的信號傳送至分布式數據採集板，分布式數據採集板統一將數據送至數據採集儀對數據處理後傳送至計算機進一步處理，計算機並能向移動平臺系統的升降平臺控制器發出指令。
2.如權利要求1所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述噴口風速測量裝置包括翼型測速元件、定向翼、支撐杆及連接管，所述定向翼固定在翼型測速元件上，定向翼和翼型測速元件作為一體安裝在支撐杆上，所述連接管用來連接翼型測速元件和多通道集成微壓變送器。
3.如權利要求1所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述數據採集及數據處理系統包括多通道集成微壓變送器、數據採集儀及計算機，多通道集成微壓變送器將翼型測速元件測得差壓信號轉換為4-20mA的模擬量信號，數據採集儀將4-20mA的模擬量信號轉換為數字量信號送至計算機進行數據處理。
4.如權利要求2所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述支撐杆採用用於保證翼型測速元件自由轉動的滾動軸承與翼型測速元件相連。
5.如權利要求1或2所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述連接管包括全壓接頭以及與全壓接頭相對應的全壓傳壓管；靜壓接頭及對應的靜壓傳壓管。
6.如權利要求1所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述移動平臺系統包括升降平臺、懸吊系統及平臺升降控制系統，所述升降平臺的中間和四周搭有用於安裝、拆卸儀器設備的步道，所述升降平臺的框架與爐牆之間留有間隙並安裝有防止框架在升降過程中傾斜與爐牆之間發生卡塞的導向輪，所述懸吊系統包括懸吊機構及卷揚機，平臺升降控制系統用於控制升降平臺的升降。
7.如權利要求6所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述平臺升降控制系統包括光標，光標傳感器和平臺升降控制器，所述光標粘貼在燃燒器噴口，所述平臺升降控制器為一個PLC控制器，接受光標傳感器傳過來的信號，根據計算機發出的指令來控制升降平臺的升降。
8.如權利要求7所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述翼型測風元件及光標傳感器均安裝固定在升降平臺的角上，同時安裝固定在升降平臺的角上的光標傳感器和翼型測風元件的水平中心線一致。
9.如權利要求1所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統，其特徵是，所述翼型測風元件的向風面設有全壓測孔，側面設有靜壓測孔，全壓接頭連接在全壓測孔上，靜壓接頭連接在靜壓測孔上，翼型測風元件的上下方各安裝有導向翼，分別為上導向翼和下導向翼，翼型測風元件安裝在支撐杆上，翼型測風元件的支撐杆底座上設有固定夾，支撐杆底座吸附在步道上。
10.如權利要求1所述的適用於煤粉燃燒器冷態測試的噴口風速測量系統的測量方法，其特徵是，包括以下步驟:步驟一:系統初始化； 步驟二:通過升降平臺控制器手動啟動升降平臺，然後將升降平臺控制器轉為自動方式，升降平臺自動往上運動，升降平臺每個角的光傳感器收到第一個感光信號時，光標傳感器將信號傳至分布式數據採集板然後再送至數據採集儀，數據採集儀則向升降平臺控制器發出停止信號，並保持設置時間值； 步驟二:數據採集儀向升降平臺控制器發出停止信號的同時數據採集儀將信號也送至計算機，翼型測風元件測出的差壓信號傳送至多通道集成微壓傳感器，再送至分布式數據採集板，然後再送至數據採集儀，由數據採集儀送至計算機進行處理，計算機也開始記錄數據； 步驟三:每個噴口可以採集到設置的數據，計算機測量完成後，升降平臺自動啟動上升， 步驟四:數據採集儀收到第二個光標信號時，開始噴口數據記錄並記錄對應的時間，一直到數據採集儀收到設定的光標信號時，再進行數據記錄並記錄對應的時間，當完成記錄後，則第一個工況測試完成，計算機停止記錄數據，升降平臺控制器將控制方式轉為手動方式並處於停止狀態； 步驟五:調整工況，當第二個工況調整完成後就進行第二個工況的測試，然後進行第三個工況的測試，直到整個測試工作完成。
【文檔編號】G01P5/14GK103941036SQ201410195834
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】董信光, 胡志宏, 郝衛東, 崔福興, 劉豪傑 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院