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空气预热器的漏风问题严重影响着机组运行的安全性和经济性,是目前锅炉运行中亟待解决的重要问题之一。目前仍缺乏空预器漏风的有效检测方法,往往由运行人员根据经验来判断空预器是否正常运行,存在不可靠性。空预器内烟气温度及其分布状况直接反映了空预器运行的稳定性和经济性,因而可以通过分析这一物理量的变化来判断空预器的运行状况。本文从传统的热电偶/热电阻测温法和新兴的声学温度场测量法入手,研究了空预器内烟气的温度分布规律和空预器温度场的重建算法。
依据锅炉尾部烟道烟气的特点,论文选取声学温度场测量方法作为空预器温度场测量的首选方法,并详细阐述了该方法的基本原理、应用优势和目前存在的问题。在研究和比较各种声学温度场重建算法的基础上,本文采用比较可行的基于抛物线模型的重建算法,绘制出空预器重建温度场的三维图和等温线图。通过计算机仿真实验可以发现,采用基于抛物线模型的声学温度场重建算法可以得到较高精度的重建温度场三维立体图和二维等温线图,说明了该算法用于检验空预器漏风问题的可行性。
鉴于声学测温法在实际应用中还存在噪声干扰、声波折射等问题,本文采用传统的热电偶/热电阻测温法对空预器进行测温实验,并对实验得到的数据进行了误差检验和处理、空预器温度分布函数的二元回归分析、空预器温度分布图的拟合。实验结果表明,一方面,回归分析的结果为基于抛物线模型的声学温度场重建算法提供了理论依据;另一方面,根据热电偶/热电阻点阵式测温方法得到的温度数据,能够拟合出比较满意的空预器实时温度场三维立体图和二维等温线图,通过比较和分析该实时温度场分布图与空预器正常运行时的模拟温度场分布图,可以判断空预器可能的漏风区域。
论文探讨了VB与MATLAB的混合编程方法、应用程序与Excel报表的连接方法,并针对热电偶/热电阻点阵式场温测量方法、声学温度场测量方法各自的特点,分别开发出了一套测量软件。该软件集合了数据采集与处理、图形显示等功能,能够定时采集温度测量数据或声波飞渡时间测量数据、计算和拟合实时温度数据、显示空预器温度分布图,可直接对空预器的运行情况作出及时判断,解决空预器的漏风检测问题,具有较好的应用价值。