一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪制造技术

本实用新型专利技术涉及雷达扫描成像仪，特别是涉及一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪。包括主机和测试装置两大部分，主机包括机箱和安装于机箱顶部的显示器、人机交互模块，安装于机箱内部的系统主控板、存储模块、信号采集处理及控制模块、电源管理模块、电池和主机接口模块，测试装置包括冷却装置和包裹在其内部的雷达接口模块、雷达模块和雷达发射角度控制模块，主机和测试装置之间使用通信线缆连接。可在高温工况下，通过改变雷达发射的方向角进行炉壁扫描测量，最终得到所测炉壁表面轮廓数据，可在不停炉的情况下判断锅炉炉壁结焦的严重程度，指导运维人员进行方案优化，提高效率的同时降低风险，并具有很高的经济效益。并具有很高的经济效益。并具有很高的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪


[0001]本技术涉及雷达扫描成像仪，特别是涉及一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪。

技术介绍

[0002]在燃煤锅炉领域，锅炉运行过程中，局部燃料积聚在燃烧器的喷口、燃料床或受热水冷壁面上所形成的结积焦块的现象，称为锅炉结焦。锅炉结焦会给锅炉的安全连续生产带来严重的影响，破坏正常燃烧工况，使锅炉出力降低，排烟损失增大，锅炉效率降低，破坏正常水循环，甚至造成爆管事故，严重时还会被迫停炉。结焦是燃煤锅炉运行中比较普遍的现象，会缩短锅炉设备的使用寿命，因此锅炉内结焦的程度与分布情况是锅炉机组运行人员十分关注的一项指标，快速有效地掌握结焦状况对锅炉机组安全、经济、稳定运行有着重要意义。
[0003]目前行业内广泛采取的观测锅炉内部结焦的方法主要有运行时和停炉后两类，其中运行时一般采用人工观测法、内窥镜观测法；停炉后工作人员进入锅炉炉膛内部直接测量等方案。
[0004]人工观测法是通过观火孔观察其周边可视范围内的炉壁情况，由于锅炉运行时燃煤在炉膛内燃烧，内部温度可达1400～1600摄氏度，人工观测范围极其有限；内窥镜观测法是将耐高温内窥镜通过观火孔伸入炉膛定性观察其周边炉壁情况，受火焰光、温度影响，同时由于镜头焦距所限，所观测距离也十分有限，一般范围3至5米，锅炉内工质压力不同的机组测量结果差异很大，且锅炉不同负荷工况下观测结果也有显著区别，整体观测只能定性无法定量，范围小、效果差；停炉后工作人员进入炉膛内部直接测量，能定量得到焦块的大小、厚度及分布情况等数据，最直观且准确度最高，但只能在燃煤锅炉停炉的情况下才具有操作可行性，每次停炉都会有很大的经济损失，因此不是常态化观测方式。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术旨在提供一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，应用电磁波雷达测距技术，通过安装雷达至所测炉壁对面固定位置不变，仅改变雷达探头发射和接收电磁波信号的方向角进行炉壁扫描测量，得出被测炉壁的表面轮廓数据并以图像形式在显示器屏幕上进行展示并存储，同时工作人员分析测量所得燃煤锅炉炉壁表面的结焦图像数据，即可判断所测炉壁结焦的严重程度。本技术采用的技术方案如下：
[0006]一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，分为主机和测试装置两大部分，主机包括机箱、显示器、人机交互模块、系统主控板、存储模块、信号采集处理及控制模块、电源管理模块、电池、主机接口模块；测试装置包括雷达接口模块、雷达模块、雷达发射角度控制模块和冷却装置，主机和测试装置之间使用通信线缆连接。
[0007]所述主机的所述机箱顶部有两处开孔，内部具有分层固定槽，所述显示器安装于所述机箱的顶部左侧开孔，所述人机交互模块安装于所述机箱的顶部右侧开孔，所述系统
主控板与所述存储模块并列安装于所述机箱内部第一层固定槽中，所述信号采集处理及控制模块安装于所述机箱内部第二层固定槽中，所述电源管理模块与所述电池及所述主机接口模块并列安装于所述机箱内部第三层固定槽中。
[0008]所述测试装置中，所述雷达发射角度控制模块包括水平角度控制模块、垂直角度控制模块和安装法兰，所述雷达模块通过安装法兰与所述垂直角度控制模块相固定，所述垂直角度控制模块通过安装法兰与所述水平角度控制模块相固定，所述水平角度控制模块通过法兰安装与所述冷却装置相固定，所述雷达接口模块安装于所述冷却装置内部顶端，所述冷却装置将所述雷达模块、所述雷达发射角度控制模块及所述雷达接口模块整体包裹在其内部。所述通信线缆一侧安装于所述主机接口模块，另一侧安装于所述雷达接口模块。
[0009]优选的，所述雷达模块由一套或多套任意形式的可发送电磁波信号的脉冲或调频连续波雷达及发射、接收天线组成。
