电站锅炉对流烟道烟温声学监测技术要点分析

崔振东

（吉林省德惠市环境监测站吉林德惠130300）

电站锅炉对流烟道烟温声学监测技术要点分析

崔振东

（吉林省德惠市环境监测站吉林德惠130300）

电站锅炉对流烟道烟温声学监测技术可以在电站锅炉的烟道发生轻微变化时就能监测到改变情况，方便技术人员可以对电站锅炉过热器和再热器超出标准温度问题及时的进行解决。该监测技术需要模拟建立对流烟温管道的列阵试验室，在实验室安静的环境中研究出声波反应出的烟道烟温变化，这种监测技术需要在电站锅炉的现场安装声学监测器的测点，保证实验室可以及时的接收到烟温变化声学信号，并且利用声学信号在管列阵中的变化，对烟道中的实际温度进行分析和测量。对该技术的要点进行分析，证明该技术在对流烟道中烟温测量的准确性。

锅炉；对流烟道；烟温测量；声学监测

近年来，随着我国经济的迅速发展，国内电站的锅炉容量在逐渐的扩大，逐渐开始应用高参数的锅炉，但是这些大容量高参数的锅炉在使用时或多或少的会出现一些问题，尤其是过热器和再热器的温度问题，如果该位置使用处于超温运行的状态，就会使锅炉的运行产生巨大的安全隐患，威胁人们的生命安全。电站锅炉在具体应用的过程中，主要是因为两点原因影响过热器和再热器的温度，一点是因为蒸汽侧的温度超标，另一点是因为烟气侧的温度超标，而这两点影响安全的因素也基本都是同时存在的。如果能够监测到烟道内的烟温则可以有效的对过热器和再热器的温度进行控制。

1 利用声学监测技术测温的优势

利用声学监测技术进行测温，主要是对烟道内的温度进行声波方面的测试，监测需要对声波在锅炉烟道内的传播速度进行监测，对声波传播速度的有关的数据进行测量，建立起完善的二维声波温度场，我国专门针对小型电站建立了烟道声波测试法，利用这种方法取代了原本的探针测试法。在利用烟道声波测试法进行测试时，不需要计算热偏差，简化的计算环节，可以迅速的监测出要到内温度的具体分布情况。

2 声学监测技术测量烟道温度的原理

声学监测技术对温度的测量主要是测量声波与温度传播介质之间的速度关系，在测量时需要在烟道的一侧设置测点，测点发出声学信号，信号穿过温度传播介质被另一端的测点接收。因为两个测点之间的距离是不能变化的，所以只需要测算该段声波在这段距离中的平均传播时间，就可以得出整条烟道中温度介质的真实温度了。烟道中温度传播介质与声波传播速度之间的关系如下：

声波在温度介质中的传播速度用c表示，单位是米每秒，测点之间的距离用D表示，单位是米，τ代表了声波在传播路径中的延迟，单位也是米每秒，γ为温度介质的绝热指数，R是指空气常数，m是摩尔量，T表示测量时具体的温度，最后得出的Z为烟道中特殊气体常数。

电站锅炉的炉膛距离大约在20m之内，锅炉在正常运行的状态下，烟道内的烟温不超过1800℃，声音在烟气中的传播速度也不会超过800m/s，所以在得知这些数据的情况下，只需要对声音的传播速度进行测算就可以了，测点的距离是根据炉膛自行设定的。在测量比较复杂的炉膛区域时，要设置多个测点，或者设置交叉测点，测量的数据量要大，这样才能建立起完善的温度测量表，对数据进行全面的组建和分析，保证测量数据的准确性。

测量前需要建立排管式的阵列试验，在排管阵列中设置多个测试点，并保证不能改变阵列排管之间的距离，试验时采用的声波频率就是后期真正测量时的声波频率，这样更方便测量数据与实验数据的对比，保证测量数据的准确。在进行声波测试时，最重要的一点就是确定声波在测量路径中的具体延迟，因为该项数据直接影响了最终数据计算的结果。测量时测点之间的距离为2.287m、3.527m、3.769m、2.582m、3.413m，准确的测点尺寸可以让声波延迟的计算更加精准。

表1 温度测量数据表

在测量结束后，绘制出烟温的具体线性分布图，方便在进行烟道烟温测试时进行测点布置，也可以通过烟温的比对，利用重建算法，准确的测量电站锅炉烟道的截面温度，对锅炉的过热器和再热器进行直观的温度监测。

3 结语

利用声学监测技术对对流烟道的烟温进行监测，有效的体现出了声学测量的优势，并且通过对烟道内测点的布置，可以对整个烟道的截面进行温度监测，保证过热器和再热器不会产生超温的安全危害，并且利用声学监测技术进行烟温监测避免了计算热偏差，简化的烟温的测量流程。由于锅炉的现场条件关系，声学监测的测点布置是一个难题，所以一定要对声学监测的测点进行优化，尽量减少测点的布置数量，通过较少数的测点也能得出精准的测量数据。

[1]张世平，沈国清，安连锁.电站锅炉对流烟道烟温声学监测技术关键[J].仪器仪表学报,2015,01:95-102.

[2]张世平，沈国清，安连锁,牛玉广.基于声学测温的电站锅炉水冷壁局部灰污监测研究[J].热能动力工程，2013，04：409-414+440.

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崔振东（1974—），男，大专，助理工程师。