炉膛烟气温度声波测温系统的应用

５ ． ４通过特殊算法计算炉膛 温度场 ，下图为典型 的
２ ＇ Ｇ，６ ｄ ＡＳ ￣ 个ＡＳ ，锅 炉 炉膛 温 度 测 量 系统 配置 图。 Ｒ 通 过测 量 得 到 ８ 个
△ｌ… 声波传播距离 ４ ．声 波 测 温
通 道 上 烟 气 的 平 均 温
度 ，再经计算机特殊 算 法处理得到炉膛温度场
本关系式：
ＩＳＡ ＬLeabharlann ＴＯ Ｎ Ｔ Ｌ Ａ ＩＮ５１
Ｔ ） － － … … ＝ｃ － － … ～ （２ － － 去… 一 一 去） ………－…－ （） （ ２ － －４ － －
式 中 ： △ ｔ ＿ 声波 传 播 时 间 ＿一
必须在水冷壁弯管开孔带来 的麻烦 。
（） ３
炉 型号 为 ：Ｓ ３９ ／ ７ ５一 ５Ｘ Ｇ ０ １２ ．６ Ｍ ４ ，引 进 的是 Ａ ｓｏ －ｏ ｅ １ ｔｍＰ ｗ ｒ
２ 目前 。现场 安装使 用 的测量装 置 的缺 陷 ： ．
宁海 电厂 一期 工程为 四台６ 万亚 临界燃 煤火 电机 ０
组 ，现场安装 的是属于接触式的烟温探针， 在安装使用
图 １ 为 声 波 测温 系统 的原 理 图
功 解 决 了工 程 应 用
５５ 高灵敏 度检 测 ．
泄 漏
方面的一系列难 点，声波测温技 术与传统炉膛测温技术
相 比有 下 列 明 显优 点 ：
接 收器接 收炉膛 内
部各种 声波 ，通过声波
强 度 与 持 续 时 间 的对 比
根 据 通 用 气 体 方 程 有 下 列关 系 式 ：
ｐ Ｔ … 一 一 … 一 一 一 一 一 （） ＝ＰＲ 一 １
正 文
１ 炉膛 温度 （ ） ． 场 测量 的重 要性表现 为 ：
防止炉膛 出 口温 度过 高 导致过热器 结 焦和管 壁超
温 ； 防 止 启 动 时 出 口温 度 升 高 太 快 和 烧 坏 处 于 无 蒸 汽
３ Ｐ ｒ Ｍｅｒ 声 波测 温技 术的基本 原理 ． ｙｏ ｔｘ ｉ
通 过美 国和 日本专家就声波测量炉膛烟气温度进行
美国、印度 和韩 国多个 国家的电厂 。此测量系统在宁海
电厂二期扩建工程＃ 锅炉也进行 了首次应用 。 ６
了研究，发现 声波测量的原理是基于声音的传播速度直
接随介质温度而变化 。
刘 庆 华
（ 天津电力建设公 司 天津 ３ ０ ４ ） ０ ０ １
摘 要 ：宁海电厂二期扩建工程为两￣Ｉ０Ｍ 超超临界机组， 炉由上海锅炉有限公司生产， Ｏ０Ｗ 锅 锅炉燃烧优化是火力发电厂 安全、 节能、 和减排的关键 所在。 以往电厂中一般 采用烟温探针、 在 辐射式温度计、 飞灰颗粒辐射光谱测量， 通过 现场使 用情况存在的固有的缺点， 使锅炉燃烧监控失去了 一个重要 依据 ， 针对这一情况， 国华电力研究院技术研 究中心通过对处于国际领先水平的炉膛烟气温度 声波测温系统 ， 进行 调查研究， 证明此 系统安装可行， 并首次在 二期工程６ 号锅 炉６米ｖ ５米各安装 了 ７ ） １ ￣ 一套声波测温系统。 前现 场正常投用， 目 能够更好监控炉膛温度 ， 为机组
过程 中发现：探针深入炉膛很长，笨重 、易变形卡涩 ， 故障率高 ，同时受耐温 限制 ，其允许使用温度范围和作 用很有限，为了解决上述 问题，二期首次采用了技术先 进 的声波测温 测温系统 。
公司Ｂ ｉｅ ｍ ｈ ｏ ｌｒＧ ｂ 的技术 ，超超临界参数变压运行螺旋管 圈直流炉 、一次再热 、单炉膛单切圆燃烧 、平衡通风、 露天布 置、 固态 排渣 、全钢 结构 、全 悬 吊结构塔 式布 置。火力发 电厂测量炉膛温度 （ ），是优化燃烧直接 场 监控和判别的依据 ，因此每个火 电厂都配置锅炉炉膛温 度测量系统。Ｐ ｒ Ｍ ｔ ｉ 声波测温系统 已经广泛应用在 ｙｏｅｒｘ
４ １精确度高 ，不受辐射等不确定因素的影 响，其 ．
精 确 度 可 以达 到 ± １ 。 ％
４ ２ 测量温 度范 围广 ，在锅炉全 负荷范 围内均可 ．
使 用
筛选 ，可 以方便地将 炉
４ ３测量空间不受 限，不仅可以测量平均温度 ，还 ． 可 以确定炉膛温度场分布 ４ ４测量灵敏度高，实时性好 ．
Ｔ － 绝对温度 －－ 而声速 与压 力 、密 度和 定压 定容下 的 比热有 下列 关系式 ：
Ｃ：ｐ ２ ｒ ／Ｐ—————————— ————————— ————————— （） ２
Ｃ － 声速 －－
ｒ 一 一 定压定容状态下的 比热
从以上两个关系式可以导出声波测温系统 的下列基
分 布 ， 并 在 Ｄ Ｓ 示 器 Ｃ显
技 术 与 传 统 炉 膛
测 温 技 术 相 比 有
以下 明显优点 ：
目 前 ， 美 国
Ｅ ｅ ｔ ｃ ｎｉ 公 司 ｎｒ ｅｈ Ｘ
上呈现 出来 ，指导运行 人员操作 。必要 时还可 以实现三维空 间的温度
场测量和显示 （ ） 图４
开发 的核 心 技 术 成
安全 、 经济稳定运行提供了可靠的保障。 关键词 ：超声波测温 发射器ＡＧ 接 收器Ａ Ｒ Ｓ、 Ｓ、
文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ２ ３０ ２ １ ）１ ０ １０ １ ０ — ６ ７（０ ０ 卜０ ５— ３
中图分类号 ：Ｋ２ ． Ｔ２ ９ ６
引 言
宁海 电厂二期扩建工程２ ０ ０Ｗ ×１０Ｍ 超超临界机组，锅
ｐ － 压 力 －－
ｐ一 密 度
流过 的再热器 管 （ 干烧 ）：矫 正燃烧 不均衡 ，及 时发
Ｒ 通用 气体 常 数 …
现和矫 正两侧烟 温 、汽 温 的偏 差 ，防止 烟气 偏 向一侧
导致 该侧水冷壁磨损 、结焦 ；防止 燃烧偏 斜导致 汽包 水位两侧严重偏差 ，发生重大事故 （ 安装汽包 的锅炉） ； 防止局部过热而流渣 ；优化风煤 比，将过量空气系数降 低至合理范围内，提高燃烧效率；防止 出现局部火焰过 热，降ｆ Ｎ Ｘ ｋ Ｏ 生成 ，降低污染物排放， 对于 配置有 脱硝 ￣ 装置 的锅 炉， 由于烟气 中Ｎ Ｘ 量降低 ，可大大 降低脱 ０含 硝装置运行费用