专利名称：锅炉冷态试验自动测试系统及其试验方法
技术领域：
本发明属于煤粉燃料锅炉的冷态试验的装置和方法。
背景技术：
冷态试验是电站锅炉重要的试验项目，通过它可以了解到影响锅炉燃烧的有关风门的调节特性，根据风门特性曲线可将燃烧器出口风速调平并测得炉内气流的动力状况，为热态燃烧调整提供参考依据，因此，做好冷态试验对锅炉安全、经济运行有很大的帮助。
直流燃烧器四角喷燃是我国电站锅炉最重要的燃烧方式，此类锅炉进行冷态试验的传统测试方法，是在炉外风管和炉内燃烧器出口处由试验人员手持测试仪器逐个喷口进行风速测量，这种方法存在着如下缺点a.工作环境差炉内噪音大、粉尘飞扬且夏季酷热(可达60℃以上)、冬季寒冷，给试验人员的身体健康造成了很大的危害。
b.劳动强度大试验人员在恶劣的环境中爬上梯子，在高空中面对30～50m/s的风速进行风速测量，不仅劳动强度大，而且还有危险。
c.试验耗时长锅炉燃器喷口数量很多，每一工况需用人工对各喷口进行多点测量，为获取完整的风门特性曲线，须进行多工况的测量，因此耗时较长，为保证试验质量及试验人员安全，在试验过程中，需作适当休息，不仅增加了试验时间，还使风机用电量增加。
d.试验精度低手持仪器对着每秒几十米的风速进行测量，手臂晃动无法避免，自然也无法保证仪器稳定和角度正确，试验精度受到很大影响。

发明内容
本发明的目的是提供一种应用于锅炉冷态试验的风速自动测量系统装置，以便快速测定燃烧器各喷口的出口风速，得到各喷口的风门特性曲线并将各喷口出风速调平，为热态燃烧调整提供帮助。
本发明的另一个目的是根据自动测试系统的特点，建立与之相配套的试验方法，以实现锅炉冷态试验的非人工测量(自动测量)。
本发明的又一目的是提供一种适用于锅炉冷态自动测试系统风速测量的探头。
本发明的还有一个目的是提供一种锅炉冷态自动测试系统的无线收发装置包括差压无线收发器和主控无线收发器。
本发明的技术方案如下该锅炉冷态试验方法是将多只风速测量探头根据网格法测量的位置要求固定在燃烧出口的测量位置处测得每个点的差压信号，送连接管路将多点差压信号平均后，经差压变送器将压力信号转换成电信号；再通过A/D转换将模拟量转换为数字量送入微处理器进行处理并以无线通讯方式将处理后的数据发送给接收器并输入计算机，由计算机对采集到的数据进行处理、储存、输出测量结果。所述方法的锅炉冷态试验自动测试系统包括差压测量装置、与差压测量装置用管路连接的差压无线收发器、主控处理装置；差压测量装置由探头、传压管路、多通接头组成；支撑固定装置有一支撑杆，在支撑杆上有若干个横向导杆；探头呈网格状分别装设在导杆上；差压无线收发器装在支撑杆上。所述测量探头为改进型毕托管，在管的头部有一全压感压孔，在管身上绕管身一周开有静压感压孔，在管的后部有滑套，其尾部呈“Y”形，装有2只耐压快速管接头。差压无线收发器由差压变送器、A/D转换器、微处理器、无线收发器及电池、电源模块组成，差压信号经差压变送器转换电压信号，电压信号经A/D转换器转换成数字量输入微处理器处理；处理后的数据通过无线收发器发送给主控无线收发器；电源管理模块将电池组电源逆变成不同电压等级的电源分别向差压传感器、A/D转换器、微处理器、无线收发器供电。主控处理装置包括主控无线收发器、通讯接口、计算机，主控无线收发器能够接收计算机的命令，以无线通讯方式转发给差压无线收发器，另一方面还能以无线通讯方式接收差压无线收发器的上传数据，再经通讯接口传送给计算机。
本发明的积极效果是该自动测试系统及其试验方法具有安装简便、测量布点合理、数据传输顺畅、工作稳定性高、数据处理快捷、试验人员无需进入炉内进行测量等优点，使冷态试验时间缩短为人工测量的十分之一左右，且从根本上改善了试验人员的工作环境，大大降低了劳动强度。。


