一种锅炉燃烧压力脉动控制系统的制作方法

1.本发明属于自动控制领域，涉及一种锅炉燃烧压力脉动控制系统。


背景技术：

2.电站锅炉煤粉燃烧过程是一种带有剧烈放热化学反应的流动现象，它包含着流动、传热传质和燃烧化学反应以及他们之间的相互作用，是发生在较大空间范围内的、不断脉动的、具有明显三维特征的复杂物理化学过程。电站锅炉的燃烧系统是火电生产的重要环节，燃烧状态的好坏不仅受到许多运行和控制条件的相互影响，如煤质特性、负荷工况的变化、配风的调整，还受到许多设备因素的制约。锅炉的燃烧系统控制非常复杂，需确保锅炉始终在燃烧稳定工作范围内运行，一旦锅炉内发生燃烧不稳定，则易引发结焦结渣、熄火和co排放量增大等问题，严重时有可能出现锅炉爆炸等恶性事故。对锅炉燃烧状态的精准监测是锅炉燃烧控制的首要任务，现有锅炉燃烧监测主要通过监测燃烧火焰的变化判断锅炉内燃烧稳定性状态，燃烧压力脉动是燃烧不稳定的另一重要表征参数。准确测量获得锅炉内高温烟气的燃烧压力脉动，可提高锅炉燃烧状态诊断的准确度，提升锅炉的运行安全性，然而现有技术中并没有给出能够准确控制锅炉燃烧压力脉动的公开。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种锅炉燃烧压力脉动控制系统，该系统能够实现锅炉燃烧压力脉动的控制。
4.为达到上述目的，本发明所述的锅炉燃烧压力脉动控制系统包括电涡流式动态压力传感器、数据采集仪、控制单元及燃烧压力脉动监测中心；
5.电涡流式动态压力传感器插入于锅炉炉膛内，电涡流位移传感器的输出端与数据采集仪的输入端相连接，数据采集仪的输出端与燃烧压力脉动监测中心的输入端相连接，燃烧压力脉动监测中心的输出端与控制单元的输入端相连接，控制单元的输出端与锅炉的炉膛氧量控制端、煤粉细度控制端以及配风控制端相连接。
6.所述电涡流式动态压力传感器包括电涡流位移传感器、上密封外壳、真空外壁、下密封外壳、密封膜及安装螺母；
7.上密封外壳、真空外壁及下密封外壳自上到下依次分布，上密封外壳上设置有通孔，真空外壁上设置有真空隔热腔，下密封外壳上设置有引压孔，其中，所述通孔与真空隔热腔相连通；
8.电涡流位移传感器的探头自上到下插入于所述通孔内，下密封外壳与真空外壁之间设置有隔热材料层，隔热材料层的中部设置有金属感受膜片，真空隔热腔与引压孔之间通过金属感受膜片分隔，真空外壁与上密封外壳之间通过安装螺母相连接，其中，安装螺母套接于真空外壁及上密封外壳的外壁上；下密封外壳的底部设置有密封膜，其中，引压孔的下端通过密封膜封闭，且密封膜上设置有若干引气过滤孔，各引气过滤孔正对所述引压孔，且各引气过滤孔均匀分布；
9.下密封外壳插入于锅炉炉膛内。
10.电涡流位移传感器的探头直径为5mm，长为20mm；
11.上密封外壳的外径为12mm，内径为5mm，高为18mm；
12.真空外壁的外径为12mm，内径为5mm，高为2mm；
13.下密封外壳的外径为10mm，内径为6mm，高为6mm；
14.金属感受膜片的外径为8mm，厚度为1mm；引气过滤孔的孔径为0.5mm。
15.电涡流位移传感器、上密封外壳、真空外壁及下密封外壳的轴线重合。
16.上密封外壳与真空外壁通过扩散焊连接。
17.通过扩散焊将真空外壁与下密封外壳连接。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明所述的锅炉燃烧压力脉动控制系统在具体操作时，采用非接触式的电磁感应原理，利用电涡流位移传感器测量金属感受膜片的变形位移，根据变形位移与压力的正比关系，直接获得锅炉炉膛内气体的实时压力，且采用真空隔热腔以及隔热材料层阻止炉膛内气体的热量往外传递，保护电涡流位移传感器在高温被测工质下正常工作。在实际操作时，可以将电涡流式动态压力传感器安装在锅炉的炉膛壁上，直接测量获得炉膛内高温烟气的压力脉动情况，根据压力脉动频率以及幅值对锅炉的燃烧稳定性状态进行诊断和控制，提高锅炉的燃烧状态监测诊断和控制的准确度，有利于提升锅炉的运行安全性。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图。
