专利名称：电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置及测量方法。
背景技术：
电站锅炉喷燃器理论切圆直径是火电机组安全经济运行的重要设计参数，其数值大小直接关系到炉内空气动力场的具体分布，进而影响到整个炉内的燃烧情况。理论切圆直径增大，对炉内燃烧有如下优势1)旋转动量增大，扰动强烈，对燃料的燃尽有利；2)火焰中心接近一次风嘴，煤粉的着火条件好；3)炉膛充满度好，炉膛利用率高，使水冷壁传热效果增强。但喷燃器理论切圆直径过大时带来的问题有1)实际切圆直径增大，贴壁风速升 高，高温烟气容易贴墙引起结焦；2)喷燃器易变形、超温烧坏；3)炉膛中心弱风区过大，使炉膛容积利用率降低；4)由于初始旋流强度大，衰减速度减小，使炉膛出口残余扭转增大，对防止炉膛出口烟温偏差不利。喷燃器理论切圆直径减小时，对燃烧的稳定性会产生不利影响，综合比较，需要针对不同煤种、不同炉型确定恰当的切圆直径。现阶段，由于切圆直径设计或调整不恰当而引起的机组安全事故层出不穷，给电力企业的安全生产带来了巨大隐患。长期以来，理论切圆直径一直采用传统拉线的方法，该方法需要在炉顶吊垂线，并在测量平面拉线，工作量大；且影响因素多，测量数据粗糙，误差大，因此，业内亟待出现一种简单准确的测量方法。论文“采用激光技术对燃烧器进行校正的试验研究”提到一种采用测量垂直与水平两束激光间的距离来获得假想切圆直径的方法，该方法存在的不足1)采用传统拉线的方法来确定炉膛平面几何中心，准确度较低；2)需要测量两束不同方向激光间的距离，操作难度高，且累积误差大；3)测量设备复杂，工作量较大。因此，发明一种简单、可靠的设备及方法对炉内理论切圆直径进行精确测量，对机组安全、稳定、经济运行有着积极的指导意义。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置及测量方法，它具有装置简单，测量参数少，准确度高的优点。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置，包括矩形钢板、红外线发生器、水平仪；所述红外线发生器安装在矩形钢板表面纵向中心线的卡槽中；所述水平仪安装在矩形钢板表面的一角的卡槽中。上述一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置的测量方法，分为以下具体步骤步骤(1)，将电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置置于喷燃器圆筒内；所述喷燃器圆筒放置于炉膛的四个角；步骤(2)，打开红外线发生器；
步骤(3)，测量红外线落点与对角墙线的距离；步骤(4)，建立炉膛截面直角坐标系并作辅助线，根据已知的炉膛尺寸及测量数据，通过计算求得理论切圆直径。所述步骤(I)的矩形钢板在喷燃器圆筒内水平放置，矩形钢板边缘与圆筒内壁无缝隙。
所述步骤(2)的红外线发生器发出的红外线与矩形钢板纵向中线重合。所述步骤(4)的计算方法为红外线发生器发出的红外线从炉膛一角出发，红外线经过点E射到对面的炉墙N上，测量对面炉墙的目标距离丽的长度(见图2)。然后，根据已知的炉膛尺寸及唯一的测量数据MN，通过一系列的计算，求得喷燃器的理论切圆直径，具体求解方法为已知炉膛尺寸及测量数据炉膛宽度AB =⑶=a,炉膛长度BC = DA = b，测量数据丽=C，四角为全等等边直角三角形，其直角边长度BM = BG = d，E、F、H分别为三角线的中点，过O、P两点作OR、PQ边的垂线，过H、P、F三点做BC边的垂线。求理论切圆直径20R，OR为喷燃器理论切圆的半径。具体计算方法如下以点E为原点建立直角坐标系通过计算可得N、O两点的坐标分别为卩-c-
J,!ZI. I.
