專利名稱：檢測鍋爐熱效率的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐熱工檢測技術(shù)，具體地說，它涉及到一種檢測鍋爐熱效率的簡易方法與裝置。
鍋爐熱效率是鍋爐輸出熱量與輸入熱量之比，它是鍋爐性能的一個重要指標(biāo)。對鍋爐熱效率的檢測，是鍋爐制造部門、能源管理部門和鍋爐用戶的一項經(jīng)常性的工作。它對于改進(jìn)鍋爐質(zhì)量、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，都有重大意義。
檢測鍋爐熱效率的常規(guī)方法有兩種，一種叫正平衡法，另一種叫反平衡法。正平衡法是通過測定鍋爐輸出熱量及燃料輸入熱量，來計算鍋爐熱效率，反平衡法是通過測定鍋爐的各種熱損失反推熱效率，兩種方法得出的鍋爐熱效率應(yīng)該相等或接近。
檢測鍋爐熱效率是一件十分麻煩而又細(xì)致的工作，需要多名技術(shù)人員，在同一段規(guī)定的時間里，利用多種熱工儀表，同時、分別測定許多熱工參數(shù)，然后再根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，計算出鍋爐熱效率。由于這項工作的復(fù)雜性，目前，多數(shù)鍋爐用戶都不能經(jīng)常性地檢測鍋爐熱效率，不能及時地發(fā)現(xiàn)鍋爐運行中的問題。在低效率下運行的鍋爐，不僅浪費了大量寶貴的燃料，加劇了對環(huán)境的污染，有時也預(yù)示著存在某種安全隱患。
鍋爐常用燃料有氣體燃料、液體燃料和固體燃料。氣體燃料不產(chǎn)生灰分，液體燃料灰分也很少，通常在0.1％以下，因此，可將氣體燃料和液體燃料稱為無灰分燃料，大多數(shù)無灰分燃料是碳?xì)浠衔?，可用CHn表示，n是燃料氫碳比。鍋爐燃用無灰分燃料時，可以不考慮灰分熱損失，可認(rèn)為鍋爐的熱損失共有三項一是鍋爐散熱損失，記作Δη1；二是鍋爐排煙熱損失，記作Δη2；三是不完全燃燒熱損失，記作Δη3。利用反平衡法，首先根據(jù)鍋爐容量與結(jié)構(gòu)，查有關(guān)熱工手冊，確定鍋爐散熱損失，再通過檢測鍋爐排煙熱損失和不完全燃燒熱損失，就可計算出鍋爐熱效率。某些固體燃料，如果灰分也很少，也可近似按照上述只有三項熱損失的方法，確定鍋爐熱效率。
檢測鍋爐排煙熱損失，需要測定鍋爐排煙溫度與排煙量。測定排煙量的方法有多種，例如可以通過測定煙氣流速確定排煙量，還有一種方法是通過測定煙氣中氧含量來計算排煙量。測定煙氣流速的儀表，例如熱線風(fēng)速儀，比較復(fù)雜和容易損壞。測定煙氣氧含量的傳感器，是基于電化學(xué)原理制成的，價格昂貴，使用壽命短。
鍋爐燃用無灰分燃料的不完全燃燒熱損失，指的是鍋爐排煙中未完全燃燒或燃盡的可燃?xì)怏w所帶走的熱量，煙氣中所含可燃?xì)怏w包括CO，H2，CH4等。為測每一種可燃?xì)怏w在煙氣中的含量，都需要有專用傳感器。舉例來說，為了測定煙氣中CO的濃度，常用定電位電解式氣體傳感器，利用CO在電解質(zhì)中被氧化成CO2，同時在電極間產(chǎn)生電流，根據(jù)該電流大小，就可知道CO的濃度。這也是一種電化學(xué)傳感器，它的價格也很貴，壽命也短。此外，電化學(xué)傳感器體積都比較大，它本身都不耐熱，因此利用電化學(xué)傳感器測定煙氣中某種可燃?xì)怏w濃度時，不能把電化學(xué)傳感器直接放進(jìn)高溫?zé)煔庵?，而是要設(shè)置抽氣導(dǎo)管、抽氣泵、過濾、除濕等部件，將少量煙氣處理并降溫后，送入電化學(xué)傳感器進(jìn)行檢測?？梢?，現(xiàn)有的檢測不完全燃燒熱損失的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、造價高、壽命短。
