本發明屬于鍋爐溫度監測，具體地涉及一種循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置及方法。

背景技術：

1、在循環流化床鍋爐中，溫度測量是一個至關重要的環節。溫度是反映爐內燃燒工況的重要參數，如果不能實時反映鍋爐的運行溫度場情況，會造成運行人員誤判鍋爐運行狀況，并主要表現在以下幾個方面：(1)燃燒優化：cfb鍋爐的燃燒效率與溫度密切相關；(2)安全監控：溫度過高可能引起結焦，溫度過低可能導致燃燒不穩定；(3)啟動與停止：在鍋爐的啟動和停止過程中，溫度的控制至關重要；(4)環保排放：溫度影響nox等污染物的生成；(5)脫硫效率：對于需要脫硫的cfb鍋爐，溫度應控制在適宜范圍內(如850～870℃)，對運行溫度場誤判，會導致脫硫劑(如石灰石)利用率低；(6)自動化控制：cfb鍋爐通常配備自動化控制系統，溫度測量數據是系統調整和優化運行的重要依據。

2、因此，溫度測量對于cfb鍋爐的穩定、高效、安全運行至關重要，是鍋爐運行監控的核心內容之一，掌握準確的爐內溫度分布，對于安全穩定運行，優化燃燒過程至關重要。

技術實現思路

1、本發明是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識做出的：

2、發明人認識到，相關技術中的鍋爐目前溫度測量手段包括直接測量(插入式熱電偶)和間接測量(聲波測溫技術、紅外圖像測溫技術等)。熱電偶直接測量技術是通過測量兩種不同金屬之間的熱電勢差來確定溫度；爐膛聲波測溫技術是一種利用聲波與溫度之間關系來測量爐膛內溫度的方法；紅外圖像測溫技術利用物體發射的紅外輻射來測量其表面溫度。

3、熱電偶直接測量技術為了滿足運行和安全要求必須在爐膛內尋找安裝熱電偶的合適位置，該方法只能獲得有限的溫度數據，每支熱電偶都有一組信號線，整體上信號線纜較多，后期維護工作量大，并且由于爐內邊壁流的存在，插入的熱電偶也容易損壞，需要頻繁進行更換。煤粉燃燒會形成可見的火焰，常規煤粉爐很多采用光學火焰監視裝置，循環流化床鍋爐爐膛內看不見能歸屬于某個燃燒器的火焰，因此無法用光學方法進行火焰監測。

4、發明人還認識到，相關技術中光纖測溫有應用于爐外背火側的檢測，對于爐內向火側這種工況條件復雜的場景，還沒有相關應用。

5、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

6、為此，本發明的實施例提出一種循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，能夠準確測量向火側溫度，提高測溫點的覆蓋面積，實現連續精準測量，方便布置和后期的維護。

7、本發明的實施例還提出一種直接測量方法。

8、本發明實施例的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，包括：

9、光纖，所述光纖具有多個測溫點；

10、多個支撐組件，多個所述支撐組件間隔布置在循環流化床鍋爐中的防磨格柵上，所述光纖支撐在多個所述支撐組件上，以使所述光纖沿預設路徑布置在循環流化床鍋爐的爐墻上，并通過所述光纖上的多個所述測溫點對循環流化床鍋爐的爐內進行多點測溫；

11、引線組件，所述引線組件設在循環流化床鍋爐的爐墻上，所述引線組件的一端延伸至循環流化床鍋爐的爐內、另一端延伸至循環流化床鍋爐的爐外，所述光纖的部分區段穿設在所述引線組件中以將所述光纖引出循環流化床鍋爐。

12、本發明的實施例的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，能夠準確測量向火側的溫度，實現連續精準測量，方便布置和后期的維護。

13、在一些實施例中，所述光纖的數量為多條，至少部分所述光纖沿循環流化床鍋爐的周向布置，其他的光纖沿循環流化床鍋爐的高度方向布置。

14、在一些實施例中，沿循環流化床鍋爐的周向布置的所述光纖位于防磨格柵中沿水平方向布置的柵板下側。

15、在一些實施例中，所述光纖布置在循環流化床鍋爐中的至少部分爐墻上，并使多個所述測溫點間隔分布在對應的爐墻上的至少部分區域中；

16、和/或，相鄰的兩個所述測溫點之間的間隔距離為200mm至2000mm；

17、和/或，所述光纖與循環流化床鍋爐的水冷壁之間的間距為20mm至50mm。

18、在一些實施例中，還包括接線盒，所述接線盒位于循環流化床鍋爐的爐外，所述光纖在所述接線盒內與光纖延長線連接，以與數據傳輸系統相連接，并將數據傳輸至分析記錄系統。

