一种超声波吹灰系统的制作方法

本实用新型涉及锅炉用吹灰系统，更具体地说，它涉及一种超声波吹灰系统。

背景技术：

发电站的供热锅炉在实际运行中尾部烟道的过热器、省煤器、空气预热器受热面的积灰是难以避免的，在运行中，锅炉因受热面积灰造成传热热阻增加，高温烟气与过热器和省煤器的换热效率下降，排烟温度上升，烟气流通截面减少，最终导致恶性循环，迫使锅炉降负荷直至停炉。

在公开号为CN104190248A的中国专利中公开了一种脱硝装置，包括脱硝塔、烟气通道和吹灰系统，所述烟气通道与脱硝塔相连接，所述烟气通道上安装有氨气注入格栅，所述氨气注入格栅上连接有氨气罐，氨气注入格栅上安装有气体混合装置，所述脱硝塔内安装有第一催化板和第二催化板，第一催化板位于第二催化板的上方，第一催化板上方安装有滤网层，吹灰系统安装于脱硝塔的侧壁，吹灰系统安装于滤网层上方一侧，吹灰系统包括自动控制箱、超声波发生器和储气罐。通过在滤网层上方一侧安装吹灰系统，能够利用超声波携带的能量清除滤网层上的积灰，提高了脱硝效果。但该专利中的吹灰系统需要人工监护，并根据烟气通道内的积灰量来人工启闭吹灰系统，及时性较低，导致安全性不高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种超声波吹灰系统，通过积灰监控系统监测烟气通道内的积灰量自动启闭吹灰单元，及时性得到了极大地提高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种超声波吹灰系统，包括烟气通道和吹灰单元，所述吹灰单元包括压缩空气产生装置、超声波发生器、供气管和超声波导管，所述供气管连通着所述压缩空气产生装置和所述超声波发生器，所述超声波导管连通着所述超声波发生器和所述烟气通道，所述烟气通道的内壁沿竖直方向设置有一列灯管，所述超声波发生器和所述压缩空气产生装置耦接有积灰监控系统，所述积灰监控系统包括：监测单元，包括三个位于所述烟气通道内壁上的光强传感器，用于检测所述烟气通道内的光强度，并在三个所述光强传感器的信号输出端分别输出第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号；处理单元，耦接于三个所述光强传感器的信号输出端，用于根据接收到的所述第一光强检测信号、所述第二光强检测信号和所述第三光强检测信号控制所述超声波发生器和所述压缩空气产生装置的启闭。

通过采用上述技术方案，通过沿竖直方向分布的三个光强传感器检测从沿竖直方向设置的灯管发来的光强来判断烟气通道内壁的积灰量，当积灰量超过预定值后，通过处理单元开启超声波发生器和压缩空气产生装置，使吹灰单元开始为烟气通道内壁吹灰，当积灰量低于预定值后，通过处理单元关闭吹灰单元，从而达到了通过积灰监控系统监测烟气通道内的积灰量并自动启闭吹灰单元，极大地提高了及时性；由于光源为沿烟气通道内壁竖直方向设置的灯管，及时灯管局部积灰过多，也可以较全面地检测到烟气通道内的积灰量情况，且用三个光强传感器来进行检测，同时处理单元参考第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号来控制吹灰单元的启闭，从而使积灰监控系统的判断与控制更加准确。

进一步的，三个所述光强传感器沿竖直方向等间距设置在与所述灯管相对的所述烟气通道的内壁上。

通过采用上述技术方案，使三个光强传感器检测到的光强分布更加对称，便于后续处理单元的比对，使处理单元通过三个光强传感器检测到的第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号得到的平均积灰量更加准确。

进一步的，三个所述光强传感器均水平设置在固定于烟气通道的内壁上的空心圆柱罩内，所述空心圆柱罩向内的端部设置有倾斜向下的透明玻璃窗。

通过采用上述技术方案，透明玻璃窗倾斜向下使烟气里的灰尘不易在透明玻璃窗上残留，结合空心圆柱罩，使光强传感器可以准确检测到灯光发出的光强，提高了处理单元判断的准确度。

进一步的，所述处理单元包括：比较电路，耦接于三个所述光强传感器的信号输出端，用于生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号，并将第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号分别与所述第一阈值信号、所述第二阈值信号和所述第三阈值信号比较后，在其输出端输出一控关信号；控关电路，耦接于所述比较电路的输出端，用于根据所述控关信号控制所述超声波发生器和所述压缩空气产生装置与电源之间的通断。

