鍋爐膨脹監測系統和監測方法與流程

本發明涉及鍋爐膨脹監測領域，具體涉及鍋爐膨脹監測系統和監測方法。

背景技術：

大型電站鍋爐大都采用全懸吊結構，使鍋爐本體的每個部分能夠有比較充分的熱膨脹,大大地減少了由于熱膨脹受阻而產生的熱應力。為了進行比較精確的熱膨脹位移計算,以便進行系統的應力分析和密封設計,需要有一個在各種工況下都保持不變的膨脹中心。通過設置鍋爐膨脹中心和鍋爐導向裝置(剛性梁和鋼架上的一些結構),希望實現以膨脹中心為起點，按預定方向膨脹。當膨脹遇阻或導向裝置失效時，實際膨脹和設計值就會產生偏差，相關受力元件的應力情況就會發生較大的變化，容易發生金屬壽命大幅下降，甚至短期失效問題。

現在鍋爐本體大都設計一套機械式監測裝置，該裝置結構簡單、測量精度低、數據偏差大，造成對鍋爐本體膨脹測量不準確，導致鍋爐安全運行存在隱患，而且需要人工攀爬到安裝點進行參數的讀取，費時費力。由于測試點較多，相距較遠，如果鍋爐膨脹速度較快的話，無法第一時間監測讀取膨脹位移的變化量，造成參數信息的遺漏。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種鍋爐膨脹監測系統。

本發明的第二個目的在于提出一種鍋爐膨脹監測方法。

為了實現上述目的，本發明的實施例公開了一種鍋爐膨脹監測系統，包括：參考監測裝置，所述參考監測裝置包括三個相互垂直形成三維坐標的第一參考板、第二參考板和第三參考板，所述參考監測裝置還包括與鍋爐監測點固定連接的固定板，所述第一參考板、所述第二參考板和所述第三參考板中任一一塊參考板與所述固定板通過連接部件連接；激光發射裝置，所述激光發射裝置用于發射監測激光，所述激光發生裝置包括三組激光發射源，所述三組激光發射源分別與所述第一參考板、所述第二參考板和第三參考板一一對應設置；激光接收裝置，所述激光接收裝置包括三組激光接收端，所述三組激光接收端用于一一對應接收所述三組激光發射源照射所述第一參考板、所述第二參考板和所述第三參考板后反射的激光；以及上位機，所述三組激光接收端分別與所述上位機連接，所述上位機用于根據所述三組激光接收端傳遞的激光接收信息進行分析，得到所述鍋爐監測點的膨脹信息并反饋。

根據本發明實施例的鍋爐膨脹監測系統，由于鍋爐的每個被測點表面不一定與激光器的安裝位置垂直或者平行，因此，直接測量鍋爐表面并不合適，會產生因為角度造成的誤差，通過在鍋爐監測點固定連接參考監測裝置，通過對參考監測裝置上的相互垂直并組成三維坐標的三個參考板分別進行激光監測，在鍋爐監測點發生膨脹后，會導致參考監測裝置整體位置發生偏移，從而導致參考監測裝置上的三個參考板發生偏移，進一步導致激光接收裝置接收的反射激光反生偏移，通過對偏移量進行計算，從而得到鍋爐監測點的膨脹信息。

另外，根據本發明上述實施例的鍋爐膨脹監測系統，還可以具有如下附加 的技術特征：

進一步地，所述第二參考板與所述第一參考板鉸接，所述第三參考板與所述第二參考板鉸接。

進一步地，所述第一參考板與所述第二參考板組成一個角鋼，所述第三參考板與所述第一參考板或所述第二參考板鉸接。

進一步地，所述第二參考板與所述第一參考板鉸接，所述第三參考板與所述第一參考板或所述第二參考板插接。

進一步地，所述連接部件為第一伸縮桿。

進一步地，所述參考監測裝置還包括旋轉托盤，所述第一參考板、所述第二參考板和所述第三參考板中任一一塊參考板與所述連接部件通過所述旋轉托盤連接。

進一步地，所述激光發射源和所述激光接收端組成激光傳感器，還包括激光傳感器安裝平面和激光傳感器安裝底座，所述激光傳感器安裝平面和所述激光傳感器安裝底座通過第二伸縮桿連接。

