電站鍋爐對流煙道煙溫聲學監(jiān)測技術要點分析

崔振東

（吉林省德惠市環(huán)境監(jiān)測站吉林德惠130300）

電站鍋爐對流煙道煙溫聲學監(jiān)測技術要點分析

崔振東

（吉林省德惠市環(huán)境監(jiān)測站吉林德惠130300）

電站鍋爐對流煙道煙溫聲學監(jiān)測技術可以在電站鍋爐的煙道發(fā)生輕微變化時就能監(jiān)測到改變情況，方便技術人員可以對電站鍋爐過熱器和再熱器超出標準溫度問題及時的進行解決。該監(jiān)測技術需要模擬建立對流煙溫管道的列陣試驗室，在實驗室安靜的環(huán)境中研究出聲波反應出的煙道煙溫變化，這種監(jiān)測技術需要在電站鍋爐的現(xiàn)場安裝聲學監(jiān)測器的測點，保證實驗室可以及時的接收到煙溫變化聲學信號，并且利用聲學信號在管列陣中的變化，對煙道中的實際溫度進行分析和測量。對該技術的要點進行分析，證明該技術在對流煙道中煙溫測量的準確性。

鍋爐；對流煙道；煙溫測量；聲學監(jiān)測

近年來，隨著我國經濟的迅速發(fā)展，國內電站的鍋爐容量在逐漸的擴大，逐漸開始應用高參數(shù)的鍋爐，但是這些大容量高參數(shù)的鍋爐在使用時或多或少的會出現(xiàn)一些問題，尤其是過熱器和再熱器的溫度問題，如果該位置使用處于超溫運行的狀態(tài)，就會使鍋爐的運行產生巨大的安全隱患，威脅人們的生命安全。電站鍋爐在具體應用的過程中，主要是因為兩點原因影響過熱器和再熱器的溫度，一點是因為蒸汽側的溫度超標，另一點是因為煙氣側的溫度超標，而這兩點影響安全的因素也基本都是同時存在的。如果能夠監(jiān)測到煙道內的煙溫則可以有效的對過熱器和再熱器的溫度進行控制。

1 利用聲學監(jiān)測技術測溫的優(yōu)勢

利用聲學監(jiān)測技術進行測溫，主要是對煙道內的溫度進行聲波方面的測試，監(jiān)測需要對聲波在鍋爐煙道內的傳播速度進行監(jiān)測，對聲波傳播速度的有關的數(shù)據(jù)進行測量，建立起完善的二維聲波溫度場，我國專門針對小型電站建立了煙道聲波測試法，利用這種方法取代了原本的探針測試法。在利用煙道聲波測試法進行測試時，不需要計算熱偏差，簡化的計算環(huán)節(jié)，可以迅速的監(jiān)測出要到內溫度的具體分布情況。

2 聲學監(jiān)測技術測量煙道溫度的原理

聲學監(jiān)測技術對溫度的測量主要是測量聲波與溫度傳播介質之間的速度關系，在測量時需要在煙道的一側設置測點，測點發(fā)出聲學信號，信號穿過溫度傳播介質被另一端的測點接收。因為兩個測點之間的距離是不能變化的，所以只需要測算該段聲波在這段距離中的平均傳播時間，就可以得出整條煙道中溫度介質的真實溫度了。煙道中溫度傳播介質與聲波傳播速度之間的關系如下：

聲波在溫度介質中的傳播速度用c表示，單位是米每秒，測點之間的距離用D表示，單位是米，τ代表了聲波在傳播路徑中的延遲，單位也是米每秒，γ為溫度介質的絕熱指數(shù)，R是指空氣常數(shù)，m是摩爾量，T表示測量時具體的溫度，最后得出的Z為煙道中特殊氣體常數(shù)。

電站鍋爐的爐膛距離大約在20m之內，鍋爐在正常運行的狀態(tài)下，煙道內的煙溫不超過1800℃，聲音在煙氣中的傳播速度也不會超過800m/s，所以在得知這些數(shù)據(jù)的情況下，只需要對聲音的傳播速度進行測算就可以了，測點的距離是根據(jù)爐膛自行設定的。在測量比較復雜的爐膛區(qū)域時，要設置多個測點，或者設置交叉測點，測量的數(shù)據(jù)量要大，這樣才能建立起完善的溫度測量表，對數(shù)據(jù)進行全面的組建和分析，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。

測量前需要建立排管式的陣列試驗，在排管陣列中設置多個測試點，并保證不能改變陣列排管之間的距離，試驗時采用的聲波頻率就是后期真正測量時的聲波頻率，這樣更方便測量數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的對比，保證測量數(shù)據(jù)的準確。在進行聲波測試時，最重要的一點就是確定聲波在測量路徑中的具體延遲，因為該項數(shù)據(jù)直接影響了最終數(shù)據(jù)計算的結果。測量時測點之間的距離為2.287m、3.527m、3.769m、2.582m、3.413m，準確的測點尺寸可以讓聲波延遲的計算更加精準。

表1 溫度測量數(shù)據(jù)表

在測量結束后，繪制出煙溫的具體線性分布圖，方便在進行煙道煙溫測試時進行測點布置，也可以通過煙溫的比對，利用重建算法，準確的測量電站鍋爐煙道的截面溫度，對鍋爐的過熱器和再熱器進行直觀的溫度監(jiān)測。

3 結語

利用聲學監(jiān)測技術對對流煙道的煙溫進行監(jiān)測，有效的體現(xiàn)出了聲學測量的優(yōu)勢，并且通過對煙道內測點的布置，可以對整個煙道的截面進行溫度監(jiān)測，保證過熱器和再熱器不會產生超溫的安全危害，并且利用聲學監(jiān)測技術進行煙溫監(jiān)測避免了計算熱偏差，簡化的煙溫的測量流程。由于鍋爐的現(xiàn)場條件關系，聲學監(jiān)測的測點布置是一個難題，所以一定要對聲學監(jiān)測的測點進行優(yōu)化，盡量減少測點的布置數(shù)量，通過較少數(shù)的測點也能得出精準的測量數(shù)據(jù)。

[1]張世平，沈國清，安連鎖.電站鍋爐對流煙道煙溫聲學監(jiān)測技術關鍵[J].儀器儀表學報,2015,01:95-102.

[2]張世平，沈國清，安連鎖,牛玉廣.基于聲學測溫的電站鍋爐水冷壁局部灰污監(jiān)測研究[J].熱能動力工程，2013，04：409-414+440.

[3]安連鎖，張世平，李庚生，沈國清，馮強，鄧喆.電站鍋爐聲學監(jiān)測中互相關時延估計影響因素研究[J].動力工程學報,2012,02: 112-117.

崔振東（1974—），男，大專，助理工程師。