国内锅炉现在普遍使用热电偶测温方式,今天我们来介绍一下声波测温,该技术是国际电力与垃圾焚烧行业的主流技术。
相比热电偶,声波测温的优点是:
热电偶是单点测温,声波是二维平面测温
声波测温的方式是:环绕着锅炉在折焰角下方的水冷壁开8个孔,安装声波收发器的喇叭。测温时,通过电磁阀控制,把压缩空气周期性从外部打入喇叭,空气通过喇叭内部的音响小孔发出特定频率的声音,该声音在锅炉中传输,其他喇叭上的压电陶瓷传感器将感知并接受对面的声波信号,最终传输到系统的数据服务器上,系统计算声波在不同路径上传播的速度,该速度与路径上的温度对应。
(声波测温目前有两大技术阵营,德国技术的一个特点就是声音小,如果仔细分辨能听到口哨声,美国技术则发出放炮声。以后我们会专门写一篇两大阵营技术比较的文章。)
声波测温速度快
热电偶测温基于热交换原理,响应时间3-5分钟,声波测温的响应时间是2-4秒。
因为声波测温基于声波传输,声波在1300℃条件下、在锅炉内的传输速度不到1秒,可以说是“毫秒杀”其他测温方式了。
声波测温不受外界热源影响
热电偶测温会受到水冷壁低温的影响,测温数值偏低100℃左右,声波测温直接测量气体温度,不受外界环境影响,测温误差小于1.5%。
声波测温是非接触式测量
热电偶是接触式测量,受到烟气腐蚀和磨损,需要定期更换,声波测温是非接触式测量,没有任何消耗,使用寿命超过30年。
与热电偶单点测温相比,声波测温好比是给锅炉时时刻刻做着CT——CT是医院用X射线对人体进行断层扫描,声波测温是用声波对锅炉进行断层扫描。
以上是声波测温与热电偶测温的优点比较,下面我们来说说,声波测温就没有“缺点”了吗?
声波测温的缺点就一个字儿:贵。
热电偶几千元一个,声波测温系统两百多万,加上后台整个设备,费用是三四百万。
贵,就必须贵出价值——温度测量不是目的,调节燃烧才是目的,声波测温最终要服务于锅炉燃烧。帕莫瑞科技代理的德国声波测温系统AGAM,是欧洲电力和垃圾焚烧行业的“统治性设备”,它利用声波测温的快、准,实现锅炉燃烧的“省”,省燃料,省时间,省建设,省管理。提高燃烧效率能节煤,快速响应省时间,减少非计划停机次数省重建维修,无需日常维护省管理。
声波测温系统AGAM设备的实施方法是:
在锅炉折焰角下方选取一横截面,并沿横截面在水冷壁外打孔8-12个——烟气到达这一截面时,燃料已经完成燃烧过程,这一截面的温度能够比较准确地反映燃烧状况。通过孔与孔之间的对应关系,系统将该截面虚化为6-36个网格。
系统得到声波传输不同路径的温度后,通过计算,得到每个网格的平均温度,控制系统在取得网格平均温度数据后,在给定的机组负荷条件下,改变二次风的配风方式,调节配风量,促进均匀燃烧,使各个网格之间的温度相对偏差在正负30℃以内,实现温度相对均匀。
当然,有一万个锅炉,就有一万种设置参数,AGAM在正式投入使用前,要进行一到两个月的数据采集和自学习。这个学习过程主要是要了解、掌握不同锅炉的运行设定参数和调节范围。该过程类似谷歌公司AlphaGo的深度学习方式,目的是掌握每一个燃烧器的调节对整个温度场分布的影响,并生成一个控制模型,最终实现温度场平衡的闭环自动控制。
除了在设备检修期间水冷壁开孔之外,设备安装调试期间不会影响锅炉运行。设备投入使用之后无需日常维护。
其实很多客户对声波测温技术都是认可的,只不过关心,一台AGAM三四百万,安装之后多长时间能“回本儿”——这个问题如果从节煤角度说,各个锅炉都不一样,不能一概而论,我们就说一点:安装了AGAM的欧洲厂家基本杜绝“爆管”现象,国内锅炉爆一次管怎么也得损失千万吧?够买三个AGAM了。