鍋爐燃用無灰分燃料，不僅排煙中所含固體顆粒物可忽略不計，其它有害成分(例如硫化物)也較少。從環(huán)保角度出發(fā)，國家正在大力推廣天然氣等無灰分燃料，因此，對燃用無灰分燃料的鍋爐的熱效率的檢測，將會是鍋爐生產(chǎn)、使用、管理等各部門的一項越來越重要的工作。但是，遺憾的是，至今還未見到有簡易、快捷的檢測方法與檢測裝置。
由機械工業(yè)出版社出版，林宗虎、張永照主編的《鍋爐手冊》一書，詳細(xì)披露了常規(guī)檢測鍋爐熱效率的方法，及所用檢測儀表。
本發(fā)明的目的是針對燃用無灰分燃料的鍋爐，給出一種檢測其熱效率的簡易方法與裝置，這種檢測方法只需在現(xiàn)場測定少量有關(guān)參數(shù)，這種檢測裝置是便攜式的，它成本低、長壽命、操作簡便、使用可靠。
為達(dá)到上述目的，對于燃用無灰分燃料的鍋爐，本發(fā)明推出一種只需在現(xiàn)場測定環(huán)境空氣與鍋爐煙氣的溫度與濕度，結(jié)合大氣壓力、鍋爐容量與燃料性質(zhì)等已知條件，就可給出鍋爐熱效率的方法。
在闡述該方法的具體內(nèi)容之前，先說明與該方法有關(guān)的幾個問題1.由于空氣濕度表通常是針對常壓，即105Pa壓力制定的，而實際大氣壓力可能不等于常壓，為此，在利用實測的干、濕球溫度到空氣濕度表上查空氣含濕量之前，要對濕球溫度進(jìn)行非常壓修正，其修正公式是tw′=tw+(8+tw3)(1-P)]]>式中tw′為非常壓修正濕球溫度，tw′、tw的單位為℃，P是大氣壓力，單位為105Pa。該公式是參考了嚴(yán)家祿、尚德敏所著《濕空氣和烴燃?xì)鉄崃π再|(zhì)圖表》(高等教育出版社，1989年)一書，經(jīng)研究給出的。
2.只要空氣不飽和，即只要干、濕球溫度不相等，實測濕球溫度與理論濕球溫度就有偏差，尤其當(dāng)空氣溫度較高時，濕球溫度偏差就更明顯。為此，參考了“工程熱物理學(xué)報”(1988.8)尚德敏、嚴(yán)家祿的論文“濕球溫度的修正因子及計算式”，經(jīng)研究給出如下濕球溫度的不飽和修正公式 3.用CHn表示無灰分的碳?xì)浠衔锶剂希琻為燃料中氫碳摩爾比，用x表示空氣中氮氧摩爾比(其值為3.76)，CHn在鍋爐中完全燃燒的反應(yīng)式為CHn+(1+n4)(O2+xN2)=CO2+n2H2O+(1+n4)xN2---(1)]]>上述燃燒反應(yīng)式等號右側(cè)，即燃燒產(chǎn)物中不含可燃?xì)怏w，也不含氧氣。參與燃燒的實際空氣量恰好等于化學(xué)反應(yīng)所需要的理論空氣量，即空氣消耗系數(shù)α為1。但是，實際燃燒情況往往不是這樣，常為了使燃料燃盡而使參與燃燒的實際空氣量大于理論空氣量，也就是空氣消耗系數(shù)大于1。假定在空氣消耗系數(shù)大于1時，煙氣中不含可燃?xì)怏w，其完全燃燒的反應(yīng)式可寫作CHn+(1+n4+β′)(O2+xN2)=CO2+n2H2O+β′O2+(1+n4+β′)xN2---(2)]]>當(dāng)供給燃燒的實際空氣量不足時，即空氣消耗系數(shù)α小于1時，發(fā)生不完全燃燒。不完全燃燒產(chǎn)物中，即煙氣中殘留可燃?xì)怏w，煙氣中的可燃?xì)怏w主要是CO，H2，CH4等。在由趙欽新、惠世恩主編的《燃油燃?xì)忮仩t》(西安交通大學(xué)出版，2000年)一書中寫到“液體燃料和氣體燃料的不完全燃燒產(chǎn)物有CO，CH4和H2等，由于CH4，H2的含量比CO少得多，因此，在工程實際中是將CO的含量視為該煙氣中的不完全燃燒產(chǎn)物量。”按照這個觀點，碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵磻?yīng)式可寫作CHn+(1+n4-β′′)(O2+xN2)=(1-2β′′)CO2+2β′′CO+n2H2O+(1+n4-β′′)xN2---(3)]]>在上述(2)、(3)式中的β′與β″均為實際供給空氣量與理論需要空氣量的差額，其中β′是多供給的空氣差額，而β″是欠缺的空氣差額。
