一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统的制作方法

1.本发明涉及烟道监测技术领域，具体涉及一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统。


背景技术：

2.火电厂作为我国大气污染物排放的主要来源，机组尾部烟道固定污染源(颗粒物、so2、no
x
、温室气体co2等)排放一直是我国环保部门执法监督的重点。在环保新形势下，国家不断出台、修订和实施大气污染防治的法律法规，加强对火电大气污染的综合整治，严格控制火电大气污染物排放总量要求。因此，准确计量火电厂固定污染源排放就显得尤为重要，对烟气排放流量监测装置的稳定性、可靠性及准确性提出了更高的要求。
3.目前，烟气排放连续监测系统(cems)已成为环保部门掌握火电厂污染物排放的重要依据，通过对烟气参数(水分、压力、温度和流速)、污染物浓度实时测量和计算污染物排放总量。cems包括颗粒物和气态污染物监测、烟气排放参数测量、数据采集与处理子系统等，其中最核心部分是烟气流速监测模块。cems准确测量的前提是流速监测模块安装位于上游不小于4倍，下游不小于2倍的烟道直径处，以保证烟道烟气流场均匀。
4.现有技术的不足之处在于：多数火电厂尾部烟道因空间限制并没有足够长的直管段，加上机组深调时负荷波动，烟道结构、均流装置设计的影响，测点位置的烟气流动未充分发展，存在高、中、低速和涡流区域，常规单点采样难以测出真实烟道截面流速，导致监测截面测量结果与烟气真实流速存在偏差。因此，开发高精度、高可靠的监测系统，实现对火电厂尾部烟道流速的准确测量和异常预警，是现有技术亟需解决的问题。为提高烟气流速监测的准确性和可靠性，本领域技术人员提供了一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，包括数据多点测量采集机构和尾部烟道流场监测预警系统，其中：
7.所述数据多点测量采集机构用于对烟道中烟气的流速及温度同时、同步多点采样，其包括固定杆，所述固定杆内设置有6组s型皮托管，各组所述s型皮托管连接有差压传感器，且各组所述s型皮托管上设置有温度传感器；
8.所述尾部烟道流场监测预警系统包括主控模块、信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器和设置在各组皮托管内的差压传感器和温度传感器，所述差压传感器和温度传感器均与信号采集模块的相连，主控模块分别与信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器相连，智能控制模块与数据多点测量采集机构相连，用于控制数据多点测量采集机构采样；
9.所述差压传感器用于采集测点各对应s型皮托管全压、静压信号，计算其差值数据，经信号采集模块传输至主控模块；
10.所述温度传感器用于采集各测点各对应s型皮托管烟温信号，并将温度数据经信号采集模块传输至主控模块；
11.所述差压传感器、温度传感器每10s采集1次；
12.所述信号采集模块用于将差压传感器和温度传感器模拟信号转换为数字信号，并传输至主控模块；
13.所述数据处理模块通过主控模块传输的数据，实时计算各测点流速值vi和测孔平均流速并将数据传输给主控模块，通过各测点烟气流速随负荷的变化趋势进行数据甄别，若各测点烟气流速随负荷的变化趋势一致，则认为数据可信，若不一致则发出报警并剔除异常数据，并重新测量；
14.在不同机组负荷率且稳定工况下，计算出烟道截面处气流分布均匀性δ，各烟道流量偏差η，拟合绘制各测孔速度场系数kv随机组负荷变化的关系曲线；
15.计算出烟道积灰高度h
sp
，并将计算值与预先输入的积灰设计载荷进行比较，若到达积灰设计载荷80％则发出警告；
16.所述实时分析模块通过接收主控模块传输的差压和温度信号，采用自然邻点插值法，将监测截面的烟气流场、温度场实时重建，并采用图像分析技术自动生成三维、二维分布云图，并传输至主控模块；
17.所述智能控制模块负责烟道参数输入，控制数据多点测量采集机构定位伸缩，以及监测参数预警。
18.所述显示器用于显示主控模块发送的数据。
19.作为上述技术方案的进一步描述：所述数据多点测量采集机构还包括与固定杆连接的加长杆，所述加长杆的一侧设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆上设置有接头
