CN109269664B - 一种炉膛温度测量装置及锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炉膛温度测量装置，包括测温管道，且测温管道内流通有测温介质；第一温度传感单元，以及数据处理单元，数据处理单元采集测温管道的出口的测温介质的温度，并根据设定的测温介质的入口温度值计算出炉膛温度。该炉膛温度测量装置能够测量锅炉炉膛内较大范围的温度，测量结果更加准确、可靠。

Description

一种炉膛温度测量装置及锅炉

技术领域

本发明属于锅炉生产设备领域，尤其涉及一种炉膛温度测量装置及锅炉。

背景技术

随着时代发展的需要，社会对电量的需求越来越大，而发电厂的电量一部分来源于锅炉燃烧。锅炉是一种能量转换设备，其主要是将燃烧的热量通过能量转换得到电能，从而向外界输出，满足社会需求。目前，我国使用的锅炉大多数都是大中型的炉型，体积一般较大，占地面积大，对安装环境有特定要求，一些小型的企业往往没有特定的场所来安装锅炉，同时对于炉温又有一定的要求，导致大型锅炉无法满足此类企业的需求，而且大型的锅炉还存在加热速度比较慢，热效率较低，能耗大的缺陷。因此，为避免故障或意外事故的发生，使用有效的方法实时合理监测炉膛内温度变化成为燃烧过程中不可或缺的一部分。

目前常用的炉膛温度测量装置有热电偶、红外热成像、辐射高温计等。采用热电偶的接触式测温方法，会给被测对象带来干扰，且测量的范围仅局限于点，无法测量整个炉膛内立体空间的温度；采用红外热成像和各类辐射高温计测量的温度仅局限于火焰的投影温度，测量范围无法覆盖整个炉膛。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种炉膛温度测量装置及锅炉，该炉膛温度测量装置能够测量锅炉炉膛内较大范围的温度，测量结果更加准确、可靠。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种炉膛温度测量装置，包括：

测温管道，所述测温管道穿设于所述锅炉的炉膛内，且所述测温管道内流通有测温介质；

第一温度传感单元，设置于所述测温管道的出口，用于检测所述测温管道中的出口处的所述测温介质的温度，记为出口温度值；以及，

数据处理单元，用于采集所述出口温度值，并根据设定的测温介质的入口温度值计算出所述炉膛温度。

根据本发明提供的实施例，还包括设置于所述测温管道的入口的第二温度传感单元，用于检测所述测温管道中的入口处的所述测温介质的温度；

所述数据处理单元还采集所述第二温度测量单元检测的温度值作为入口温度值。

根据本发明提供的实施例，还包括：第一连接管道，冷却单元，第二连接管道；

所述第一连接管道的第一端口与所述测温管道的出口连接；

所述冷却单元用于冷却所述第一连接管道中的测温介质；

所述第二连接管道的第一端口与所述测温管道的入口连接，所述第二连接管道的第二端口接收所述冷却单元冷却后的测温介质。

根据本发明提供的实施例，还包括第三连接管道，所述第三连接管道的第一端口与所述第一连接管道的第二端口连接，以接收所述冷却单元冷却后的测温介质；

所述第三连接管道的第二端口与所述第二连接管道的第二端口连接，以将所述冷却单元冷却后的测温介质流动至所述第二连接管道。

根据本发明提供的实施例，还包括气泵单元，

所述第二连接管道还包括第三端口，所述第三端口设有所述气泵单元的气泵阀门。

根据本发明提供的实施例，所述测温管道的入口侧和/或所述测温管道的出口侧设有转动机构，所述转动机构的转动部和所述测温管道其中一端固连。

根据本发明提供的实施例，所述第二连接管道和/或所述第三连接管道上还设有流量控制阀。

根据本发明提供的实施例，所述测温管道是U型管道。

根据本发明提供的实施例，所述测温介质是空气。

一种锅炉，如上述任意一项实施例所述的炉膛温度测量装置。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明一实施例中的炉膛温度测量装置通过使用测温管道穿设于锅炉的炉膛内，测温管道内流通有测温介质，由于测温管道贯穿炉膛，炉膛内大部分范围均会对测温管道进行热辐射或热传导，因此通过测温管道中的测温介质的温度变化能够准确测量出炉膛内的温度。

2)本发明一实施例中的转动机构的转动部能够控制测温管道在锅炉的炉膛内转动，使第一温度传感单元检测该锅炉的炉膛内不同位置的温度。

3)本发明一实施例中的冷却单元对第一连接管道中的测温介质进行冷却，并通过第三连接管道流动至第二连接管道，最后通过测温管道的入口进入锅炉的炉膛内。能够对测温介质进行循环利用，节约成本。