21.图2为电涡流式动态压力传感器的结构示意图。
22.其中，1为电涡流式动态压力传感器、2为数据采集仪、3为燃烧压力脉动监测中心、4为控制单元、5为锅炉、6为电涡流位移传感器、7为上密封外壳、8为真空外壁、9为隔热材料层、10为下密封外壳、11为引压孔、12为密封膜、13为金属感受膜片、14为真空隔热腔、15为安装螺母。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
25.参考图1及图2，本发明所述的锅炉燃烧压力脉动控制系统包括电涡流式动态压力
传感器1、数据采集仪2、控制单元4及燃烧压力脉动监测中心3；
26.所述电涡流式动态压力传感器1包括电涡流位移传感器6、上密封外壳7、真空外壁8、下密封外壳10、密封膜12及安装螺母15；
27.上密封外壳7、真空外壁8及下密封外壳10自上到下依次分布，上密封外壳7上设置有通孔，真空外壁8上设置有真空隔热腔14，下密封外壳10上设置有引压孔11，其中，所述通孔与真空隔热腔14相连通。
28.电涡流位移传感器6的探头自上到下插入于所述通孔内，下密封外壳10与真空外壁8之间设置有隔热材料层9，隔热材料层9的中部设置有金属感受膜片13，真空隔热腔14与引压孔11之间通过金属感受膜片13分隔，真空外壁8与上密封外壳7之间通过安装螺母15相连接，其中，安装螺母15套接于真空外壁8及上密封外壳7的外壁上；下密封外壳10的底部设置有密封膜12，其中，引压孔11的下端通过密封膜12封闭，且密封膜12上设置有若干引气过滤孔，各引气过滤孔正对所述引压孔11，且各引气过滤孔均匀分布。
29.下密封外壳10插入于锅炉5炉膛内，电涡流位移传感器6的输出端与数据采集仪2的输入端相连接，数据采集仪2的输出端与燃烧压力脉动监测中心3的输入端相连接，燃烧压力脉动监测中心3的输出端与控制单元4的输入端相连接，控制单元4的输出端与锅炉5的炉膛氧量控制端、煤粉细度控制端以及配风控制端相连接。
30.电涡流位移传感器6的探头直径为5mm，长为20mm；
31.上密封外壳7的外径为12mm，内径为5mm，高为18mm；
32.真空外壁8的外径为12mm，内径为5mm，高为2mm；
33.下密封外壳10的外径为10mm，内径为6mm，高为6mm；
34.金属感受膜片13的外径为8mm，厚度为1mm；引气过滤孔的孔径为0.5mm。
35.电涡流位移传感器6、上密封外壳7、真空外壁8及下密封外壳10的轴线重合；上密封外壳7与真空外壁8通过扩散焊连接，通过扩散焊将真空外壁8与下密封外壳10连接。
36.本发明的具体工作过程为：
37.锅炉燃烧压力脉动控制系统工作时，炉膛内的气体通过引气过滤孔过滤后进入引压孔11中，金属感受膜片13在炉膛内气体压力的作用下产生形变，通过电涡流位移传感器6测量所述形变变化量，并将其转换成电压信号后输出，根据传感器的标定曲线，即电压与压力之间的曲线关系，实时获得炉膛内气体的压力大小，在测量过程中，通过真空隔热腔14及隔热材料层9的共同隔热作用，以确保电涡流位移传感器6不被高温被测工质烧损。数据采集仪2按燃烧压力脉动监测中心3控制的采样频率实时采集电涡流式动态压力传感器1输出的电压信号，并将所述电压信号输出给燃烧压力脉动监测中心3，燃烧压力脉动监测中心3对数据采集仪2输出的电压信号转换成实时压力，根据所述实时压力幅值及频率通过控制单元4控制锅炉5炉膛的氧量、煤粉细度及配风方式，确保锅炉5燃烧稳定，将燃烧压力脉动始终控制在安全稳定区域。
38.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。