下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明方法工作原理方框图；图2是自动测试系统示意图；图3是测量探头结构示意图；图4是支撑固定装置及设备安装示意图；
图5是探头网格法布置及连接示意图；图6是差压无线收发器原理方框图；图7是主控处理装置方框图。
图中，1.探头，2.差压测量装置，3.差压无线收发器，4.主控处理装置，5.全压感压孔，6.静压感压孔，7.滑套，8.顶丝孔，9.快速接头，10.静压输出孔，11.全压输出孔，12.管夹，13.导杆，14.支撑杆，15.滑套，16.燃烧器喷口，17.多通接头，18.传压管路。
具体实施例方式
参照图2，本发明的自动测试系统由测量探头(1)、连接管路和多通接头组成的差压测量装置(2)、差压无线收发器(3)、主控处理装置(4)组成整个测试系统。
参照图5，差压测量装置包括风速测量探头、传压管路、多通接头。
参照图3和图4，风速测量探头是由毕托管测量流体动压的工作原理，根据炉内自动测量装置的结构需要而设计，每个喷口的一般使用4只探头，每只探头的头部有全压感压孔(5)，侧面圆柱表面开有静压感压孔(6)、探头的几何结构符合国家技术检定规程JJG518-98(毕托管)的要求，探头尾部安装有两只耐压快速接头(9)，将探头测得的全压和静压输出。探头后部的滑套(7)可以使探头沿导杆(13)轴向移动和沿导杆轴心转动，以满足不同燃烧器喷口对探头间距离的要求，并通过角度调节使探头全压感压孔(5)正对着气流方向，滑套(7)通过顶丝(8)与导杆(13)固定。导杆的中间设有滑套(15)，滑套(15)和支撑杆(14)间的连接与探头滑套(7)和导杆之间的连接相同。整个自动测试系统的所有探头及差压无线收发器(3)都是固定在支撑杆(14)上的，支撑杆两头为管夹(12)，管夹通过顶丝将支撑杆固定在喷燃器喷口上，探头(1)、导杆(13)、差压无线收发器(3)、支撑杆(14)与燃烧器喷口(6)之间的连接如图4。参照图5，探头位置根据网格法测量的布点要求布置，探头尾部的全压和静压输出管上的快速接头与管道连接至对应的多通接头(17)，两只多通接头分别引出一根传压管，将平均后的差压(动压)引入差压无线收发器(3)。
差压无线收发器将多通接头输入的差压信号由差变送器转换成与之成比例关系的电压信号，再经A/D转换器转换成与差压信号对应的数字量，输入微处理器。电池组干电池组成，经电源管理模块逆变成不同电压等级的电源，分别供给差压变送器、A/D转换器、微处理器和无线收发器。A/D转换器接受微处理器的控制，定时将模拟量信号转换成数字量信号送给微处理器；无线收发器一方面接收主控无线收发器以无线方式发来的命令，传送给微处理器，另一方面将微处理器处理过的数据以无线方式发送给主控无线收发器，该器件受微处理器的控制，具有休眠和自动唤醒功能，这样可大大降低其平均功耗，为系统能长期稳定工作创造了有利条件。
微处理器是差压无线收发器中的核心部件，除控制A/D转换器、电源管理模块和无线收发器外，还具有数据处理、鉴别主控无线收发器发出的命令、发送数据和故障诊断等功能。微处理器采集信号的周期为t，内部设有n个数据存贮器，存放数据采用先进先出的原则，这样就保证了数据存贮器中的数据始终为最后n×t秒内的数据。微处理器在处理数据时，采用去掉m个最大值，去掉m个最小值，剩下的(n-2m)个值进行算术平均，结合先进先出方式，这样就实现了实时滤波，既保证了数据的实时性，又提高了抗干扰能力。