4.在上述(1)～(3)各燃燒反應(yīng)式中，燃燒產(chǎn)物中不含H2，即認(rèn)為碳?xì)淙剂现械臍淙颗c氧反應(yīng)生成水。碳?xì)淙剂螩Hn的含氫量(氫的質(zhì)量成分)XH為XH=n12+n]]>每兩個氫原子與一個氧原子反應(yīng)生成一個水分子，生成的水的質(zhì)量與參與反應(yīng)的氫的質(zhì)量之比記作k，它等于一個水分子量與兩個氫原子質(zhì)量之比k=182=9]]>每千克燃料中有XH千克氫，每千克燃料燃燒生成kXH千克水，記作mV，即mV=kXH=9×n12+n---(4)]]>5.鍋爐燃燒室入口處空氣含濕量記作d1，鍋爐煙氣含濕量記作d2，每千克燃料燃燒產(chǎn)生煙氣量為mg，按下式計算mg=mVd2-d1---(5)]]>6.在(1)～(3)三個燃燒反應(yīng)式中，空氣消耗系數(shù)α各不相同，其中(1)式表示的燃燒反應(yīng)空氣消耗系數(shù)α為1，(2)式表示的燃燒反應(yīng)空氣消耗系數(shù)大于1，記作α′，按下式計算α′=1+β′1+n4]]>(3)式表示的是不完全燃燒，空氣消耗系數(shù)小于1，記作α″，按下式計算α′′=1-β′′1+n4---(7)]]>7.當(dāng)燃料給定，燃料氫碳比n為已知，如果還能知道β為多少，空氣消耗系數(shù)就都可算出。β為實際供給空氣與理論燃燒所需空氣的差額，它還出現(xiàn)在燃燒產(chǎn)物中，可根據(jù)燃燒產(chǎn)物的含濕量d2來確定，具體方法如下(1)式表示供給燃燒的空氣正好夠用，在燃燒產(chǎn)物中既不含氧氣也不含可燃?xì)怏w，空氣差額β為零，此時煙氣的含濕量稱作理論含濕量，記作d20，由(1)式整理得d20=n16.5+2.9n---(8)]]>(2)式表示供給燃燒的空氣量大于理論需要量，其煙氣含濕量由(2)式整理為d2=n16.5+15.2β′+2.9n---(9)]]>可見d2＜d20，由該式給出多余的空氣差額β′的計算式為β′=(0.0661d2-0.19)n-1.085---(10)]]>(3)式表示供給燃燒的空氣量不足，其煙氣含濕量由(3)式整理為d2=n16.5-15.2β′′+2.9n---(11)]]>可見d2＞d20，由該式給出欠缺的空氣差額β″的計算式為β′′=(0.19-0.0661d2)n+1.085---(12)]]>8.按照不完全燃燒反應(yīng)式(3)，1千摩爾的CHn燃料燃燒生成2β″千摩爾CO，每千克燃料燃燒生成2β″/(12+n)千摩爾CO，CO的燃燒發(fā)熱量為283208kJ/kmol，因此不完全燃燒熱損失Δη3為Δη3=283208×2β′′Q×(12+n)---(13)]]>基于上述原理，本發(fā)明給出的檢測燃用無灰分燃料鍋爐熱效率的方法分為如下幾個步驟1.針對鍋爐燃用的具體燃料，查找有關(guān)熱工手冊，確定其(低位)發(fā)熱量Q(kJ/kg)；2.根據(jù)鍋爐燃料氫碳比n，并認(rèn)為燃料中的氫完全燃燒生成水蒸汽，按(4)式計算每千克燃料燃燒生成的水蒸汽量mV(kg/kg)；3.根據(jù)鍋爐容量及是否有尾部受熱面，查熱工手冊，確定鍋爐散熱損失Δη1；4.確定環(huán)境空氣的含濕量d1。