专利名称：电站锅炉煤粉浓度测量仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种热工测量仪表，且特别是有关于一种电站锅炉一次风粉管 道内煤粉浓度和速度的测量仪表。
背景技术：
在火电厂能量转化过程中，锅炉将燃料的化学能转变为蒸汽的热能，锅炉燃烧工 况的优劣在很大程度上决定着锅炉设备和整个发电厂运行的经济性和安全性。燃烧优化是锅炉运行安全性的需要燃烧调整不当，会造成炉膛内火焰偏斜、飞 边、着火点位置不合理、燃烧器区域结焦、气温偏差、氧量偏差等问题。燃烧优化是锅炉运行 经济性的要求火电发电成本中，燃料费用占到70%以上，燃烧优化可以减少排烟损失和 不完全燃烧损失，从而提高锅炉运行效率。针对煤粉浓度测量，国内外推出了测量原理各异的方案，如激光法、微波法、电容 法、温差法、压降法等。激光法、微波法、电容法由于对现场运行环境要求较高，对煤种及煤 粉的湿度要求都很高，当运行环境或者煤种变化后，测量误差比较大，所以难于进行广泛的 应用推广；而温差法虽然有一定的应用，但是其只适用与中储式制粉系统且以热风送粉方 式运行的锅炉和测量精度不高，测量数据滞后较大，也限制了其推广应用的范围，对燃烧优 化的指导作用也有所降低。而压降法测量精度较高，测量数据实时性好，能够及时反映管道 内的流动状态，具有较好的发展前景。
发明内容有鉴于此，本实用新型提供一种智能化、数字化、一体化的电站锅炉煤粉浓度测量 仪表，可以同时测量电厂锅炉的一次风粉管道内的煤粉浓度和风速。本实用新型提出一种电站锅炉煤粉浓度测量仪表，包括测量探头和主机。其中，测 量探头包括压力探头和温度传感器，主机包括控制单元和显示单元。测量探头的输出连接 至控制单元的输入，控制单元的输出连接显示单元的输入。本实用新型中，所述测量探头包括2个压力探头和1个温度传感器。进一步的，所 述压力探头包括总压取压管和静压取压管，所述总压取压管为上端密封，下端设有弧形剖 面口的管状体；静压取压管为上端密封、底端开口的管状体；总压取压管和静压取压管的 上部分别斜插二次滤室；二次滤室的一端开口且分别与总压取压管、静压取压管的内部连 通，其另一端密封；二次滤室通过引压接头与引压管相连接。本实用新型中，所述总压取压管具有弧形剖面口的一侧朝向迎风面，有利于获取 压力测量值，静压取压管设置于总压取压管的背面。本实用新型中，所述控制单元为MSP430F169单片机。本实用新型的有益效果为，本仪表针对目前压降法煤粉浓度测量系统传感、变送、 模型计算、标准信号输出等部分存在的不足，采用单片机技术、传感器技术，配套压降法煤 粉浓度测量探头，可以实现一套完整的煤粉浓度在线监测系统。本仪表可以实现智能化、数字化、一体化，可以同时测量电厂锅炉的一次风粉管道内的煤粉浓度和风速，具有降低成 本、安装快捷方便、观察数据直观等优点。

图1所示为根据本实用新型的电站锅炉煤粉浓度测量仪表的功能方块图。图2所示为图1中的压力探头的结构示意图。图3所示为在一次风管道上安装测量探头的示意图。图4所示为图1中的主机背面接口图。图5所示为图1中的控制单元的电路原理图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下。结合图1 图5，本实用新型所提供的电站锅炉煤粉浓度测量仪表包括测量探头 10和主机11。其工作过程主要分为三个过程原始数据采集、数据转换和计算处理、输出结 果。测量探头10包括压力探头100和温度传感器101，即数据采集过程分为压力采集和温 度采集。具体来说，本实用新型中包括2个压力探头100和1个温度传感器101。如图2所示，每个压力探头100包括总压取压管102、静压取压管103、二次滤室 104、引压接头105以及引压管106。其中，总压取压管102为上端密封，下端设有弧形剖面 口的管状体。本实用新型中，总压取压管102的下端具有类S形的剖面口，取压效果较好。 总压取压管102的上部斜插有二次滤室104。二次滤室104的一端与总压取压管102的内 部连通，另一端密封并且方向朝上。二次滤室104上设置有引压接头105，用以连接引压管 106。静压取压管103为上端密封，底端开口的管状体。类似于总压取压管102，静压取 压管103的上部也斜插有二次滤室104。二次滤室104的一端与静压取压管103的内部连 通，另一端密封并且方向朝上。二次滤室104上也设有引压接头105。如图2所示，在总压取压管102以及静压取压管103的管腔内均设有防堵装置 107。本实用新型中，防堵装置107可以选用现有技术中的结构。在安装时，两个取压管用 法兰108连接。两个取压管的下端口设在风管2的直管内，总压取压管102的弧形剖面口 朝向风管2的迎风面，静压取压管103设置在总压取压管102的背面。如图3所示，本实用新型在使用时，在电厂锅炉的一次风粉管道上安装2个压力探 头100用以采集压力，其中一个压力探头100安装在落粉前的全压管道(称为混合前高压) 和静压管道(称为混合前低压)，例如安装在图3中的P1P2处。