20.作为上述技术方案的进一步描述：所述固定杆包括前端保护套筒，组s型皮托管设置在前端保护套筒内，且前端保护套筒上开设有通孔；所述6组s型皮托管中最长的1组皮托管测压孔位于前端保护套筒顶部外，其余组皮托管测压孔位于前端保护套筒上的通孔处。
21.作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理模块计算每个测孔烟气流速值vi和测孔平均流速的计算方法如下：
[0022][0023]
δp＝p
ti-p
si
[0024][0025][0026][0027]
[0028]
作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理模块计算各烟道气流分布均匀性δ采用如下公式计算：
[0029][0030]
作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理模块计算各烟道流量偏差η采用如下公式计算：
[0031][0032]
作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理模块中各测孔速度场系数kv计算公式如下：
[0033][0034]
作为上述技术方案的进一步描述：所述烟道积灰高度h
sp
采用以下公式计算：
[0035][0036]
作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理模块中各测点烟气流速随负荷的变化趋势一致为各测点流速数据均随负荷同增同减，或1min内测点流速波动浮度不超过10％。
[0037]
作为上述技术方案的进一步描述：所述不同机组负荷率为95％、80％、75％、60％、50％、45％、30％的情况下。
[0038]
在上述技术方案中，本发明提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统具备的有益效果：
[0039]
1、本发明通过设置的数据多点测量采集机构对烟道进行同时、同步多点采样和流速的精准监测；并通过流场监测预警系统实时监测、动态显示烟道截面处烟气流场、温度场的三维或二维分布云图，计算获取关键监测参数指标，并模拟预警烟道积灰超限隐患，本发明结构简单、操作方便、自动化程度高，提升了烟气温度、流速的测量效率；实现了烟道流场、温度场的同时、同步测量。
[0040]
2、本发明不同于以矩阵流量计、超声波流量计为主的流量监测设备，本发明涉及的尾部烟道流场监测预警系统，能适应现场工况变化，避免设备安装位置的限制，可修正流场变化造成的测量偏差；可实现对烟道流场的实时重建，真实直观地反映烟道截面各测点的流速、温度特征，建立了更加全面化、精细化的监测指标，提升了环保运行监控管理水平；具备数据异常甄别、校核功能，提高了监测数据的准确性、有效性。
[0041]
3、本发明通过模型公式、图像分析和智能预警等技术实现了大截面烟道流场实时、精准和可视化监测，具备对烟道积灰高度的状态模拟、隐患预警功能，提升了烟气参数监测的智能化、信息化和数字化水平。
[0042]
应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
[0043]
本技术文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]
图1为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统中数据多点测量采集机构的结构示意图；
[0046]
图2为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统中电动伸缩杆的结构示意图；
[0047]
图3为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统的流程框图；
[0048]
图4为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统测试显示的烟道截面下烟气速度三维、二维分布云图；
[0049]
图5为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统测试显示的烟道截面下烟气温度三维、二维分布云图；
[0050]
图6为本发明实施例提供的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统在不同机组负荷下显示的不同测孔流速校准系数曲线。