4)本发明一实施例中的气泵单元与第二连接管道的第三端口相连，能够为冷却单元冷却后的测温介质通过第二连接管道进入测温管道提供驱动力。

附图说明

图1为本发明的一种炉膛温度测量装置结构示意图；

图2为本发明的一种炉膛温度测量装置的***流程图；

图3为贯穿管道进气口的空气温度为20摄氏度时的贯穿管道的进出口的温度变化与锅炉的炉膛温度变化关系曲线。

附图标记说明：

1：第一连接管道；2：测温管道；3：第三连接管道；4：第二温度传感单元；5：第一温度传感单元；6：冷却单元；7：消音部；8：气泵单元；9：气泵阀门；10：数据处理单元；11：第二连接管道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种炉膛温度测量装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1，在一个实施例中，一种炉膛温度测量装置，包括穿设于锅炉的炉膛内的测温管道2，并且测温管道2内流通有测温介质；设置于测温管道2的出口的第一温度传感单元5，用于检测测温管道2中的出口处的测温介质的温度，记为出口温度值；以及，用于采集出口温度值的数据处理单元10，并根据设定的测温介质的入口温度值计算出炉膛温度。数据处理单元10根据测温管道2的进出口的测温介质的温度值绘制锅炉的炉膛温度的关系曲线。优选地，测温介质选用空气，当然，其他实施例中，测温介质选用沸点在锅炉炉膛燃烧温度的范围内的液体，也属于本发明的保护范围。测温管道2选用U型管道，当然，其他实施例中，测温管道2选用其他折弯管道，也属于本发明的保护范围。

可以理解，由于测温管道2贯穿炉膛，炉膛内大部分范围均会对测温管道2进行热辐射或热传导，因此通过测温管道2中的测温介质的温度变化能够准确测量出炉膛内的温度，具体地，本实施例提供的炉膛温度测量装置中的第一温度传感单元5检测流通在测温管道2中的测温介质的温度，并记为出口温度值，数据处理单元10采集测温管道2的出口处的测温介质的温度，根据设定的测温介质的入口温度值计算出炉膛温度。该炉膛温度测量装置能够测量出锅炉的炉膛温度，并对锅炉的炉膛温度进行实时监测。

进一步地，本实施例中的炉膛温度测量装置中设置于测温管道2的入口的第二温度传感单元4，能够检测测温管道2中的入口处的测温介质的温度，数据处理单元10还采集第二温度测量单元4检测的温度值作为入口温度值；第一连接管道1的第一端口与测温管道2的出口连接，测温介质通过第一连接管道1进入冷却单元6，冷却单元6对测温介质进行冷却，冷却后的测温介质最后通过与测温管道2的入口连接的第二连接管道11流入测温管道2中。其中，冷却单元6包括冷凝室、导热单元以及保护单元，能够对测温介质进行冷却，冷却至数据处理单元10采集的测温管道2的入口处的温度值。由于冷却单元6冷却测温介质时会发出噪音，对周围产生噪音污染，所以本实施例中的炉膛温度测量装置还包括消音部7，消音部7能够消除冷却单元6冷却测温介质过程中发出的噪音。

本实施例中的炉膛温度测量装置还包括第三连接管道3，第三连接管道3的第一端口与第一连接管道1的第二端口连接，以接收冷却单元6冷却后的测温介质；第三连接管道3的第二端口与第二连接管道11的第二端口连接，以将冷却单元6冷却后的测温介质流动至第二连接管道11中。进一步地，在第二连接管道11和/或第三连接管道3上还设有流量控制阀(图中未标出)，能够控制流入测温管道2的测温介质的流量，以及速度。

本实施例中的冷却单元6对第一连接管道1中的测温介质进行冷却，并通过第三连接管道3流动至第二连接管道11，最后通过测温管道2的入口进入锅炉的炉膛内。能够对测温介质进行循环利用，节约成本。消音部7对冷却单元6冷却测温介质时发出的噪音进行消音，避免对环境造成污染。

一般地，测温介质通过第二连接管道11流入测温管道2的入口并进入锅炉的炉膛时，需要一定的动力。第二连接管道11还包括第三端口，气泵单元8与第二连接管道11的第三端口通过气泵阀门9相连，气泵单元8能够控制测温介质在测温管道2中的流通时间和速度，以及为炉膛测温装置中的测温介质的流通提供循环动力，气泵阀门9能控制气泵单元8中的流量。

为了更精确地测量锅炉的炉膛内的温度，应该测量锅炉的炉膛内不同位置的温度，本实施例中的测温管道2的入口侧和/或测温管道2的出口侧设有转动机构(图中未标出)，转动机构的转动部(图中未标出)和测温管道2其中一端固连。在第一温度传感单元5检测测温管道2的出口的测温介质的温度值的状态下，使测温管道2转动的圈数保持一致，能够使第一温度传感单元5检测该锅炉的炉膛内不同位置的温度。

