一种具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种锅炉燃烧压力脉动控制系统，具体涉及一种具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统。


背景技术：

2.电站锅炉的燃烧系统是火电生产的重要环节，燃料在锅炉内的燃烧状态易受煤质特性、负荷工况的变化、配风的调整等许多运行和控制条件的相互影响，当燃烧不稳定时，炉膛内将发生热声耦合振荡，产生较大的燃烧压力脉动，严重时将影响锅炉的安全稳定运行。我国的能源政策要求电站锅炉尽量燃用劣质或低品位煤种，这导致锅炉燃烧系统发生故障的可能性以及危害性会进一步增加。
3.为了确保锅炉安全稳定运行，降低锅炉燃烧系统故障的发生，需通过使用先进的燃烧监测诊断技术手段，对燃烧设备的状态参数进行监测和分析，判断燃烧系统是否处于最佳的燃烧状态，为运行人员提供相应的对策方案，从而达到减少事故停机损失、提高燃烧效率、降低污染物排放的目的。
4.鉴于燃烧稳定性状态对锅炉安全稳定运行的重要性，采用具有三重冗余功能的燃烧监测诊断技术，实时监测诊断锅炉炉膛内的燃烧状态，有利于提高锅炉运行安全性和可靠性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统，该系统能够提升锅炉的运行安全性，降低锅炉燃烧系统发生故障的概率。
6.为达到上述目的，本实用新型所述的具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统包括光纤压力脉动传感器、锅炉、光源与光信号调理模块、光纤束、数据采集分析器、燃烧压力脉动监测处理中心及反馈控制单元；
7.光纤压力脉动传感器的入口与锅炉的测压口相连通，光纤压力脉动传感器的输出端经光纤束和光源与光信号调理模块的输入端相连接，光源与光信号调理模块的输出端与数据采集分析器的输入端相连接，数据采集分析器的输出端与燃烧压力脉动监测处理中心的输入端相连接，燃烧压力脉动监测处理中心的输出端经反馈控制单元与锅炉的燃料量控制阀及空气量调节阀的控制端相连接。
8.所述光纤压力脉动传感器包括第一光纤探头、第二光纤探头、第三光纤探头、传感器上盖、上隔热层、传感器下盖、下隔热层及透过膜；
9.传感器上盖的底部与传感器下盖的顶部之间设置有上隔热层，传感器下盖的底部设置有下隔热层，传感器下盖的底部设置有测压腔，其中，测压腔内设置有第一金属感受膜片、第二金属感受膜片及第三金属感受膜片，其中，第一金属感受膜片与测压腔的一侧壁之间形成第一真空隔热腔，第二金属感受膜片与测压腔的顶部之间形成第二真空隔热腔，第
三金属感受膜片与测压腔的另一侧壁之间形成第三真空隔热腔，第一光纤探头穿过传感器上盖及上隔热层后穿过传感器下盖的侧壁插入于第一真空隔热腔内，且正对第二金属感受膜片，第二光纤探头穿过传感器上盖后插入于第二真空隔热腔内，且正对第一金属感受膜片，第三光纤探头穿过传感器上盖及上隔热层后穿过传感器下盖的侧壁插入于第三真空隔热腔内，且正对第三金属感受膜片；
10.第一光纤探头、第二光纤探头及第三光纤探头经光纤束和光源与光信号调理模块相连接，测压腔的底部开口处设置有透过膜，其中，所述透过膜上设置有若干引气孔，测压腔通过所述引气孔与锅炉的测压口相连通。
11.还包括安装螺母；安装螺母套接于传感器上盖、上隔热层及传感器下盖的外围。
12.传感器上盖、上隔热层、传感器下盖及下隔热层的轴线重合。
13.传感器上盖、上隔热层、传感器下盖及下隔热层之间通过扩散焊连接。
14.传感器上盖的外径为12mm，长度为15mm，上隔热层的外径为 12mm，厚度为2mm，上隔热层上中心方形孔的边长度2mm，上隔热层的外径为12mm，测压腔的长度为6mm，宽为2mm，高度为2mm，下隔热层的外径为12mm，厚为5mm，下隔热层上中心方形孔的边长2mm；第一光纤探头、第二光纤探头及第三光纤探头的直径均为1mm；第一金属感受膜片、第二金属感受膜片及第三金属感受膜片的边长均为 3mm，厚为1mm；引气孔的孔径为0.5mm。
15.本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型所述的具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统在具体操作时，基于具有三重冗余功能的光纤压力脉动传感器，在传感器头部布置了3块金属感受膜片以及3路光纤探头，被测工质进入测压腔后同时作用于3块金属感受膜片上，再由3路光纤探头同时测量金属感受膜片的形变，实时获得被测工质压力，实现仅需一个测压安装孔同时获得3路压力测量信号，3路压力脉动信号可相互验证，提高锅炉燃烧状态监测诊断的可靠性及准确性，进而提升锅炉的运行安全性，降低锅炉燃烧系统发生故障的概率。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为本实用新型中光纤压力脉动传感器的结构示意图。