具體作法是，利用干濕球溫度計，測定環(huán)境空氣的干球溫度t1和濕球溫度tw1，結(jié)合大氣壓力，對濕球溫度進(jìn)行非常壓修正和不飽和修正，查空氣濕度表，得出環(huán)境空氣的含濕量d1(kg/kg)5.確定鍋爐煙氣的含濕量d2。具體作法是，利用干濕球溫度計，測定鍋爐煙氣的干球溫度t2和濕球溫度tw2，結(jié)合大氣壓力，對濕球溫度進(jìn)行非常壓修正和不飽和修正，查空氣濕度表，得出鍋爐煙氣的含濕量d2(kg/kg)；6.根據(jù)(5)式計算每千克燃料燃燒生成的煙氣量mg(kg/kg)mg=mVd2-d1]]>7.查熱工手冊，確定在t1和t2間的煙氣的平均定壓質(zhì)量比熱，并用cp表示，單位是kJ/kg℃，按下式計算鍋爐排煙熱損失Δη2Δη2=mgcp(t2-t1)Q]]>8.根據(jù)給定的燃料氫碳比n，按(8)式計算煙氣理論含濕量d20，并與步驟5得出的煙氣實際含濕量d2，進(jìn)行比較。
如果d2≤d20，將d2記作d2′，進(jìn)行步驟9；
如果d2＞d20，將d2記作d2″，進(jìn)行步驟10。
9.由d2′≤d20，可知供給燃燒空氣量大于或等于理論需要空氣量，按(10)式計算多余空氣差額β′，按(6)式計算空氣消耗系數(shù)α′，按下式計算鍋爐熱效率ηη＝1-Δη1-Δη210.由d2″＞d20，可知供給燃燒空氣量小于理論需要空氣量，按(12)式計算欠缺空氣差額β″，按(7)式計算空氣消耗系數(shù)α″，按(13)式計算不完全燃燒熱損失Δη3，按下式計算鍋爐熱效率ηη＝1-Δη1-Δη2-Δη3按照上述方法與步驟，檢測燃用無灰分燃料鍋爐熱效率的裝置包括干球溫度傳感器。亦即測溫傳感器，其敏感元件常用熱電偶或熱電阻，測溫范圍為-30℃到300℃；濕球溫度傳感器。它是在熱電偶或熱電阻等測溫傳感器的敏感元件外面，包以濕紗布制成，測溫范圍-30℃到100℃；模擬放大電路。有兩個模擬放大電路，一個是干球溫度放大電路，另一個是濕球溫度放大電路；模擬電位器。有兩個模擬電位器，一個是大氣壓力模擬電位器，根據(jù)環(huán)境大氣壓力，調(diào)整電位器輸出電壓，作為大氣壓力模擬信號。另一個是鍋爐容量模擬電位器，根據(jù)鍋爐容量，調(diào)整電位器輸出電壓，作為鍋爐容量模擬信號；燃料選擇鍵。根據(jù)鍋爐燃料的種類，確定燃料選擇鍵的位數(shù)。不同的燃料，其氫碳比和發(fā)熱量通常不相同，利用燃料選擇鍵，給出選定燃料的氫碳比和發(fā)熱量的模擬電壓信號；尾部受熱面選擇鍵。鍋爐是否設(shè)置了尾部受熱面，其散熱損失是不同的。設(shè)立尾部受熱面選擇鍵，就是為了在確定鍋爐散熱損失時，除了考慮鍋爐容量外，還要考慮鍋爐尾部是否有散熱面，它是一個開關(guān)式按鍵，有通或斷兩種狀態(tài)，對應(yīng)有或無尾部受熱面；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。它由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，及其輸入、輸出、控制線路所組成。它的模擬量輸入線路包括干球溫度放大器輸出端、濕球溫度放大器輸出端、燃料選擇鍵的燃料氫碳比模擬電壓、燃料選擇鍵的燃料發(fā)熱量模擬電壓、大氣壓力模擬電壓、鍋爐容量模擬電壓。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制和輸出線路與下述單片機有關(guān)線路相連；單片機電路。它主要包括單片機、地址鎖存器、程序存貯器、指令鍵、及由單片機接出的地址、數(shù)據(jù)、控制線路等。