具体地检测过程为：转动机构的转动部使测温管道2在炉膛内转动，第一温度传感单元5检测测温管道2的出口处的测温介质的温度，并记为出口温度值，数据处理单元10采集测温管道2的出口处的测温介质的温度，根据设定的测温介质的入口温度值计算出炉膛温度，接着测温介质通过第一连接管道1流入冷却单元6进行冷却，冷却至数据处理单元10采集的测温管道2的入口处的温度值，消音部7对冷却单元6冷却测温介质的过程中产生的噪音进行消音，经冷却单元6冷却后的测温介质流入第三连接管道3，气泵单元8推动测温介质通过第二连接管道11进入测温管道2，第一温度传感单元4检测测温管道2的入口的测温介质的温度，以此进行循环，对锅炉的炉膛温度进行实时监测。

参看图2，图2为炉膛温度测量装置的流程图。第一温度传感单元5检测测温管道2的出口的测温介质的温度，第二温度传感单元4检测测温管道2的入口的测温介质的温度，数据处理单元10根据第一温度传感单元4以及第二温度传感单元5传输的测温介质的温度值来绘制锅炉炉膛温度的关系曲线。其中，第一连接管道1、第二连接管道11、第三连接管道3、冷却单元6以及气泵单元8能够将空气循环利用，减少对环境的污染。

参看图3，C1为测温管道2的入口的测温介质的温度；C2为测温管道2的出口的测温介质的温度；C为锅炉炉膛某一位置的温度；C2-C1为测温管道2进出口的测温介质的温度差；T1为第二传感单元4检测测温管道2的入口的测温介质的温度的时间，T2为第一传感单元5检测测温管道2的出口的测温介质的温度的时间，横轴为测温管道2的进出口的测温介质的温度变化值，竖轴为锅炉炉膛某一位置的温度值。

在转动机构的转动部驱动测温管道2在锅炉炉膛内旋转的圈数不变的状态下，第一温度传感单元5检测出测温管道2的出气口的测温介质的温度C2，冷却单元6将经测温管道2的出口后的测温介质的温度冷却至20摄氏度，计算出T1-T2时间段内测温管道2的进出口的测温介质的温度变化值C2-C1。经过多次采集并计算，绘制出T1-T2时间段内，锅炉炉膛内某一位置温度与测温管道2的进出口的测温介质的温度的变化规律。测温管道2的进出口的测温介质的温度差值越大，对应的锅炉炉膛内某一位置的空气温度就越高。

实施例2

基于同一发明构思，本发明还提供了一种锅炉，包括实施例1中的炉膛温度测量装置。

本实施例提供的一种锅炉，通过使用实施例1中的炉膛温度测量装置能够准确的测量出炉膛内的温度。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种炉膛温度测量装置，其特征在于，包括测温管道，所述测温管道穿设于一锅炉的炉膛内，且所述测温管道内流通有测温介质；

第一温度传感单元，设置于所述测温管道的出口，用于检测所述测温管道中的出口处的所述测温介质的温度，记为出口温度值；以及，

数据处理单元，用于采集所述出口温度值，并根据设定的测温介质的入口温度值计算出所述炉膛温度；

还包括：第一连接管道，冷却单元，第二连接管道；

所述第一连接管道的第一端口与所述测温管道的出口连接；

所述冷却单元用于冷却所述第一连接管道中的测温介质；

所述第二连接管道的第一端口与所述测温管道的入口连接，所述第二连接管道的第二端口接收所述冷却单元冷却后的测温介质；

以及还包括第三连接管道，所述第三连接管道的第一端口与所述第一连接管道的第二端口连接，以接收所述冷却单元冷却后的测温介质；

所述第三连接管道的第二端口与所述第二连接管道的第二端口连接，以将所述冷却单元冷却后的测温介质输送至所述第二连接管道；

所述测温管道的入口侧和/或所述测温管道的出口侧设有转动机构，所述转动机构的转动部和所述测温管道其中一端固连。

2.如权利要求1所述的炉膛温度测量装置，其特征在于，还包括设置于所述测温管道的入口的第二温度传感单元，用于检测所述测温管道中的入口处的所述测温介质的温度；

所述数据处理单元还采集所述第二温度传感单元检测的温度值作为入口温度值。

3.如权利要求1所述的炉膛温度测量装置，其特征在于，还包括气泵单元，

所述第二连接管道还包括第三端口，所述第三端口设有所述气泵单元的气泵阀门。

4.如权利要求1所述的炉膛温度测量装置，其特征在于，所述第二连接管道和/或所述第三连接管道上还设有流量控制阀。

5.如权利要求1所述的炉膛温度测量装置，其特征在于，所述测温管道是U型管道。

6.如权利要求1所述的炉膛温度测量装置，其特征在于，所述测温介质是空气。

7.一种锅炉，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的炉膛温度测量装置。

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