每个差压无线收发器具有独立的通讯地址，主控处理装置以广播的方式发出上传数据命令，此命令中含有地址信息，所有的差压无线收发器均收到此命令，每一个差压无线收发器首先检测命令中的地址是否与自己的相同，若地址相同，则将处理过的数据通过无线收发器发给主控无线收发器，否则忽略此命令。
每个差压无线收发器的外壳上设有1个指示灯，每次成功接收命令并发送数据后，指示灯闪亮一下。
参照图7，主控处理装置包括计算机、通讯接口、主控无线收发器。
主控无线收发器采用与差压无线收发器相似的技术，并设有通讯接口，一方面能够接受电脑的命令，以无线方式转发给差压无线收发器；另一方面还能以无线通讯方式将接收到的差压无线收发器的上传数据传送给计算机，由计算机进行数据处理并输出测量结果。
权利要求
1.一种锅炉冷态试验方法，其特征是它是将多只风速测量探头固定在燃烧出口呈网格状分布的测量位置处测得每个点的差压信号，送连接管路经多通接头将每一喷口测得的多点差压信号平均后，输出给差压变送器，经差压变送器将压力信号转换成电信号；再通过A/D转换将模拟量转换为数字量送入微处理器进行处理，并以无线通信方式将信号发送给接收器，接收器通过通讯接口将数据输入计算机，然后对采集到的数据进行处理、储存、输出测量结果。
2.一种专用于权利要求1所述方法的锅炉冷态试验自动测试系统，其特征是它包括差压测量装置、与差压测量装置用管路连接的差压无线收发器、与差压无线收发器通过无线通讯方式进行数据传输的主控处理装置；每一个差压测量装置与一个差压无线收发器相连；差压测量装置由测量探头、传压管路、多通接头组成；支撑固定装置由支撑杆(14)、管夹(12)及横向导杆(13)组成；探头(1)呈网格状分别装设在导杆(13)上；差压无线收发器均安装在支撑杆(14)上。
3.根据权利要求2所述的锅炉冷态试验自动测试系统，其特征是所述测量探头为一改进型毕托管，在管的头部有一全压感压孔(5)，在管身上绕管身一周开有静压感压孔(6)，在管的后部有滑套(7)，其尾部呈“Y”形，装有2只耐压快速管接头(9)。
4.根据权利要求2所述的锅炉冷态试验自动测试系统，其特征是差压无线收发器由差压变送器、A/D转换器、微处理器、无线收发器及电池、电源模块组成，差压信号经差压变送器转换成电压信号，电压信号经A/D转换器转换成数字量输入微处理器进行处理；处理后的数据通过无线收发器发送给主控无线收发器；电源管理模块将电池组电源逆变成电压等级不同的电源分别向差压传感器、A/D转换器、微处理器、无线收发器供电。
5.根据权利要求2所述的锅炉冷态试验自动测试系统，其特征是主控处理装置包括主控无线收发器、通讯接口、计算机，主控无线收发器能够接收计算机的命令，以无线通讯方式转发给差压无线收发器，另一方面还能以无线通讯方式接收差压无线收发器的上传数据，再通过通讯接口传送给计算机。
全文摘要
本发明公开了一种锅炉冷态试验自动测试系统及其试验方法。它是通过固定装置将多只风速测量探头固定在燃烧器出口的测量位置处，测得准确的风压信号，通过连接管路将多点信号经多通接头平均后由差压变速器将压力信号转换成电信号，再经A/D转换器转换成数字量后送入微处理器处理，处理后的数据经差压无线收发器以无线通讯方式发送给主控无线收发器并通过通讯接口输入计算机进行处理，得出测量结果。本发明具有安装简便，数据准确、测量速度快、非人工测量等优点。
文档编号G01N7/12GK1558204SQ200410013940
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月15日 优先权日2004年1月15日
发明者张庆, 史志立, 王鲜凤, 林卓凡, 张 庆 申请人:徐州发电厂