锅炉煤粉颗粒参数的在线测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于热工测量领域，具体涉及一种双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉 参数在线测量装置。
【背景技术】
[0002] 提高火力发电电厂锅炉效率、降低污染物排放是国家实施节能减排和环境保护的 关键问题之一。其中，电厂锅炉的煤粉管道中的煤粉颗粒浓度、速度和粒度的实时在线测量 对于节能减排、优化控制起到重要作用。但是，由于其作为气固两相流流动状况十分复杂， 给测量带来了很多困难。
[0003] 目前，常用的煤粉颗粒浓度、速度和粒度的在线测量方法有超声法、图像法等。
[0004] 但是，超声法测量所需的物性参数随工况变化较大；图像法测量则对气固两相浓 度等有具体要求。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型克服现有技术中的某种或某些缺陷，提供了一种双激光传感器联用的 电厂锅炉煤粉参数在线测量装置，实现电厂锅炉内煤粉管道内煤粉颗粒参数的实时在线测 量。
[0006] 本实用新型提供了一种锅炉煤粉颗粒参数的在线测量装置，包括：
[0007] 光信号采集单元，用于采集煤粉颗粒的光信号，包括两路探针，在探针上具有煤粉 颗粒流过的测量区域，探针在锅炉煤粉管道内沿煤粉颗粒的运动方向呈上下游布置;以及
[0008] 数据处理单元，与光信号采集单元连接，包括数据采集系统与分析处理系统，用于 对光信号采集单元所采集的信号进行处理。
[0009] 根据本实用新型，有效地提高了电厂锅炉煤粉管道内煤粉参数装置的简易度，同 时提高了可靠性和测量灵敏度。
[0010] 根据本实用新型的一个实施例，在探针上布置有光电元件，光电元件设置在探针 的插入锅炉煤粉管道中的端部附近，并且通过光电元件来接收煤粉颗粒的光信号并将光信 号转换成电信号。在探针内布置有用于照射探针的测量区域的光源，光源设置在探针的与 布置光电元件的端部相对的端部附近。光源为激光器。通过这样设置的测量装置，使得测量 装置结构更为简单和紧凑并且能够进一步提高测量的可靠性。
[0011] 根据本实用新型的一个实施例，探针的测量区域为凹槽，凹槽设置在光电元件附 件，并且从探针主体的外部沿径向方向向内凹陷，这样能够使得测量装置结构简单并且方 便操作
[0012] 根据本实用新型的一个实施例，两路探针分别通过数据线与数据处理单元相连 接。数据采集系统记录并保存光信号采集单元所采集的信号，数据处理单元对数据采集系 统所记录并保存的信号进行处理，所处理的结果被保存于数据采集系统中，从而实现煤粉 颗粒的在线采集和参数计算。
[0013] 根据本实用新型的一个实施例，利用保护材料对光电元件进行密封保护，这样能 够进一步提供测量装置的可靠性并延长测量装置的使用寿命。
[0014] 根据本实用新型的优选实施例，本实用新型的测量装置的数据处理单元对光脉动 信号进行处理，并且根据比尔朗伯特定律：
[0016] 能够得到颗粒粒度与浓度，并将处理得到的颗粒粒度与浓度结构存储于分析处理 系统，其中，r称为对数透射率，是透射光强It与入射光强Ιο的对数比;L是测量光束在测量 区内的光程;Ν是单位体积颗粒数浓度，当光束面积为Α时，该时刻激光照射颗粒数n = NAL; D 是颗粒的平均粒径;kMt是消光系数，它是入射光波长λ、颗粒平均粒径D和颗粒相对折射率m 的函数，可由米氏散射理论求得。据此，结合通过测量区域的颗粒数满足泊松分布，最终可 以得到颗粒粒度与浓度。
[0017] 数据处理单元还能够以两路光脉动信号作为互相关分析的随机信号x(t)和y(t)， 开展两信号的互相关函数分析：
[0019] 其中T为积分平均时间，τ为时间变量，Μτ)在t = 达到最大值，互相关信号的渡 越时间为το。从而能够获得颗粒平均速度ν:ν = (!Λ()，其中d为双激光传感器之间的距离，并 将处理得到的颗粒速度存储于分析处理系统中。
[0020] 本实用新型提供了一种双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数在线测量装置，实 现电厂锅炉内煤粉管道内煤粉颗粒浓度、速度、粒度的实时在线测量，有效提高现有电厂锅 炉煤粉管道内煤粉参数装置的简易度，同时提高测量灵敏度。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型的双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数在线测量装置的结构 不意图；以及
[0022] 图2是本实用新型的双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数在线测量方法的流程 图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图详细地描述本实用新型的双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数 在线测量装置的结构。
[0024] 本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本实用新型的示例性说明， 而非用于对其做出任何限制。
[0025] 图1为本实用新型的双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数在线测量装置的结构 示意图，该测量装置用于测量电厂锅炉煤粉管道内煤粉颗粒的粒度、浓度与速度。
[0026] 如图1所示，双激光传感器联用的电厂锅炉煤粉参数在线测量装置100包括光信号 采集单元1和数据处理单元2,光信号采集单元1通过电缆线15与数据处理单元2连接。
[0027]光信号采集单元1插入电厂锅炉煤粉管道10中，用于采集由于煤粉颗粒流经该光 信号采集单元1的测量区域所导致的光(脉动)信号。
[0028] 数据处理单元2对光信号采集单元1的所采集的信号进行处理，以得到颗粒粒度、 浓度与速度等颗粒参数，并且记录并保存光信号采集单元1的光(强)信号以及数据处理结 果。
[0029] 光信号采集单元1包括两路探针12,两路探针12插入电厂锅炉煤粉管道10中，并且 在煤粉颗粒运动的方向上以上下游的方式布置于电厂锅炉煤粉管道10中。光信号采集单元 1还包括布置在探针12内的作为光源的激光器11以及布置上探针12上的光电元件14。光电 元件14布置在探针12上，并且设置在探针12的插入锅炉煤粉管道10中的端部附近。激光器 11布置在探针12内，并且设置在探针12的与布置光电元件14的端部相对的端部附近，激光 器11发射激光并且用于照射到测量区域13。测量区域13位于探针12上，煤粉颗粒可以流经 该测量区域13,测量区