19、在一些實施例中，所述支撐組件包括：

20、連接桿，所述連接桿的一端用于與防磨格柵連接；

21、掛環，所述掛環與所述連接桿的另一端連接，所述光纖穿設過所述掛環的內腔并支撐在所述掛環上。

22、在一些實施例中，所述掛環的內徑尺寸大于所述光纖的外徑尺寸；

23、和/或，所述光纖的外壁上具有保護套；

24、和/或，所述連接桿的材質與防磨格柵的材質相同，并焊接固定；

25、和/或，還包括絕熱涂層，所述絕熱涂層位于防磨格柵的靠近光纖的一側。

26、在一些實施例中，所述引線組件包括：

27、固定管，所述固定管固定在循環流化床鍋爐的爐墻上，所述固定管的一端延伸至循環流化床鍋爐的爐內、另一端延伸至循環流化床鍋爐的爐外，所述光纖穿設過所述固定管的內腔；

28、保溫部件，所述保溫部件填充在所述固定管和所述光纖之間；

29、密封件，所述密封件設在所述固定管的端部。

30、在一些實施例中，所述固定管與循環流化床鍋爐的水冷壁固定連接，在水冷壁上開設有通孔，所述固定管的一端通過所述通孔與循環流化床鍋爐的爐內連通；

31、和/或，所述固定管與循環流化床鍋爐的水冷壁的材質相同，所述固定管和水冷壁焊接固定。

32、本發明實施例的基于上述任一項實施例所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置的爐內溫度的直接測量方法，包括：

33、在循環流化床鍋爐爐內布置至少一條光纖，所述光纖具有多個測溫點；

34、將所述光纖與防磨格柵連接，至少部分所述光纖沿循環流化床鍋爐的周向布置，并位于防磨格柵下方，多個所述測溫點間隔分布在循環流化床鍋爐在爐墻的至少部分區域中；

35、將所述光纖穿過循環流化床鍋爐的爐墻，以引出所述光纖，并使所述光纖與數據傳輸系統連接；

36、獲取多個所述測溫點的溫度參數，以反映爐內溫度場的溫度。

技術特征：

1.一種循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述光纖的數量為多條，至少部分所述光纖沿循環流化床鍋爐的周向布置，其他的光纖沿循環流化床鍋爐的高度方向布置。

3.根據權利要求2所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，沿循環流化床鍋爐的周向布置的所述光纖位于防磨格柵中沿水平方向布置的柵板下側。

4.根據權利要求1所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述光纖布置在循環流化床鍋爐中的至少部分爐墻上，并使多個所述測溫點間隔分布在對應的爐墻上的至少部分區域中；

5.根據權利要求1所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，還包括接線盒，所述接線盒位于循環流化床鍋爐的爐外，所述光纖在所述接線盒內與光纖延長線連接，以與數據傳輸系統相連接，并將數據傳輸至分析記錄系統。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述支撐組件包括：

7.根據權利要求6所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述掛環的內徑尺寸大于所述光纖的外徑尺寸；

8.根據權利要求1至5中任一項所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述引線組件包括：

9.根據權利要求8所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，其特征在于，所述固定管與循環流化床鍋爐的水冷壁固定連接，在水冷壁上開設有通孔，所述固定管的一端通過所述通孔與循環流化床鍋爐的爐內連通；

10.一種基于權利要求1至9中任一項所述的循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置的爐內溫度的直接測量方法，其特征在于，包括：

技術總結
本發明公開了一種循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置及方法。循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，包括光纖、多個支撐組件和引線組件，光纖具有多個測溫點；多個支撐組件間隔布置在循環流化床鍋爐中的防磨格柵上，光纖支撐在多個支撐組件上，以使光纖沿預設路徑布置在循環流化床鍋爐的爐墻上，并通過光纖上的多個測溫點對循環流化床鍋爐的爐內進行多點測溫；引線組件設在循環流化床鍋爐的爐墻上，引線組件的一端延伸至循環流化床鍋爐的爐內、另一端延伸至循環流化床鍋爐的爐外，光纖的部分區段穿設在引線組件中。本發明循環流化床鍋爐爐內溫度的直接測量裝置，能夠準確測量向火側溫度，實現連續精準測量，方便布置和后期的維護。

技術研發人員：黃中,韓志剛,徐心楊,王天一,蔡晉,呂俊復
受保護的技術使用者：清華大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28