[0051]
附图标记说明：
[0052]
1、固定杆；2、加长杆；3、电动伸缩杆；4、接头；5、前端保护套筒；6、通孔；7、丝杠；8、伸缩套管；9、电机；10、蜗轮蜗杆组件；11、触发器；12、编码器；13、限位开关。
具体实施方式
[0053]
为使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0054]
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0055]
请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，包括数据多点测量采集机构和尾部烟道流场监测预警系统，其中：
[0056]
数据多点测量采集机构用于对烟道中烟气的流速及温度同时、同步多点采样，数据多点测量采集机构包括固定杆1，固定杆1内设置有6组s型皮托管，各组s型皮托管连接有差压传感器，且各组s型皮托管上设置有温度传感器；其中，数据多点测量采集机构为组合式测量枪，s型皮托管由两根外形相同的全压管、静压管管焊接而成，侧头处有两个方向相反的切口，切口的截面处相互平行，每组s型皮托管的全压管、静压管均有指示标志，全压管正对烟气流，迎着气流来流方向的切口为总压孔，静压管背对烟气流向，背对气流来流方向
切口为静压孔，全压管、静压管的接头连接差压传感器，全压管、静压管的侧面设置有一金属的温度传感器，一根金属套管对其进行包裹，测点的全压、静压信号由对应的差压传感器接收，温度信号由温度传感器接收。
[0057]
尾部烟道流场监测预警系统包括主控模块、信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器和设置在各组皮托管内的差压传感器和温度传感器，差压传感器和温度传感器均与信号采集模块的相连，主控模块分别与信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器相连，智能控制模块与数据多点测量采集机构相连，用于控制数据多点测量采集机构采样；
[0058]
差压传感器用于采集测点各对应s型皮托管全压、静压信号(4～20ma)，计算其差值数据，经信号采集模块传输至主控模块；
[0059]
温度传感器用于采集各测点各对应s型皮托管烟温信号(4～20ma)，并将温度数据经信号采集模块传输至主控模块；
[0060]
差压传感器、温度传感器每10s采集1次；
[0061]
信号采集模块用于将差压传感器和温度传感器模拟信号转换为数字信号，并传输至主控模块；
[0062]
数据处理模块通过主控模块传输的数据，实时计算各测点流速值vi和测孔平均流速并将数据传输给主控模块，通过各测点烟气流速随负荷的变化趋势进行数据甄别，若各测点烟气流速随负荷的变化趋势一致，则认为数据可信，若不一致则发出报警并剔除异常数据，并重新测量；
[0063]
数据处理模块内置模型公式，负责烟气流速、温度异常数据的甄别、处理、计算、存储和实时曲线的绘制。
[0064]
在不同机组负荷率且稳定工况下，计算出烟道截面处气流分布均匀性δ，各烟道流量偏差η，拟合绘制各测孔速度场系数kv随机组负荷变化的关系曲线，实现对异常数据的甄别、剔除和校核，并为烟气流速在线监测设备的定期校准提供一种新方法；
[0065]
计算出烟道积灰高度h
sp
，并将计算值与预先输入的积灰设计载荷(临界值)进行比较，若到达积灰设计载荷80％则发出警告，实现对烟道积灰载荷超限预警，为机组在低负荷工况下的带灰能力调整提供参考；
[0066]
实时分析模块通过接收主控模块传输的差压和温度信号，采用自然邻点插值法，将监测截面的烟气流场、温度场实时重建，并采用图像分析技术自动生成三维、二维分布云图，并传输至主控模块，实现对烟道监测截面的速度场、温度场的实时重建和长期监测，直观地展示烟道流场分布状况，可作为烟气流速在线监测设备安装位置选择的依据；
[0067]
智能控制模块负责烟道参数输入，控制数据多点测量采集机构定位伸缩，使皮托管的采集位置全尺寸布置于测孔，以及监测参数预警。
[0068]
显示器用于显示主控模块发送的数据。
[0069]
具体的，所有差压传感器同时、同步接收对应s型皮托管全压、静压信号，计算其差值并将其转换成电流信号，温度传感器(型号pt100)采集各测点烟温信号，信号10s采集1次，均传输至主控模块，数据处理模块通过主控模块传输的数据，实时计算各测点流速值vi和测孔平均流速通过实时分析模块动态显示烟道截面速度、温度场三维或二维分布云图，并将数据传输给主控模块，在不同机组负荷率，即在负荷率95％、80％、75％、60％、
