一种基于超声波的锅炉水平烟道过、再热器超温检测系统的制作方法

本技术涉及锅炉，尤其是涉及一种基于超声波的锅炉水平烟道过、再热器超温检测系统。

背景技术：

1、过热器和再热器是电厂锅炉水平烟道的重要部件，多采用管阵列结构，用于提高蒸汽温度，从而提高电厂热力循环效率；过热器和再热器是锅炉中工质温度最高的部件，过热蒸汽的吸热能力差，对管子的冷却能力较低，而过热器和再热器又直接布置在水平烟道，直接接受炉膛高温烟气流的冲刷，这使得过热器和再热器成为锅炉受热面中工作条件最恶化的部件；因此防止过热器和再热器管壁超温过热，保证管子金属温度长期安全工作在设计的允许值范围内，是锅炉机组运行中必须考虑的重要问题，过热器和再热器管壁温度检测是进行运行调节、寿命管理及水动力调整的重要依据。

2、当前，过热器和再热器的温度检测方法主要分为两种：数学建模计算法和热电偶测量法；数学建模计算法通过建立过热器、再热器温度场数学模型间接获得管壁温度，但模型建立需要采用许多假设条件，加上许多模型参数的测量技术尚未成熟，测量结果总存在误差，准确性较差；热电偶测量法是在炉内过热器和再热器管壁上直接安装热电偶测量端，这样可以提高温度测量的准确性，但由于热电偶长期暴露于炉膛环境，受到高温辐射、磨损和腐蚀等恶劣条件的影响，使用寿命很短。

技术实现思路

1、为了提高过热器、再热器管道温度检测的准确性，同时保证检测系统的使用寿命，本技术提供一种基于超声波的锅炉水平烟道过、再热器超温检测系统。

2、本技术提供的一种基于超声波的锅炉水平烟道过、再热器超温检测系统采用如下的技术方案：

3、一种基于超声波的锅炉水平烟道过、再热器超温检测系统，包括超声波换能器、超声波传感器、超声波导管及工控机；

4、超声波导管设置于锅炉水平烟道的相对两侧壁上，且与过热器、再热器管道阵列方向垂直设置，超声波导管两端端部分别位于锅炉水平烟道内外两侧；

5、超声波导管位于锅炉水平烟道外侧的一端均设置有超声波换能器和超声波传感器；超声波换能器用于产生超声波信号，超声波信号通过超声波导管传入锅炉水平烟道内部，由锅炉水平烟道另一侧的超声波传感器接收，并由超声波传感器转换为电信号；

6、工控机与超声波换能器和超声波传感器均信号连接，用于控制超声波换能器和超声波传感器的启闭；且工控机中存储有预设处理程序，还用于接收并处理超声波传感器转换的电信号，输出过热器、再热器管道温度检测值。

7、通过采用上述技术方案，工控机接收超声波传感器同侧和另一侧的两个超声波传感器转换的电信号，对两个电信号进行处理后，得到过热器、再热器管道温度；本技术采用非接触式检测，避免了锅炉水平烟道内高温烟气对超声波换能器和超声波传感器的损坏，提高了过热器、再热器管道温度检测系统的使用寿命，同时，保证过热器、再热器管道温度检测的准确性。

8、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：锅炉水平烟道的相对两侧壁上均开设有让位孔，超声波导管耦合穿设于让位孔内。

9、通过采用上述技术方案，避免烟气从锅炉水平烟道和超声波导管之间的缝隙泄漏。

10、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：让位孔对应锅炉水平烟道内过热器、再热器管道之间的间隙开设。

11、通过采用上述技术方案，便于超声波信号在锅炉水平烟道两侧壁之间的传播，提高超声波传感器接收的超声波信号的质量，进而提高过热器、再热器管道温度检测的准确性。

12、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：过热器、再热器管道之间设置有鳍片时，鳍片上对应于让位孔位置开设有通孔。

13、通过采用上述技术方案，便于超声波信号在锅炉水平烟道两侧壁之间的传播，避免鳍片对超声波信号进行反射，提高超声波传感器接收的超声波信号的质量，进而提高过热器、再热器管道温度检测的准确性。

14、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：超声波换能器和超声波导管之间设置有隔热材料层；超声波传感器和超声波导管之间也设置有隔热材料层。

15、通过采用上述技术方案，避免超声波换能器和超声波传感器受到高温的影响。

16、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：超声波导管采用耐高温超声波导管。

17、通过采用上述技术方案，便于超声波导管更好地适应锅炉水平烟道内的高温环境，避免其收到锅炉水平烟道内高温烟气的影响。

18、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：超声波换能器、超声波传感器和超声波导管沿锅炉水平烟道轴向间隔设置有多组。

19、通过采用上述技术方案，对锅炉水平烟道轴向，实现过热器、再热器管道温度的多路径检测，进一步提高过热器、再热器管道温度检测的准确性，更好地避免过热器、再热器管道超温造成锅炉安全风险。

20、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：超声波换能器、超声波传感器和超声波导管沿过热器、再热器管道阵列方向间隔设置有多组。

21、通过采用上述技术方案，对过热器、再热器管道阵列方向，实现过热器、再热器管道温度的多路径检测，进一步提高过热器、再热器管道温度检测的准确性，更好地避免过热器、再热器管道超温造成锅炉安全风险。

22、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：超声波传感器和工控机之间还连接有信号调理器，信号调理器用于接收超声波传感器输出的电信号，并对电信号进行初步处理后传送至工控机。

23、通过采用上述技术方案，信号调理器对电信号进行信号放大处理。

24、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括报警装置，报警装置与工控机信号连接；工控机中保存有第一温度阈值，当过热器、再热器管道温度检测值大于等于第一温度阈值时，工控机输出报警信号；报警装置接收报警信号，并响应于报警信号工作。

25、通过采用上述技术方案，当过热器、再热器管道温度过高时，报警装置及时报警，以提醒电厂工作人员及时采取措施。

26、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：工控机还连接锅炉风机；工控机中保存有第二温度阈值和第三温度阈值，第二温度阈值大于第三温度阈值且小于第一温度阈值；当过热器、再热器管道温度检测值小于第三温度阈值，工控机控制锅炉风机提高运行功率；当过热器、再热器管道温度检测值大于第二温度阈值时，工控机控制锅炉风机降低运行功率。

27、通过采用上述技术方案，根据过热器、再热器管道温度检测值的小大，实时调整锅炉风机的运行功率，从而使得过热器、再热器管道温度可以保持安全运行状态。

28、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

29、1.相对于现有技术中热电偶测量法，本技术采用非接触式检测，避免了锅炉水平烟道内高温烟气对超声波换能器和超声波传感器的损坏，提高了过热器、再热器管道温度检测系统的使用寿命；

30、2.相对于现有技术中数学建模计算法，本技术中只采用了延时估计算法，假设条件较少，且所需参数均为检测值或已知常量，因此对于过热器、再热器管道温度的检测准确性更高；

31、3.通过锅炉水平烟道轴向和过热器、再热器管道阵列方向多点检测，实现过热器、再热器管道温度的多路径检测，进一步提高过热器、再热器管道温度检测的准确性，更好地避免过热器、再热器管道超温造成锅炉安全风险。