進一步地，所述激光傳感器外側設置有防護罩，所述防護罩設置在所述傳感器安裝平面上。

為了實現上述目的，本發明的實施例公開了一種鍋爐膨脹監測方法，包括權利上述的鍋爐膨脹系統，所述方法包括以下步驟：S1：所述三組激光發射源分別對對應設置的所述第一參考板、所述第二參考板和所述第三參考板所述發射監測激光；S2：所述第一參考板、所述第二參考板和所述第三參考板將所述監測激光反射給所述三組激光接收端；S3：所述三組激光接收端將所述激光接收信息轉換為電信號傳遞給所述上位機；S4：所述上位機根據所述電信號進行分析，得到所述鍋爐監測點的膨脹信息；以及S5：將所述膨脹信息進行反饋。

根據本發明實施例的鍋爐膨脹監測方法，由于鍋爐的每個被測點表面不一定與激光器的安裝位置垂直或者平行，因此，直接測量鍋爐表面并不合適，會產生因為角度造成的誤差，通過在鍋爐監測點固定連接參考監測裝置，通過對參考監測裝置上的相互垂直并組成三維坐標的三個參考板分別進行激光監測，到鍋爐監測點發生膨脹后，會導致參考監測裝置整體位置發生偏移，從而導致參考監測裝置上的三個參考板發生偏移，進一步導致激光接收裝置接收的反射激光反生偏移，通過對偏移量進行計算，從而得到鍋爐監測點的膨脹信息。

另外，根據本發明上述實施例的鍋爐膨脹監測方法，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述步驟S5進一步包括：將所述膨脹信息通過顯示裝置進行顯示；當所述膨脹信息超過預設的膨脹標準時，進行報警。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發明一個實施例的鍋爐膨脹監測系統的結構示意圖；

圖2是本發明一個實施例的參考監測裝置和安裝有激光傳感器的裝置的結構示意圖；

圖3是本發明一個實施例的鍋爐膨脹監測方法的流程圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

參照下面的描述和附圖，將清楚本發明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發明的實施例的原理的一些方式，但是應當理解，本發明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發明的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵范圍內的所有變化、修改和等同物。

以下結合附圖描述根據本發明實施例的鍋爐膨脹監測系統。

請參考圖1和圖2，一種鍋爐膨脹監測系統，包括：參考監測裝置，所述參考監測裝置包括三個相互垂直形成三維坐標的第一參考板121、第二參考板 122和第三參考板123。所述參考監測裝置還包括與鍋爐監測點固定連接的固定板11，所述第一參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123中任一一塊參考板與所述固定板11通過連接部件連接13。激光發射裝置，所述激光發射裝置用于發射監測激光。所述激光發生裝置包括三組激光發射源2(另外兩組激光發射源圖1中未示出)，所述三組激光發射源2分別與所述第一參考板121、所述第二參考板122和第三參考板123一一對應設置。激光接收裝置，所述激光接收裝置包括三組激光接收端3(另外兩組激光接收端圖1中未示出)，所述三組激光接收端3用于一一對應接收所述三組激光發射源2照射所述第一參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123后反射的激光。以及上位機，所述三組激光接收端3分別與所述上位機連接，所述上位機用于根據所述三組激光接收端3傳遞的激光接收信息進行分析，得到所述鍋爐監測點的膨脹信息并反饋。

具體地，由于鍋爐4的每個被測點(圖1中未示出，在固定板11的下側)表面不一定與激光器的安裝位置垂直或者平行，因此，直接測量鍋爐4表面并不合適，會產生因為角度造成的誤差。通過在鍋爐監測點固定連接參考監測裝置，通過對參考監測裝置上的相互垂直并組成三維坐標的三個參考板121/122/123分別進行激光監測。在鍋爐監測點發生膨脹后，會導致參考監測裝置整體位置發生偏移，從而導致參考監測裝置上的三個參考板121/122/123發生偏移，進一步導致激光接收裝置接收的反射激光反生偏移，激光接收裝置3將反射激光通過網絡傳遞給上位機，上位機通過對偏移量進行計算，從而得到鍋爐監測點的膨脹信息。

在本發明的一個實施例中，所述第二參考板122與所述第一參考板121鉸接，所述第三參考板123與所述第二參考板122鉸接。

具體地，第一參考板121、第二參考板122、第三參考板123如果在如果不是相互垂直形成三維坐標，對于鍋爐監測點的膨脹信息的監測會導致測量誤差。通過鉸接的方式確保第一參考板121、第二參考板122和第三參考板123之間相互垂直。可以在確定第一參考板121與第一參考板122垂直后和第二參考板122與第三參考板123垂直后通過固定裝置進行固定。在安裝參考監測裝置之前，對所述第一參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123相互之間的位置關系進行精確調整，以提升監測精度。