进一步的，三个所述光强传感器分别为第一光强传感器、第二光强传感器和第三光强传感器，所述比较电路包括：第一阈值信号生成电路，具有一第一电阻R1，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第二电阻R2串联后接地，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生所述第一阈值信号；比较器A，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述反相输入端耦接于所述第一光强传感器的信号输出端，同相输入端耦接于第一电阻R1和第二电阻R2之间；第二阈值信号生成电路，具有一第三电阻R3，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第四电阻R4串联后接地，自第三电阻R3和第四电阻R4之间产生所述第二阈值信号；比较器B，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述反相输入端耦接于所述第二光强传感器的信号输出端，同相输入端耦接于第三电阻R3和第四电阻R4之间；第三阈值信号生成电路，具有一第五电阻R5，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第六电阻R6串联后接地，自第五电阻R5和第六电阻R6之间产生所述第三阈值信号；比较器C，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述反相输入端耦接于所述第三光强传感器的信号输出端，同相输入端耦接于第五电阻R5和第六电阻R6之间；与门AND_1，具有三个输入端和一个输出端，其三个输入端分别耦接于比较器A、比较器B和比较器C的输出端，在其输出端输出所述控关信号。

进一步的，所述控关电路包括：NPN三极管Q1，其发射极接地，基极通过一第七电阻R7耦接于与门AND_1的输出端并通过一第八电阻R8与发射极共地；常开继电器KM1，其线圈的第一端耦接于一直流电VCC_2，其线圈的第二端耦接于NPN三极管Q1的集电极，其常开触点开关S1串联于电源与所述超声波发生器和所述压缩空气产生装置的连接之间；第一二极管D1，其正极耦接于常开继电器KM1的线圈的第一端，负极耦接于常开继电器KM1的线圈的第二端。

通过采用上述技术方案，当烟气通道内壁总的积灰量超过预定值后，第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号分别小于第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号，使比较器A、比较器B和比较器C的输出端均输出高电平，与门AND_1输出高电平并经NPN三极管Q1放大后，导通常开继电器KM1，其常开触点开关S1闭合，从而启动吹灰单元进行吹灰。

进一步的，第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5均为可变电阻器。

通过采用上述技术方案，通过调节第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5的阻值可以分别调整第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号的电压大小，从而调节启动吹灰单元所对应的三个光强传感器从灯管处接收到的触发光强，实现工作人员可以根据实际使用环境来调节触发光强的大小，使积灰监控系统的判断更加准确。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

（1）超声波发生器和压缩空气产生装置耦接有积灰监控系统，监测烟气通道内的积灰量并自动启闭吹灰单元，极大地提高了及时性和安全性；

（2）光源为沿烟气通道内壁竖直方向设置的灯管，用三个光强传感器来进行检测，较大地提升了积灰监控系统的判断与控制的准确度；

（3）光强传感器均水平设置在固定于烟气通道的内壁上的空心圆柱罩，所述空心圆柱罩向内的端部设置有倾斜向下的透明玻璃窗，使光强传感器可以准确检测到灯光发出的光强，提高了处理单元判断的准确度；

（4）调节第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5的阻值可调，工作人员可以根据实际使用环境来调节触发光强的大小，使积灰监控系统的判断更加准确。

附图说明

图1为本实施例的超声波吹灰系统的结构示意图；

图2为本实施例的三个空心圆柱罩的内部结构示意图；

图3为本实施例的积灰监控系统的电路图。

附图标记：1、烟气通道；2、吹灰单元；3、压缩空气产生装置；4、超声波发生器；5、供气管；6、超声波导管；7、储气罐；8、电磁阀；9、灯管；10、积灰监控系统；11、监测单元；12、处理单元；13、空心圆柱罩；14、透明玻璃窗；15、比较电路；16、控关电路；17、第一光强传感器；18、第二光强传感器；19、第三光强传感器；20、第一阈值信号生成电路；21、第二阈值信号生成电路；22、第三阈值信号生成电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，一种超声波吹灰系统，包括烟气通道1和吹灰单元2，吹灰单元2包括压缩空气产生装置3、超声波发生器4、供气管5和超声波导管6，供气管5连通着压缩空气产生装置3和超声波发生器4，超声波导管6连通着超声波发生器4和烟气通道1内。压缩空气产生装置3包括储气罐7和安装在储气罐7与供气管5之间的电磁阀8。烟气通道1的内壁沿竖直方向安装有一列灯管9。

如图1和图3所示，超声波发生器4和压缩空气产生装置3的电磁阀8耦接有积灰监控系统10，积灰监控系统10包括：监测单元11，包括三个位于烟气通道1内壁上的光强传感器，三个光强传感器分别为第一光强传感器17、第二光强传感器18和第三光强传感器19，用于检测烟气通道1内的光强度，并在所述三个光强传感器的信号输出端分别输出第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号；处理单元12，耦接于所述三个光强传感器的信号输出端，用于根据接收到的第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号控制超声波发生器4和压缩空气产生装置3的电磁阀8的启闭。第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号的电压值大小分别随着第一光强传感器17、第二光强传感器18和第三光强传感器19接收到的光强大小的增加而增加。