在單片機操作程序及指令鍵的控制下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號進(jìn)入單片機電路，經(jīng)過單片機內(nèi)部運算、處理過程，最后通過單片機輸出端，給出數(shù)字化結(jié)果，然后通過譯碼電路，送到顯示器顯示。指令鍵是一個常開按鍵，依次按下此鍵，它向單片機依次發(fā)出如下8項指令測空氣參數(shù)、測煙氣參數(shù)并進(jìn)行計算、顯示鍋爐熱效率、顯示空氣消耗系數(shù)、顯示鍋爐散熱損失、顯示鍋爐排煙熱損失、顯示不完全燃燒熱損失、顯示鍋爐排煙溫度；顯示器及譯碼電路。它包括一個三位的靜態(tài)數(shù)字顯示器、三個帶有鎖存功能的譯碼器、輸入與輸出連接線路等。譯碼器的輸入信號及控制信號來自單片機，譯碼器的輸出信號送給顯示器；電壓表。這是一個直流電壓表，它的輸入端接到濕球溫度放大器的輸出端，在檢測過程中，根據(jù)電壓表指示，判斷濕球溫度傳感器是否已經(jīng)穩(wěn)定；儀表盒與儀表盤。儀表盒為長方形，分為盒蓋與盒底兩部分，盒底的高度尺寸比盒蓋稍大。干濕球溫度傳感器連同接線，存放在盒蓋內(nèi)。在盒底底部是電池，在盒底上沿，安置儀表盤。在儀表盤下邊，吊裝一塊電路板，前述幾個電路都在這塊電路板上。在儀表盤上，有傳感器插座、電源開關(guān)、直流電壓表、三位數(shù)字顯示器、燃料選擇鍵、尾部受熱面選擇鍵、指令鍵、兩個模擬電位器等。
本發(fā)明的優(yōu)點是1.本發(fā)明鍋爐熱效率檢測方法是基于反平衡法，不僅給出熱效率，同時還給出了三種主要熱損失和空氣消耗系數(shù)，這些都是評估鍋爐性能的重要數(shù)據(jù)。本發(fā)明鍋爐熱效率檢測方法，只需在現(xiàn)場檢測環(huán)境空氣與鍋爐煙氣的干球溫度和濕球溫度，單人即可進(jìn)行檢測，方法簡便，工作效率高；2.本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置，除了供電所用電池外，其它全部零部件，包括傳感器，都不存在原理性的損耗。因此，本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置經(jīng)久耐用，維護(hù)費用低；3.本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置，具有成本低、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠等特點，是一種便攜式儀表。


圖1是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置的電路系統(tǒng)原理圖；圖2是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的干濕球溫度傳感器總裝圖；圖3是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的儀表盤布置圖；圖4是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的儀表盒內(nèi)布置圖；圖5是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置在現(xiàn)場檢測示意圖；圖6是本發(fā)明檢測鍋爐熱效率的方法與裝置的計算機程序流程圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1給出本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置的電路系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為八個部分第一部分單片機電路，它由單片機1、地址鎖存器2、程序存貯器3、指令鍵7、地址、數(shù)據(jù)、控制三總線及輸入輸出線路組成。