19.其中，1为光纤压力脉动传感器、2为光源与光信号调理模块、3为数据采集分析器、4为燃烧压力脉动监测处理中心、5为反馈控制单元、 6为光纤束、7为锅炉、8为第一光纤探头、9为第二光纤探头、10为第三光纤探头、11为传感器上盖、12为上隔热层、13为传感器下盖、14 为下隔热层、15为第三真空隔热腔、16为第三金属感受膜片、17为第一真空隔热腔、18为测压腔、19为透过膜、20为第一金属感受膜片、 21为第二金属感受膜片、22为第二真空隔热腔、23为安装螺母。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。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
本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
21.在附图中示出了根据本实用新型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。
22.参考图1，本实用新型所述的具有冗余功能的锅炉燃烧压力脉动控制系统包括光纤压力脉动传感器1、锅炉7、光源与光信号调理模块2、光纤束6、数据采集分析器3、燃烧压力脉动监测处理中心4及反馈控制单元5；
23.光纤压力脉动传感器1的入口与锅炉7的测压口相连通，光纤压力脉动传感器1的输出端经光纤束6和光源与光信号调理模块2的输入端相连接，光源与光信号调理模块2的输出端与数据采集分析器3的输入端相连接，数据采集分析器3的输出端与燃烧压力脉动监测处理中心4 的输入端相连接，燃烧压力脉动监测处理中心4的输出端经反馈控制单元5与锅炉7的燃料量控制阀及空气量调节阀的控制端相连接。
24.参考图2，所述光纤压力脉动传感器1包括第一光纤探头8、第二光纤探头9、第三光纤探头10、传感器上盖11、上隔热层12、传感器下盖 13、下隔热层14、透过膜19及安装螺母23；
25.传感器上盖11的底部与传感器下盖13的顶部之间设置有上隔热层12，传感器下盖13的底部设置有下隔热层14，传感器下盖13的底部设置有测压腔18，其中，测压腔18内设置有第一金属感受膜片20、第二金属感受膜片21及第三金属感受膜片16，其中，第一金属感受膜片20 与测压腔18的一侧壁之间形成第一真空隔热腔17，第二金属感受膜片 21与测压腔18的顶部之间形成第二真空隔热腔22，第三金属感受膜片 16与测压腔18的另一侧壁之间形成第三真空隔热腔15，第一光纤探头 8穿过传感器上盖11及上隔热层12后穿过传感器下盖13的侧壁插入于第一真空隔热腔17内，且正对第二金属感受膜片21，第二光纤探头9 穿过传感器上盖11后插入于第二真空隔热腔22内，且正对第一金属感受膜片20，第三光纤探头10穿过传感器上盖11及上隔热层12后穿过传感器下盖13的侧壁插入于第三真空隔热腔15内，且正对第三金属感受膜片16。
26.第一光纤探头8、第二光纤探头9及第三光纤探头10经光纤束6和光源与光信号调理模块2相连接，测压腔18的底部开口处设置有透过膜 19，其中，所述透过膜19上设置有若干引气孔，测压腔18通过所述引气孔与锅炉7的测压口相连通。
27.传感器上盖11的外径为12mm，长度为15mm，上隔热层12的外径为12mm，厚度为2mm，上隔热层12上中心方形孔的边长度2mm，上隔热层12的外径为12mm，测压腔18的长度为6mm，宽为2mm，高度为2mm，下隔热层14的外径为12mm，厚为5mm，下隔热层14 上中心方形孔的边长2mm；第一光纤探头8、第二光纤探头9及第三光纤探头10的直径均为1mm；第一金属感受膜片20、第二金属感受膜片21及第三金属感受膜片16的边长均为3mm，厚为1mm；引气孔的孔径为0.5mm。
28.传感器上盖11、上隔热层12、传感器下盖13及下隔热层14的轴线重合，传感器上盖11、上隔热层12、传感器下盖13及下隔热层14之间通过扩散焊连接。安装螺母23套接于传感
器上盖11、上隔热层12及传感器下盖13的外围。
29.本实用新型的工作过程为：
30.锅炉7内的高温烟气经引气孔进入测压腔18，第一金属感受膜片20、第二金属感受膜片21及第三金属感受膜片16在高温烟气压力的作用下产生形变，光源与光信号调理模块2发射测量光束，并分别通过第一光纤探头8、第二光纤探头9、第三光纤探头10传递至第一金属感受膜片 20、第二金属感受膜片21及第三金属感受膜片16，经第一金属感受膜片20、第二金属感受膜片21及第三金属感受膜片16反射后又分别经第一光纤探头8、第二光纤探头9、第三光纤探头10返回光源与光信号调理模块2，光源与光信号调理模块2将三个方向的反射光转换为电压信号；
31.数据采集分析器3根据燃烧压力脉动监测处理中心4设置的采样频率实时采集光源与光信号调理模块2输出的电压信号，并将所述电压信号输出到燃烧压力脉动监测处理中心4中；
32.燃烧压力脉动监测处理中心4将所述电压信号转换成实时压力，燃烧压力脉动监测处理中心4根据所述实时压力生成锅炉7的燃料及空气量调节指令，然后将所述锅炉7的燃料及空气量调节指令发送给反馈控制单元5，反馈控制单元5根据所述锅炉7的燃料及空气量调节指令控制锅炉7的燃料量控制阀及空气量调节阀，以实时调节进入到锅炉7的燃料量及空气流量，使得所述实时压力在预设范围内，以确保锅炉7燃烧稳定，将燃烧压力脉动始终控制在安全稳定区域。
33.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，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，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。