國內鍋爐現在普遍使用熱電偶測溫方式,今天我們來介紹一下聲波測溫,該技術是電力與垃圾焚燒行業的主流技術。
相比熱電偶,聲波測溫的優點是:
1. 熱電偶是單點測溫,聲波是二維平面測溫
聲波測溫的方式是:環繞著鍋爐在折焰角下方的水冷壁開8個孔,安裝聲波收發器的喇叭。測溫時,通過電磁閥控制,把壓縮空氣周期性從外部打入喇叭,空氣通過喇叭內部的音響小孔發出特定頻率的聲音,該聲音在鍋爐中傳輸,其他喇叭上的壓電陶瓷傳感器將感知并接受對面的聲波信號,zui終傳輸到系統的數據服務器上,系統計算聲波在不同路徑上傳播的速度,該速度與路徑上的溫度對應。
(聲波測溫目前有兩大技術陣營,的一個特點就是聲音小,如果仔細分辨能聽到口哨聲,則發出放炮聲。以后我們會專門寫一篇兩大陣營技術比較的文章。)
2. 聲波測溫速度快
熱電偶測溫基于熱交換原理,響應時間3-5分鐘,聲波測溫的響應時間是2-4秒。
因為聲波測溫基于聲波傳輸,聲波在1300℃條件下、在鍋爐內的傳輸速度不到1秒,可以說是“毫”其他測溫方式了。
3. 聲波測溫不受外界熱源影響
熱電偶測溫會受到水冷壁低溫的影響,測溫數值偏低100℃左右,聲波測溫直接測量氣體溫度,不受外界環境影響,測溫誤差小于1.5%。
4. 聲波測溫是非接觸式測量
熱電偶是接觸式測量,受到煙氣腐蝕和磨損,需要定期更換,聲波測溫是非接觸式測量,沒有任何消耗,使用壽命超過30年。
與熱電偶單點測溫相比,聲波測溫好比是給鍋爐時時刻刻做著CT——CT是醫院用X射線對人體進行斷層掃描,聲波測溫是用聲波對鍋爐進行斷層掃描。

以上是聲波測溫與熱電偶測溫的優點比較,下面我們來說說,聲波測溫就沒有“缺點”了嗎?
聲波測溫的缺點就一個字兒:貴。
熱電偶幾千元一個,聲波測溫系統兩百多萬,加上后臺整個設備,費用是三四百萬。
貴,就必須貴出價值——溫度測量不是目的,調節燃燒才是目的,聲波測溫zui終要服務于鍋爐燃燒。帕莫瑞科技代理的德國聲波測溫系統AGAM,是歐洲電力和垃圾焚燒行業的“統治性設備”,它利用聲波測溫的快、準,實現鍋爐燃燒的“省”,省燃料,省時間,省建設,省管理。提高燃燒效率能節煤,快速響應省時間,減少非計劃停機次數省重建維修,無需日常維護省管理。

聲波測溫系統AGAM設備的實施方法是:
在鍋爐折焰角下方選取一橫截面,并沿橫截面在水冷壁外打孔8-12個——煙氣到達這一截面時,燃料已經完成燃燒過程,這一截面的溫度能夠比較準確地反映燃燒狀況。通過孔與孔之間的對應關系,系統將該截面虛化為6-36個網格。
系統得到聲波傳輸不同路徑的溫度后,通過計算,得到每個網格的平均溫度,控制系統在取得網格平均溫度數據后,在給定的機組負荷條件下,改變二次風的配風方式,調節配風量,促進均勻燃燒,使各個網格之間的溫度相對偏差在正負30℃以內,實現溫度相對均勻。
當然,有一萬個鍋爐,就有一萬種設置參數,AGAM在正式投入使用前,要進行一到兩個月的數據采集和自學習。這個學習過程主要是要了解、掌握不同鍋爐的運行設定參數和調節范圍。該過程類似谷歌公司AlphaGo的深度學習方式,目的是掌握每一個燃燒器的調節對整個溫度場分布的影響,并生成一個控制模型,zui終實現溫度場平衡的閉環自動控制。
除了在設備檢修期間水冷壁開孔之外,設備安裝調試期間不會影響鍋爐運行。設備投入使用之后無需日常維護。
其實很多客戶對聲波測溫技術都是認可的,只不過關心,一臺AGAM三四百萬,安裝之后多長時間能“回本兒”——這個問題如果從節煤角度說,各個鍋爐都不一樣,不能一概而論,我們就說一點:安裝了AGAM的歐洲廠家基本杜絕“爆管”現象,國內鍋爐爆一次管怎么也得損失千萬吧?夠買三個AGAM了。
*AGAM設備的具體特點及節能情況,參見《聲波測溫系統AGAM十問》
