管屏换热器换热管表面温度分布的测量方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111928959A(43)申请公布日2020.11.13(21)申请号202010705255.3(22)申请日2020.07.21(71)申请人国电新能源技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区小汤山镇东流顺沙路245号(未来科技城)申请人中国科学院过程工程研究所(72)发明人李庚达黄云王昕朱润孺梁凌刘淼高满达(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人肖冰滨王晓晓(51)Int.Cl.G01J5/60(2006.01)G06F17/10(2006.01)G06T7/00(2017.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称管屏换热器换热管表面温度分布的测量方法及装置(57)摘要本发明实施例提供一种管屏换热器换热管表面温度分布的测量方法及装置，属于电站锅炉在线监测领域。所述方法包括：获取换热管外图像；针对所述换热管外图像提取分波段的光学信号值和像素点灰度值；根据所述分波段的光学信号值，基于梯度选择温度计算方法获取积灰表面温度Ta的分布信息；根据所述分波段的光学信号值和所述像素点灰度值，基于像素区间选择形貌信息计算方法获取形貌参数，所述形貌参数包括厚度Ec；以及根据所述积灰表面温度Ta、所述厚度Ec，基于管屏换热管壁面积灰导热计算模型获取换热管外壁温度Tto的分布信息。其能够实现精确的受热面壁温在线监测。CN111928959ACN111928959A权利要求书1/2页1.一种针对燃煤电站高温管屏换热器换热管表面温度分布的测量方法，其特征在于，所述方法包括：获取换热管外图像；针对所述换热管外图像提取分波段的光学信号值和像素点灰度值；根据所述分波段的光学信号值，基于梯度选择温度计算方法获取积灰表面温度Ta的分布信息；根据所述分波段的光学信号值和所述像素点灰度值，基于像素区间选择形貌信息计算方法获取形貌参数，所述形貌参数包括厚度Ec；以及根据所述积灰表面温度Ta、所述厚度Ec，基于管屏换热管壁面积灰导热计算模型获取换热管外壁温度Tto的分布信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述分波段的光学信号值，基于梯度选择温度计算方法获取积灰表面温度Ta的分布信息包括根据以下公式计算所述积灰表面温度Ta：其中，fa为光路系数，Gr为光学信号积分梯度系数，dp为飞灰粒径，Cp为飞灰组分，Tb为标定基准温度值，A，B分别为根据所述换热管外图像得到的对应波长τ1至τ2和τ3至τ4的光学信号值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述分波段的光学信号值和所述像素点灰度值，基于像素区间选择形貌信息计算方法获取形貌参数包括根据以下公式计算所述厚度Ec：Ec＝fεετ+Lb，其中，其中fε为空隙率修正系数，Lb为基于所述灰度值计算的基础厚度，ετ为空隙率，fd空隙率计算系数，A，B分别为根据所述换热管外图像得到的对应波长τ1至τ2和τ3至τ4的光学信号值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述积灰表面温度Ta、所述厚度Ec，基于管屏换热管壁面积灰导热计算模型获取换热管外壁温度Tto的分布信息包括根据以下公式计算换热管外壁温度Tto的分布信息：其中Tti为汽水侧的管内壁温度，θεd为积灰导热系数，D为换热管外径。5.一种针对燃煤电站高温管屏换热器换热管表面温度分布的测量装置，其特征在于，所述装置包括：第一获取模块，用于获取换热管外图像；2CN111928959A权利要求书2/2页提取模块，用于针对所述换热管外图像提取分波段的光学信号值和像素点灰度值；第二获取模块，用于根据所述分波段的光学信号值，基于梯度选择温度计算方法获取积灰表面温度Ta的分布信息；第三获取模块，用于根据所述分波段的光学信号值和所述像素点灰度值，基于像素区间选择形貌信息计算方法获取形貌参数，所述形貌参数包括厚度Ec；以及第四获取模块，用于根据所述积灰表面温度Ta、所述厚度Ec，基于管屏换热管壁面积灰导热计算模型获取换热管外壁温度Tto的分布信息。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块根据以下公式计算所述积灰表面温度Ta：其中，fa为光路系数，Gr为光学信号积分梯度系数，dp为飞灰粒径，Cp为飞灰组分，Tb为标定基准温度值，A，B分别为根据所述换热管外图像得到的对应波长τ1至τ2和τ3至τ4的光学信号值。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块根据以下公式计算所述厚度Ec：Ec＝fεετ+Lb，其中，其中fε为空隙率修正系数，Lb为基于所述灰度值计算的基础厚度，ετ为空隙率，fd空隙率计算系数，A，B分别为根据所述换热管外图像得到的对应波长τ1至τ2和τ3至τ4的光学信号值。8.根据权利要求