50％、45％、30％条件下，且稳定工况下，计算出烟道截面处气流分布均匀性δ，各烟道流量偏差η，为尾部烟道流场分布状况评价、气流均布装置优化调整提供技术指标，拟合绘制各测孔速度场系数kv随机组负荷变化的关系曲线，计算出烟道积灰高度h
sp
，可输入积灰设计载荷(临界值)，若到达积灰载荷80％则发出警告；系统还兼具数据甄别功能，自动判断各测点烟气流速随负荷的变化趋势，若趋势一致，即，各测点流速数据均随负荷同增同减，或1min内测点流速波动浮度不超过10％，则认为数据可信，若不一致则发出报警并剔除异常数据，并重新测量。
[0070]
本发明提供的再一个实施例中，数据多点测量采集机构还包括硬接线以及与固定杆1连接的加长杆2，加长杆2的一侧设置有电动伸缩杆3，电动伸缩杆3上设置有接头4，固定杆包括前端保护套筒5，6组s型皮托管设置在前端保护套筒5内，且前端保护套筒5上开设有通孔6，6组s型皮托管中最长的1组皮托管测压孔位于前端保护套筒5顶部外，其余5组皮托管测压孔位于前端保护套筒5上的通孔6处，皮托管测压孔间距可手动调整(0.3～0.5m)。
[0071]
具体的，使用时，数据多点测量采集机构伸进尾部烟道测孔处，用来采集烟气全压、静压、温度等信号，并传输至主控模块，前端保护套筒5材质为涂有聚四氟乙烯涂层的316l不锈钢，管径为60～70mm，壁厚3～5mm，用来套入、固定并保护6组s型皮托管，数据多点测量采集机构整体材质均为316l不锈钢，由2m的电动伸缩杆3、2m的固定杆1和2个1m的加长杆2连接组合而成，通过电动伸缩杆3、硬接线控制数据多点测量采集机构在烟道中自动、精准定位伸缩(0.5～2m)，6组s型皮托管均为防堵型，测孔孔径为8mm，系数为0.81～0.86，测量流速不超过40m
·
s-1
，按一定间距(0.2～0.5m)交错平行布置，并通过金属卡扣固定在皮托管测孔处开孔的前端保护套筒5内，可降低烟道中腐蚀性、含尘烟气对皮托管的腐蚀、磨损程度，还可减少因烟气流冲击产生的抖动，降低测量误差，可拆卸清理，每组s型皮托管测压孔弯曲角度为5
°
～10
°
，且弯曲后测压孔中心线与管体中心线保持平行，漏出前端保护套5的垂直距离为10mm，每组s型皮托管的全、静压管均有指示标志，全压管正对烟气流，静压管背对烟气流向，测点的全压、静压信号由对应的差压传感器接收，温度由温度传感器接收，通过智能控制模块控制电动伸缩杆3定位伸缩，使皮托管的采集位置全尺寸布置于测孔。
[0072]
本发明提供的再一个实施例中，电动伸缩杆3具有多节伸缩套管8，各个伸缩套管8之间有限位装置，保证各个管件在伸缩范围内做线性运动；还包括触发器11、电机9、联轴器、行程开关、蜗轮蜗杆轮组件10、丝杆7和编码器12，在烟道采样工作过程如下：组合式测量枪伸进尾部烟道测孔处(80～90mm)，通过主控模块发出指令信号，触发器11驱动电机9动作，电机9齿轮上的蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮通过联轴器带动丝杆7作轴向移动；编码器12可准确读取电机旋转圈数，行程开关结合丝杆7导程确定电动伸缩杆3的运动位移，限位开关13确定电动伸缩杆3的初始位置，从而实现精准定位、移动。
[0073]
本发明提供的再一个实施例中，数据处理模块计算每个测孔烟气流速值vi和测孔平均流速的计算方法如下：
[0074][0075]
δp＝p
ti-p
si
[0076][0077][0078][0079][0080]
本发明提供的再一个实施例中，数据处理模块计算各烟道气流分布均匀性δ采用如下公式计算：
[0081][0082]
数据处理模块计算各烟道流量偏差η采用如下公式计算：
[0083][0084]
式中，ci—s型皮托管系数，介于0.81～0.86之间；
[0085]
p
ti
、p
si
—s型皮托管测的全压、静压，pa；
[0086]
ρ—烟道烟气实际密度kg/nm3；
[0087]
ρ1—标准状态(273.15k，101.325kpa)烟气密度kg/nm3；
[0088]
ρ0—标准状态(273.15k，101.325kpa)空气密度为1.293kg/nm3；
[0089]
k0—烟温对烟气密度的影响系数，一般为0.076；
[0090]
k1—烟气相对空气密度修正系数；
[0091]
k2—烟气温度折算系数；
[0092]kv
