声波气体温度测量系统（美国SEI）

   工业锅炉燃烧的基本要求在于建立和保持稳定的燃烧火焰，在典型的四角切圆燃烧锅炉中，燃烧工况组织不合理造成的四角燃烧不均匀、火焰中心偏斜、火焰刷墙等是导致炉膛结焦、炉管爆破、炉膛灭火、炉膛爆炸等运行事故的重要原因。因此燃煤锅炉燃烧诊断具有很重要的现实意义。

    在这里给您介绍一种工业锅炉炉膛温度场测量方法---声波气体温度测量系统

    声波气体温度测量系统受惠于声、电、信号处理上的先进技术，提供连续的、准确的、实时的、非侵入的、全自动的燃烧或热加工中气体温度的测量。声波气体温度测量系统是一套完整的系统，适用于各种锅炉、火炉的永久性使用。

    声波气体温度测量系统能够测量一或两个独立阵列内高达24路的气体平均温度用于气体平面温度分布。测量范围从0℃到1927℃。声波气体温度测量系统的温度数据能够被送到工厂的分步式控制系统（DCS）、数据采集系统（ADS）、计算机显示或储存。温度时间趋势可以通过DCS或计算机运行声波气体温度测量系统的软件来操作。等温的温度分布等值图、平面亚区的平均温度和其它数据在声波气体温度测量系统的软件中是现成的。

    声波气体温度测量系统设计的能够提供锅炉、火炉、窑炉和其它热加工环境中燃烧的两维平面的空气温度空间分布图，彩色等温线框图，时间温度趋势图，区域温度彩色图，用于工厂或过程控制系统0-20 mA的信号。

    声波气体温度测量系统的基本原理是建立在在气体中的声速是按照一个温度的函数那样变化的事实之上，并且进一步的受到沿着声路的气体成分的影响。这些关系由下面的等式来描述。

     c = d/t=sqrt[rRT/M]              

    在这里 r 是气体的比热，在常压下气体的比热是一个常数。

    M气体摩尔重量Kg/mol） R是气体常数（8.314J/K-MOL） T绝对温度卡尔文）

    把一个声源（传送器）安装在炉子或锅炉的一边，把麦克风（接收器）安装在对边，一个声音信号就能够被传送器发射接收器探测。因为在传送器和接收器之间的距离是已知的固定的，声音信号的传播时间的测量允许依照传送器和接收器之间的路径进行气体平均温度的计算。

安装示意：

优点 

    声波气体温度测量系统能够提供平面的二维温度分布，为生产控制提供精确的实时的温度数据，具有实时的报警功能，容易的DCS接口。

因此，它具有以下优点

    由于在炉内燃烧过程中，声波气体温度测量系统能够为我们提供精确的实时的温度分布数据和报警功能，为温度的控制提供了宝贵的数据资料。

    我们可以根据这些数据，监视有无火焰直接冲刷水冷壁管的现象，调整火焰位置以避免直接冲刷水冷壁管，避免水冷壁管的损坏，改善炉水循环并提高运行效率。 

    监视有无低温区据以识别堵塞的或工作不正常的燃烧器，从而改善其空气/燃烧比例、改善喷油或燃烧分配、混合和炉水循环，改善热力分配和运行效率。延长使用寿命并降低热耗。

    声波气体温度测量系统的使用，可以使我们通过调节控制装置，合理的改变燃料和空气的比例以及其他因素，使炉子在最合理最优化的燃烧条件下工作，实现最优化燃烧（完全燃烧），达到节能降耗，减少飞灰和烟尘排放，降低运行成本的目的。

    锅炉的效率还依赖于火与锅炉管道之间良好的热传输比率，当管道被烟灰逐渐充满时，导致管道吸收的热量变少，使得火炉出口气体温度上升而锅炉效率下降。对火炉出口气体温度和电力输出的连续监测,可提醒操作员在实时信息的基础上开始吹除烟灰。

    人们已经发现：烟灰吹除损失，依操作人员和不同类型燃煤而有很大变化。过度使用吹灰器对设备造成成本负担。这种成本是因使用了发电部门的电力造成的。如果蒸汽是吹除（烟灰）媒介，那么发电机蒸汽涡轮可用蒸汽就会减少，导致发电量减少。

    经过估算一个415MW（装机容量）的电厂，每年吹灰成本在800万和1600万元（人民币）之间，还不包括锅炉效率损失。优化烟灰吹除策略是非常有价值的。

    这个实时温度数据用来调节侧壁燃烧器、底面燃烧器以及空气喷入器（air register）以消除热点与冷点，直到围绕工作管的三维热通量达到均匀最大限度降低二氧化氮（NO2）/二氧化硫（SO2）的排放，防止浪费化学药品和动力。