通过总压取压管采集的压 力为混合前全压P1，静压取压管采集的压力为混合前静压P2 ；另一个压力探头100安装在 落粉后的全压管道(称为混合后高压)和静压管道(称为混合后低压)，例如安装在图3中 的P3P4处。通过总压取压管采集的压力为混合后全压P3，静压取压管采集的压力为混合后 静压P4。温度采集过程，在锅炉的一次风粉管道落粉前的管道上安装温度传感器101用以 采集温度信号，例如图3中的T处。在本实用新型中，温度传感器101可以选用现有技术中的PT100热电阻，传感器测得的温度以电阻的形式输入主机11中。结合图1和图4，测量探头10与主机11的接口相连接，将测量到的压力信号与温 度信号出送至主机11。如图4所示，PT100传感器的3个接线A、B、C分别接到主机11的 A、B、C接线柱上。主机11上的PI、P2、P3、P4分别与压力探头100相对应。本实用新型中，主机11包括控制单元110、A/D转换电路111、电压转换电路112、 差压变送器113以及显示单元114。上述单元均可选用现有技术中可以实现相同功能的电 路。进一步的，控制单元110可以选用MSP430F169单片机，图5所示为该单片机的电路原 理图。本实用新型的工作原理为首先主机11将测量探头10采集到的信号转化为计算 需要的、单片机可以接收的电压信号。具体来说，温度传感器101采集到的信号是电阻信 号，通过电压转换电路112转换为电压信号。2个压力探头100采集到的四路压力信号接入 主机11后，分成三组，进入三个差压变送器113。这三组电压分别是a、混合前高压和混合 前低压，b、混合前低压和混合后低压，C、混合后高压和混合后低压。这三组数据进入差压变 送器113后，以0-5V的电压形式输出，分别为混合前差压、前后静压差、混合后差压。三路差压信号和一路温度信号通过A/D转换电路111，转化为数字信号进入控制 单元110。数据在单片机内经过计算后，得到煤粉浓度和管道风速的数据，结果放入存储器。输出的结果可以分为两种方式，一种是通过显示单元114显示、一种是以4_20mA 电流形式输出。本实用新型中，显示单元114为液晶屏，将煤粉浓度和风速的结果数据在 煤粉浓度变送器的液晶屏上显示，这种输出方式可以很直观的看出结果。电流输出形式是 把单片机计算的结果通过D/A转换变为电压信号，电压信号在通过恒流电路转变为电流信 号，电流输出方式比较适合大多数工业上的工控机器的采集。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来 限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修 饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求电站锅炉煤粉浓度测量仪表，包括测量探头和主机，其特征在于，测量探头包括压力探头和温度传感器，主机包括控制单元和显示单元，测量探头的输出连接至控制单元的输入，控制单元的输出连接显示单元的输入。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉浓度测量仪表，其特征在于，所述测量探头包 括2个压力探头和1个温度传感器。
3.根据权利要求2所述的电站锅炉煤粉浓度测量仪表，其特征在于，所述压力探头包 括总压取压管和静压取压管，所述总压取压管为上端密封，下端设有弧形剖面口的管状体； 静压取压管为上端密封、底端开口的管状体；总压取压管和静压取压管的上部分别斜插二 次滤室；二次滤室的一端开口且分别与总压取压管、静压取压管的内部连通，其另一端密 封；二次滤室通过引压接头与引压管相连接。
4.根据权利要求3所述的电站锅炉煤粉浓度测量仪表，其特征在于，所述总压取压管 具有弧形剖面口的一侧朝向迎风面，静压取压管设置于总压取压管的背面。
5.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉浓度测量仪表，其特征在于，所述控制单元为 MSP430F169 单片机。
专利摘要本实用新型提出一种电站锅炉煤粉浓度测量仪表，包括测量探头和主机。其中，测量探头包括压力探头和温度传感器，主机包括控制单元和显示单元。测量探头的输出连接至控制单元的输入，控制单元的输出连接显示单元的输入。本仪表采用单片机技术以及传感器技术，配套压降法煤粉浓度测量探头，可以实现一套完整的煤粉浓度在线监测系统。本仪表可以实现智能化、数字化、一体化，可以同时测量电厂锅炉的一次风粉管道内的煤粉浓度和风速，具有降低成本、安装快捷方便、观察数据直观等优点。
文档编号G01P5/14GK201653845SQ20102014008
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者严岳良, 傅兵, 周冲, 武爱斌 申请人:南京朗坤软件有限公司