—测孔速度场系数；
[0093]
ti—烟道截面各测点的烟气温度，℃；
[0094]
vi—烟道截面各测点的烟气流速，m/s；
[0095]
—理论情况下测孔的流速平均值，m/s；
[0096]
—实际工况下测孔烟气的平均流速，m/s；
[0097]
a—烟道测试截面的面积，m2；
[0098]
q—实际工况下烟气瞬时流量，m3/h；
[0099]
n—为测孔的测点个数，即测量枪所含皮托管的个数6；
[0100]
η—各烟道流量偏差，％；
[0101]
—各烟道监测截面的烟气平均流速，m/s；
[0102]
avg—烟道理想分配流速，一般为各烟道流速的平均值，m/s。
[0103]
在固定污染源正常烟气条件下，vi公式可简化为：
[0104][0105]
本发明提供的再一个实施例中，数据处理模块中各测孔速度场系数kv计算公式如下：
[0106][0107]
各测孔处速度场系数kv是指在相同时间、相同区间，烟道全截面烟气平均流速与截面内某一测孔烟气流速之比值。
[0108]
如烟道监测截面测孔1平均速度为为所有测孔平均流速为所有测孔平均流速的加权平均值，在机组负荷稳定工况下，尾部烟道烟气流场只取决于其结构且变化不大；如在测孔1处平均动压平均温度与监测截面的总平均动压总平均温度一般为固定值，因此k
v1
近似为一个定值，可用某测孔1烟气平均流速乘以速度场系数k
v1
来代表整个监测截面烟气平均流速，测孔2、3同理也有对应的速度场系数k
v2
、k
v3
；这样可简化测点布置，又能保证全截面多点流速测量的精度。
[0109]
本发明提供的再一个实施例中，烟道积灰高度h
sp
采用以下公式计算：
[0110][0111]
式中：
[0112]
a—烟道截面宽度，m；
[0113]
h—烟道截面高度，m；
[0114]
—测试机组锅炉负荷率，％；
[0115]
q—测试机组bmcr工况通过该尾部烟道的设计流量，m3/s；
[0116]
—测孔处烟气平均速度，m/s。
[0117]
实验例
[0118]
采用本发明所述的流场监测预警装置对某火电机组(330mw亚临界机组，负荷率95％)除尘器入口烟道开展烟气流场、温度场测试；以常规采样枪(s型皮托管单管)+网格法作为参比方法(gb/t 16157-1996规定采样方法)，在负荷稳定的工况下(6～8h)开展对比测试，具体测试结果详见图4-6及表1；
[0119]
表1 100％bmcr机组负荷下本发明测试方法与参比方法的结果对比
[0120]
[0121][0122]
由附图4-5烟道截面下烟气流速和温度三维、二维分布云图，清晰、直观、动态展示了烟道流场分布状况，可为烟道流场优化调整，流速监测设备安装位置选择提供技术依据。
[0123]
由附图6，可知在不同负荷下火电厂尾部烟道烟气流场可以保持近似恒定，因此只要得到测孔处的速度场系数，即可利用任一测孔的烟气流速来推算出整个监测截面的烟气平均流速，减少烟道流场非均匀分布引起的测量误差，降低了采用多测点网格分布来提高流速监测准确度的依赖性。
[0124]
由表1得出，采用本发明方法测量的烟气流速、温度数据与参比方法结果的误差绝对值小于2.7％，说明本发明流场监测预警装置是可靠的、有效的和精准的，可满足机组尾部烟道烟气流速、温度比对监测及在线测量的要求。
[0125]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于：包括数据多点测量采集机构和尾部烟道流场监测预警系统，其中：所述数据多点测量采集机构用于对烟道中烟气的流速及温度同时、同步多点采样，其包括固定杆(1)，所述固定杆(1)内设置有6组s型皮托管，各组所述s型皮托管连接有差压传感器，且各组所述s型皮托管上设置有温度传感器；所述尾部烟道流场监测预警系统包括主控模块、信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器和设置在各组皮托管内的差压传感器和温度传感器，所述差压传感器和温度传感器均与信号采集模块的相连，主控模块分别与信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器相连，智能控制模块与数据多点测量采集机构相连，用于控制数据多点测量采集机构采样；所述差压传感器用于采集测点各对应s型皮托管全压、静压信号，计算其差值数据，经信号采集模块传输至主控模块；所述温度传感器用于采集各测点各对应s型皮托管烟温信号，并将温度数据经信号采集模块传输至主控模块；所述差压传感器、温度传感器每10s采集1次；所述信号采集模块用于将差压传感器和温度传感器模拟信号转换为数字信号，并传输至主控模块；所述数据处理模块通过主控模块传输的数据，实时计算各测点流速值v