    许多的炉子和锅炉，之所以不能进行自动控制，关键是因为没有准确的实时的温度平面分布数据。声波气体温度测量系统则解决了这一关键问题。容易的DCS接口，准确的实时的温度数据，为炉子的自动控制打下了坚实的基础。

    声波气体温度测量系统是一种一次性投资，永久使用的非侵入式测量仪器，它的使用，一方面使我们可以替代热电偶之类的测温元件，没有了这些元器件的长期消耗，节约了开支。另一方面，使我们避免了炉体的过烧，延长了炉体的使用寿命。同时，还避免了由于炉体过烧损坏而停产所造成的损失。

    在热加工中，用户可以根据声波气体温度测量系统提供的温度数据，正确控制炉温和温度分布，为生产出合格的产品提供可靠的工艺保障，提高了产品质量和生产效率，又降低了生产成本。

    通过控制装置，合理的改变温度分布，使温度被控制在合理的范围之内，避免了温度过高或过低、局部过烧等现象，这样就可以避免了由于炉子和产品过烧所产生的损坏，降低了不合格品。为安全生产提供了可靠保证

    将炉内燃烧状况记录下来，可作为档案提供事故调查，对运行人员进行燃烧诊断有重要实用意义。

特征：                                  应用：

• 真实气体温度测量                      • 有机物过程加热器

• 非侵入、完全自动                      • 矿石燃料实用电厂锅炉、化学回收装置、垃圾发电

• 串行输出、可设置以太网                • 工业炉窑过程监视/控制

• 灵活的配置                            • 最低温度从量

• 易于安装、启动方便                    • 其他工业热工程 

• 可运行于使用任何燃料的单元              

• 高性价比、可靠、成熟技术                

• 通过燃烧平衡保护工作管免受热应力冲击

• 减少被动停机和机会损失

• 提高运行效率，改善热通量

• 通过消除过度温度条件减少NOx 排放

• 焦化现象的最低化

• 为实时过程控制提供准确的气体温度数据

    BOILERWATCH MMPII声波高温计是一个先进的工业装置，它能够对加热器或锅炉提供完全自动化的高温燃烧气体测量以及燃料调整控制。系统本身对于热气体是完全非侵入式的，其工作原理是基于声波传播速度与它通过的气体温度所具有的比例关系。声波的声源和接收器设置在加热器或锅炉的壁的外侧，一个低强度的声波信号被发射并穿过该气流。由于在声源与接收器之间的距离是已知且固定的，通过对声波信号传播时间的准确测量，声波通道上的平均温度就能够计算出来。BOILERWATCH MMP II 系统能够有多种配置。由于能够实现最高24通道的温度测量，系统不仅能够提供配置以给出空间温度分布、或者独立的温度测量，并且能够把两者结合起来。BOILERWATCH MMP II 系统易于安装、授权启动和操作。

发射接收器数： 最低6个最高16个

通道数： 最高24通道

测量范围： 35 to 3500 F (0 to 1927 C)

温度单位： 英制或公制 (F or C)

分辨率：   20米长通道在2000 F (1093 C)时为12 F (6.7 C) 

测量精度： 1.5%以内

测量时间： 5 秒/每通道

数据输出： RS-232/ RS-422 以及多格式

为远程监控配备标准内置modem

报警输出： 硬件故障指示输出以及其他用户定义报警信号

AC 电源输入： 100 ～ 240 VAC, 50/60 Hz, 单相，6.0/3.0 amps, 自动感应

声波发生器： 充气式声波发生器，使用工厂通用压缩空气

声源气压：   60 - 120 psig (5.0 - 8.3 Bar)

MMP II PCU

环境气体温度： + 130 F (54C) 最高，避免阳光直射

外形结构：     30英寸H x 24英寸W x 12英寸D (762 x 610 x 356mm) *NEMA 4 钢制

重    量：     110 lb. (50 Kg)

3020TR 波导装置（Waveguide） 

材    料：   不锈钢 316L

规    格：   法兰直径7.88英寸(200mm)， 长度12.78英寸(325mm)

法    兰：   根据ASTM标准 3-inch 150 lb. 管法兰- （请根据您的加热器或锅炉开口具体与我们联系）

重    量：   26 lb. (11.8 Kg) 

温度环境：     法兰： +450F (+232C) max； 周围气体： +130F (+54C) max。

3020TR 变送器箱

周围气体温度：   + 140 F (60C) max， 避免阳光直射。

箱        体：   13.5英寸高 x 11.4英寸宽 x 5.1英寸深 (343 x 288 x 130mm)* NEMA 4 玻璃纤维或钢制

重        量： 14 lb. (6.4 Kg)

保   证   期：   1年（标准）