安连锁, 李庚生, 张世平, 沈国清, 冯 强, 邓 喆

(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京 102206)

现代电站燃煤锅炉参数的日益提高,对炉内燃烧状况的监测提出了更高的要求.获得准确的炉内温度场对精确监测锅炉的燃烧与运行状况具有十分重要的意义.国内外的学者对温度场监测的方法进行了研究和探索,声学法作为其中一种非接触性测温方法,能适应高温、腐蚀和多尘的恶劣环境,并且可以实现连续实时监测[1].对于电站锅炉这种大空间、强噪音的工作环境,声源的选择至关重要.在声波飞渡时间的测量中,张晓东等[2]提出了基于互相关的方法,并对扫频信号的互相关性做了简单研究;杨祥良等[3]对电声源做了试验研究,表明电声源因其构造简单、技术成熟的优势可以用于声学测温.笔者借助声学测温实验台,在实验室条件下对不同频段的扫频信号进行了研究,并且在国内某300 MW电站锅炉上进行了热态试验.

1 声学测温原理

图1为单路径声学测温示意图.声波信号由炉膛左侧测点的声波发生器发出,被左右两侧的接收器测到,通过声波飞渡时间的测量,可以用来确定声波在传播路径上的平均速度.根据平面波的运动方程、平面波的波动方程以及气体状态方程推导出声波测温的原理方程[4-5]如下:

式中:τ为声波飞渡时间,s;L为测点距离,m;c为介质中声波的传播速度,m/s;R为理想气体普适常数,J/(mol◦k);t为气体温度,℃;γ为气体的……