i
和测孔平均流速并将数据传输给主控模块，通过各测点烟气流速随负荷的变化趋势进行数据甄别，若各测点烟气流速随负荷的变化趋势一致，则认为数据可信，若不一致则发出报警并剔除异常数据，并重新测量；在不同机组负荷率且稳定工况下，计算出烟道截面处气流分布均匀性δ，各烟道流量偏差η，拟合绘制各测孔速度场系数k
v
随机组负荷变化的关系曲线；计算出烟道积灰高度h
sp
，并将计算值与预先输入的积灰设计载荷进行比较，若到达积灰设计载荷80％则发出警告；所述实时分析模块通过接收主控模块传输的差压和温度信号，采用自然邻点插值法，将监测截面的烟气流场、温度场实时重建，并采用图像分析技术自动生成三维、二维分布云图，并传输至主控模块；所述智能控制模块负责烟道参数输入，控制数据多点测量采集机构定位伸缩，以及监测参数预警。所述显示器用于显示主控模块发送的数据。2.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据多点测量采集机构还包括与固定杆(1)连接的加长杆(2)，所述加长杆(2)的一侧设置有电动伸缩杆(3)，所述电动伸缩杆(3)上设置有接头(4)。3.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述固定杆包括前端保护套筒(5)，6组s型皮托管设置在前端保护套筒(5)内，且前端保护套筒(5)上开设有通孔(6)；所述6组s型皮托管中最长的1组皮托管测压孔位于前端保护套筒(5)顶部外，其余5组皮托管测压孔位于前端保护套筒(5)上的通孔(6)处。
4.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块计算每个测孔烟气流速值v
i
和测孔平均流速的计算方法如下：δp＝p
ti-p
sisisisi
5.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块计算各烟道气流分布均匀性δ采用如下公式计算：6.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块计算各烟道流量偏差η采用如下公式计算：7.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块中各测孔速度场系数k
v
计算公式如下：8.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述烟道积灰高度h
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采用以下公式计算：9.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块中各测点烟气流速随负荷的变化趋势一致为各测点流速数据均随负荷同增同减，或1min内测点流速波动浮度不超过10％。10.根据权利要求1所述的一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，其特征在于，所述不同机组负荷率为95％、80％、75％、60％、50％、45％、30％的情况下。

技术总结
本发明公开了一种用于火电厂尾部烟道流速测量及流场监测预警系统，涉及烟道监测技术领域，包括数据多点测量采集机构和尾部烟道流场监测预警系统，所述数据多点测量采集机构用于对烟道中烟气的流速及温度同时、同步多点采样，其包括固定杆，所述固定杆内设置有6组S型皮托管，各组所述S型皮托管连接有差压传感器，且各组所述S型皮托管上设置有温度传感器；所述尾部烟道流场监测预警系统包括主控模块、信号采集模块、数据处理模块、实时分析模块、智能控制模块、显示器和设置在各组皮托管内的差压传感器和温度传感器。本发明结构简单、操作方便、自动化程度高，提升了烟气温度、流速的测量效率；实现了烟道流场、温度场的同时、同步测量。量。量。


技术研发人员：熊远南 汪永威 吕小林 魏新达 王强 丁朋果 吕熙宁
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司中南电力试验研究院
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/8