通过沿竖直方向分布的所述三个光强传感器检测从沿竖直方向设置的灯管9发来的光强来判断烟气通道1内壁的积灰量，当积灰量超过预定值后，通过处理单元12开启超声波发生器4和压缩空气产生装置3，使吹灰单元2开始为烟气通道1内壁吹灰，当积灰量低于预定值后，通过处理单元12关闭吹灰单元2，从而达到了通过积灰监控系统10监测烟气通道1内的积灰量并自动启闭吹灰单元2，极大地提高了及时性；由于光源为沿烟气通道1内壁竖直方向设置的灯管9，及时灯管9局部积灰过多，也可以较全面地检测到烟气通道1内的积灰量情况，且用所述三个光强传感器来进行检测，同时处理单元12参考第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号来控制吹灰单元2的启闭，从而使积灰监控系统10的判断与控制更加准确。

如图1和图2所示，所述三个光强传感器沿竖直方向等间距设置在与灯管9相对的烟气通道1的内壁上。所述三个光强传感器均水平设置在固定于烟气通道1的内壁上的空心圆柱罩13内，空心圆柱罩13向内的端部设置有倾斜向下的透明玻璃窗14。透明玻璃窗14倾斜向下使烟气里的灰尘不易在透明玻璃窗14上残留，结合空心圆柱罩13，使光强传感器可以准确检测到灯光发出的光强，提高了处理单元12判断的准确度。

如图1和图3所示，处理单元12包括：比较电路15，耦接于所述三个光强传感器的信号输出端，用于生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号，并将第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号分别与第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号比较后，在其输出端输出一控关信号；控关电路16，耦接于比较电路15的输出端，用于根据控关信号控制超声波发生器4和电磁阀8与电源之间的通断。

比较电路15包括：第一阈值信号生成电路20，具有一第一电阻R1，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第二电阻R2串联后接地，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生第一阈值信号；比较器A，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，反相输入端耦接于第一光强传感器17的信号输出端，同相输入端耦接于第一电阻R1和第二电阻R2之间；第二阈值信号生成电路21，具有一第三电阻R3，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第四电阻R4串联后接地，自第三电阻R3和第四电阻R4之间产生第二阈值信号；比较器B，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，反相输入端耦接于第二光强传感器18的信号输出端，同相输入端耦接于第三电阻R3和第四电阻R4之间；第三阈值信号生成电路22，具有一第五电阻R5，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第六电阻R6串联后接地，自第五电阻R5和第六电阻R6之间产生第三阈值信号；比较器C，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，反相输入端耦接于第三光强传感器19的信号输出端，同相输入端耦接于第五电阻R5和第六电阻R6之间；与门AND_1，具有三个输入端和一个输出端，其三个输入端分别耦接于比较器A、比较器B和比较器C的输出端，在其输出端输出控关信号。

上述电路中，比较器A、比较器B和比较器C均为有源电压比较器，电源接入端耦接于直流电VCC_1，接地端接地。

控关电路16包括：NPN三极管Q1，其发射极接地，基极通过一第七电阻R7耦接于与门AND_1的输出端并通过一第八电阻R8与发射极共地；常开继电器KM1，其线圈的第一端耦接于一直流电VCC_2，其线圈的第二端耦接于NPN三极管Q1的集电极，其常开触点开关S1串联于电源分别与超声波发生器4和电磁阀8的连接之间；第一二极管D1，其正极耦接于常开继电器KM1的线圈的第一端，负极耦接于常开继电器KM1的线圈的第二端。

当烟气通道1内壁总的积灰量超过预定值后，第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号的电压值分别小于第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号的电压值，使比较器A、比较器B和比较器C的输出端均输出高电平，与门AND_1输出高电平并经NPN三极管Q1放大后，导通常开继电器KM1，其常开触点开关S1闭合，从而启动吹灰单元2进行吹灰；当分别相对于第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号的第一光强检测信号、第二光强检测信号和第三光强检测信号任何一者的电压值偏小均使与门AND_1输出低电平，NPN三极管Q1截止，从而使吹灰单元2停止吹灰。

第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5均为可变电阻器。通过调节第一电阻R1、第三电阻R3和第五电阻R5的阻值可以分别调整第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号的电压大小，从而调节启动吹灰单元2所对应的所述三个光强传感器从灯管9处接收到的触发光强，实现工作人员可以根据实际使用环境来调节触发光强的大小，使积灰监控系统10的判断更加准确。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。