[0010]优选的，所述雷达发射角度控制模块由水平角度控制模块、垂直角度控制模块和安装法兰组成，所述水平角度控制模块、垂直角度控制模块的运动执行由步进电机或直流伺服电机驱动，分别可以在水平方向和垂直方向做180
°
摆动。
[0011]优选的，所述通信线缆由电源线和信号线或任意外观和原理无线信号收发装置组成，信号线为光纤、USB、RS232、RS485、RS422、CAN、I2C或GPIB总线中的一种或多种，所述通信线缆将所述主机接口模块经过所述冷却装置上的通信线缆接口伸入所述冷却装置后与所述雷达接口模块相互连接，为所述雷达接口模块、所述雷达模块和所述雷达发射角度控制模块供电，同时完成所述各模块之间的信息通信。
[0012]优选的，所述信号采集处理及控制模块负责将控制信号通过所述主机接口模块由所述通信线缆传输至所述雷达接口模块，同时将所述雷达信号回传数据传递至所述系统主控板。
[0013]优选的，所述系统主控板内部运行嵌入式软件系统或任意形式的操作系统，在系统内部运行燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像系统软件，识别所述人机交互模块输入的基本参数，下发相关指令及数据至所述信号采集处理及控制模块，同时接收该模块向上发送的雷达信号回传数据，通过软件内部算法计算处理，将数据信息进行显示并存储在所述存储模块中。
[0014]优选的，所述电源管理模块通过电源接口接入220V单相交流电，经过内部滤波器对交流电进行滤波处理，可克服由于工业分析现场交流电源质量欠佳的情况导致仪器电压不稳的现象，保证仪器正常供电。通过开关电源模块完成电压转换，为所述燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪内部各个模块提供能量，同时对所述电池进行充电，并可在不具备外接220V单相交流电的工况下切换为使用所述电池对所述扫描成像仪供电。
[0015]优选的，所述冷却装置将所述雷达模块、所述雷达接口模块及所述雷达发射角度控制模块均包裹在其内部，整体外形为喇叭状结构，在大开口一侧，即所述雷达模块安装一侧装有高温隔离罩，在小开口侧设置有进气口、排气口及通信线缆口，压缩空气由进气口输入、排气口输出，为所述冷却装置内部进行吹扫冷却，可使所述雷达模块、所述雷达接口模块及所述雷达发射角度控制模块在高温环境下进行正常工作。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，采用电磁波雷达测距技术，利用其不会受周边环境温度、压力、粉尘、光线等因素影响，
抗干扰能力强的特点，可在燃煤锅炉不停炉的高温工况下直接进行锅炉炉壁结焦的检测工作，同时基于雷达测量距离的高精度，可精确测量出所结焦块的大小及厚度，不但能定性锅炉结焦的规模大小，还能定量分析炉壁结焦的具体数据指标。同时使用图像显示测炉壁表面轮廓，使检测人员更加直观地进行分析判断结焦的严重程度，是否对锅炉正常运行产生大的影响，是否需要停炉进行检修处理等，相关人员通过分析指标判断锅炉运行状态，及时进行方案优化，保证锅炉机组安全、经济、稳定运行。
附图说明
[0017]图1为本技术燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪主机结构示意图；
[0018]图2为本技术燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪测试装置结构示意图；
[0019]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，其特征在于：分为主机和测试装置两大部分，主机包括机箱、显示器、人机交互模块、系统主控板、存储模块、信号采集处理及控制模块、电源管理模块、电池、主机接口模块，测试装置包括雷达接口模块、雷达模块、雷达发射角度控制模块和冷却装置，主机和测试装置之间使用通信线缆连接，所述主机的机箱顶部安装显示器和人机交互模块，所述机箱内部安装系统主控板、存储模块、信号采集处理及控制模块、电源管理模块、电池及主机接口模块；所述测试装置由冷却装置将雷达模块、雷达接口模块及雷达发射角度控制模块整体包裹在其内部，所述雷达发射角度控制模块包括雷达固定槽、水平角度控制模块、垂直角度控制模块和安装法兰。2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，其特征在于：所述雷达模块由一套或多套任意形式的可发送电磁波信号的脉冲或调频连续波雷达及发射、接收天线组成。3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，其特征在于：所述雷达发射角度控制模块由雷达固定槽、水平角度控制模块、垂直角度控制模块和安装法兰组成，所述水平角度控制模块、垂直角度控制模块的运动执行由步进电机或直流伺服电机驱动，分别可以在水平方向和垂直方向做180
°
摆动。4.根据权利要求1所述的燃煤锅炉炉壁结焦雷达扫描成像仪，其特征在于：所述通信线缆由电源线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：天津汉邦威科技有限公司，
类型：新型
国别省市：