在本發明的一個實施例中，所述第一參考板121與所述第二參考板122組成一個角鋼，所述第三參考板123與所述第一參考板121或所述第二參考板122鉸接。

具體地，在角鋼的一端設置鉸接裝置，將第三參考板123與角鋼鉸接，保證第一參考板121、第二參考板122和第三參考板123相互垂直，從而確保膨脹監測的精度。

在本發明的一個實施例中，所述第二參考板122與所述第一參考板121鉸接，所述第三參考板123與所述第一參考板121或所述第二參考板122插接。

具體地，第一參考板121和第二參考板122通過鉸接裝置保證相互之間垂直。在第一參考板121或第二參考板122上設置有插槽，第三參考板123通過插接的方式保證相互之間的垂直，從而確保膨脹監測的精度。

在本發明的一個實施例中，所述第一參考板121與所述第二參考板122組成一個角鋼，所述第三參考板123與所述第一參考板121或所述第二參考板122插接。

具體地，第三參考板123通過插接的方式保證彼此之間的相互垂直，從而確保膨脹監測的精度。

在本發明的一個實施例中，所述連接部件為第一伸縮桿13。

具體地，如果連接部件固定長度，在鍋爐4的某些監測點可能不利于進行參考監測裝置的安裝(空間不足)或不利于監測(角度不好)，通過第一伸縮桿13可調整安裝板與固定板之間的距離。

在本發明的一個實施例中，所述參考監測裝置還包括旋轉托盤14，所述第一參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123中任一一塊參考板與所述連接部件通過所述旋轉托盤14連接。

具體地，通過旋轉托盤14可以是與連接部件連接的參考板旋轉，間接調整不與連接部件直接連接的另外兩塊參考板之間的位置，保證三個激光發射源2能有對三塊參考板進行監測，通過保證反射光能到達激光接收端3處，完成膨脹監測，增加系統設置的靈活性。

在本發明的一個實施例中，所述激光發射源2和所述激光接收端3組成激光傳感器，還包括激光傳感器安裝平面22和激光傳感器安裝底座21，所述激光傳感器安裝平面22和所述激光傳感器安裝底座31通過第二伸縮桿23連接。

具體地，通過第二伸縮桿23調整激光傳感器的高度，確保激光發射源2發出的監測激光照射鍋爐監測點后反射到激光接收端3上。

在本發明的一個實施例中，還包括包裹所述激光傳感器的防護罩24，所述防護罩24設置在所述傳感器安裝平面22上，避免激光傳感器表面被灰塵覆蓋從而影響監測效果，同時對防護罩進行清洗相對容易。

以下結合附圖描述根據本發明實施例的鍋爐膨脹監測方法。

請參考圖3，一種鍋爐膨脹監測方法，包括權利上述的鍋爐膨脹系統，所述方法包括以下步驟：S1：所述三組激光發射源2分別對對應設置的所述第一 參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123所述發射監測激光。S2：所述第一參考板121、所述第二參考板122和所述第三參考板123將所述監測激光反射給所述三組激光接收端3。S3：所述三組激光接收端3將所述激光接收信息轉換為電信號傳遞給所述上位機。S4：所述上位機根據所述電信號進行分析，得到所述鍋爐監測點的膨脹信息。S5：將所述膨脹信息進行反饋。

具體地，由于鍋爐4的每個被測點(圖1中未示出，在固定板11的下側)表面不一定與激光器的安裝位置垂直或者平行，因此，直接測量鍋爐4表面并不合適，會產生因為角度造成的誤差。通過在鍋爐監測點固定連接參考監測裝置，通過對參考監測裝置上的相互垂直并組成三維坐標的三個參考板121/122/123分別進行激光監測。在鍋爐監測點發生膨脹后，會導致參考監測裝置整體位置發生偏移，從而導致參考監測裝置上的三個參考板121/122/123發生偏移，進一步導致激光接收裝置接收的反射激光反生偏移，通過對偏移量進行計算，從而得到鍋爐監測點的膨脹信息。

在本發明的一個實施例中，所述步驟S5進一步包括：將所述膨脹信息通過顯示裝置進行顯示。當所述膨脹信息超過預設的膨脹標準時，進行報警。

另外，本發明實施例的鍋爐膨脹監測系統和監測方法的其它構成以及作用對于本領域的技術人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同限定。