UJ通过Ε、Ν两点的直线方程为(6-c-γ).γ-(α-;χν = 0(I)x、y为自变量。那么，理论切圆直径为20R = 2(h-c-—)*(^-)-(a--)*(^-)/J(b-c-—)2 +(a--)2 (2)
222 2 V22也可由采用三角形相似求得理论切圆直径，为
A(IXAA20R = 2E0*PQ/EP = [^ + c + ^*(b-c-Y)/{a-^)]*(a-d)/(3)J(a-df +[(a-d)*(b-c-y) /(a —备)]2本发明的有益效果针对不同煤种、不同炉型给出恰当的切圆直径，装置简单，测量参数少，准确度高。减少因高温烟气贴墙引起的结焦事故；减少喷燃器易变形、超温烧坏事故；使炉膛中心弱风区合适，使炉膛容积利用率提高；杜绝了由于初始旋流强度大，衰减速度减小，造成的炉膛出口残余扭转增大和炉膛出口烟温偏差不利影响。炉膛平面几何中心容易准确定位；不需要测量多束激光间的距离，操作简单，测量设备简单，工作量较小。
图I为测量装置示意图；图2为炉膛截面及计算方法示意图；其中，I、矩形钢板，2、红外线发生器，3、水平仪，4、红外线。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图I所示，一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置，包括矩形钢板I、红外线发生器2、水平仪3 ;所述红外线发生器2安装在矩形钢板I表面纵向中心线的卡槽中；所述水平仪3安装在矩形钢板I表面的一角的卡槽中。所述红外线发生器2发出的红外线4与矩形钢板I纵向中线重合。某发电公司3#机组发生较为严重的结焦现象，在较短的时间内发生了两起掉焦灭火事故，严重威胁了机组及电网设备的安全。公司立即成立了专家组对事故原因进行分析，经过讨论专家组针对锅炉运行方式及设备结构等提出了五点可能原因，其中一种可能原因即为切圆直径过大而引起的贴壁风速较高，高温烟气附带煤粉、灰渣贴墙引起结焦。为彻底弄清事故原因，检修指挥部决定在机组小修期间测量炉内喷燃器理论切圆直径。已知炉膛尺寸为a=10240mm、b=l 1360mm、d=280mm,实地测量目标长度c=395mm,求该喷燃器的理论切圆直径。将a、b、C、d具体数值分别代入式(2) (3)可得
权利要求
1.一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置，其特征是，包括矩形钢板、红外线发生器、水平仪；所述红外线发生器安装在矩形钢板表面纵向中心线的卡槽中；所述水平仪安装在矩形钢板表面的一角的卡槽中。
2.如权利要求I所述的一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置，其特征是，所述矩形钢板在喷燃器圆筒内水平放置，矩形钢板边缘与圆筒内壁无缝隙。
3.如权利要求I所述的一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置，其特征是，所述红外线发生器发出的红外线与矩形钢板纵向中线重合。
4.如权利要求I或2或3所述的一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置的测量方法，其特征是，所述具体步骤如下 步骤(1)，将电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置置于喷燃器圆筒内；所述喷燃器圆筒放置于炉膛的四个角； 步骤(2)，打开红外线发生器； 步骤(3)，测量红外线落点与对角墙线的距离； 步骤(4)，建立炉膛截面直角坐标系并作辅助线，根据已知的炉膛尺寸及测量数据，通过计算求得理论切圆直径。
5.如权利要求2所述的一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量方法，其特征是，所述步骤(4)的计算方法为 红外线发生器发出的红外线从炉膛一角出发，红外线经过点E射到对面的炉墙N上，测量对面炉墙的目标距离MN的长度，然后，根据已知的炉膛尺寸及唯一的测量数据MN，通过一系列的计算，求得喷燃器的理论切圆直径，具体求解方法为 已知炉膛尺寸及测量数据炉膛宽度AB = OT = a，炉膛长度BC = DA = b，测量数据MN = C，四角为全等等边直角三角形，其直角边长度BM = BG = d，E、F、H分别为三角线的中点，过O、P两点作OR、PQ边的垂线，过H、P、F三点做BC边的垂线，求理论切圆直径20R ；具体计算方法如下 以点E为原点建立直角坐标系 通过计算得N、O两点的坐标分别为
全文摘要
本发明公开了一种电站锅炉喷燃器切圆直径测量装置及测量方法，测量装置主要由矩形钢板、红外线发生器、水平仪组成。其中，在钢板纵向中线与左下位置加工卡槽，用于固定安装红外线发生器及水平仪。利用红外线可见性、定位性好的特点可以准确测量目标距离，并通过较简易的几何计算就能得到理论切圆直径。该测量方法装置简单，测量参数少，准确度高。目前，该装置及计算方法已成功应用于多家火电公司发电机组的炉内理论切圆测量，运行数据结果证明了测量数据准确、可靠。
文档编号G01B11/08GK102927919SQ201210421500
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者姜波, 刘福国, 苗长信 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司