單片機型號80C31，地址鎖存器型號74LS373，程序存貯器型號27C256第二部分為模擬放大電路，包括用熱電偶制作的干球溫度傳感器10，干球溫度放大器11，用熱電偶外包濕紗布制成的濕球溫度傳感器12，濕球溫度放大器13，熱電偶冷端補償器14等。其中干球溫度放大器11中的電阻Ra、Rb、Rc的選擇原則是當(dāng)干球溫度在-30～300℃范圍內(nèi)變化時，干球溫度放大器11的輸出電壓應(yīng)在0～3.5V之間。濕球溫度放大器13中電阻Rd、Re、Rf的選擇原則是當(dāng)濕球溫度在-30～100℃范圍內(nèi)變化時，濕球溫度放大器13的輸出電壓在0～3.5V之間。熱電偶冷端補償器14是利用一只熱敏電阻Rt與另一個固定電阻Rg構(gòu)成一分壓器，熱敏電阻Rt與熱電偶冷端處于同一溫度環(huán)境，這個分壓器給出與熱電偶冷端溫度有關(guān)的電壓信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器和單片機處理后，對熱電偶進(jìn)行冷端補償；第三部分燃料選擇鍵模擬電壓電路，其中包括燃料氫碳比模擬電路15和燃料發(fā)熱量模擬電路16。圖中R1～R6構(gòu)成3個分壓器，分別給出3種燃料的氫碳比模擬電壓，R7～R12構(gòu)成另外3個分壓器，分別給出這3種燃料的發(fā)熱量模擬電壓；第四部分模擬電位器電路，包括大氣壓力模擬電位器電路17，鍋爐容量模擬電位器電路18。其中大氣壓力模擬電位器17輸出模擬電壓為0～5V，對應(yīng)的大氣壓力為100～50kPa，鍋爐容量模擬電位器18輸出電壓0～5V，對應(yīng)的鍋爐容量為0～25MW，兩個電位器的滿量程阻值均為10k；第五部分模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，它包括一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，兩個或非門電路5、6，及輸入、輸出、控制線路。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的型號是ADC0809，兩個或非門電路5、6用一片74LS02擔(dān)任；第六部分顯示器譯碼電路，它是由三個相同的譯碼器8及輸入、輸出連線構(gòu)成的靜態(tài)數(shù)字譯碼電路。每個譯碼器輸入BCD碼，輸出7段顯示器字型碼。譯碼器型號MC14513，它兼有鎖存、譯碼、驅(qū)動功能；第七部分顯示器9，它是一個三位數(shù)字靜態(tài)顯示器，每位上有7個發(fā)光二極管顯示字段，另有一個發(fā)光二極管顯示小數(shù)點；第八部分電源19，8節(jié)1號1.5V電池串聯(lián)約12V電壓，再經(jīng)穩(wěn)壓器給出5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓器型號LM7805。
下面對圖1所示的電路系統(tǒng)原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器4片內(nèi)帶有鎖存功能的8路模擬開關(guān)，可對8路0～5V的輸入模擬電壓信號分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出端有三態(tài)鎖存緩沖器，直接連到單片機1的數(shù)據(jù)總線上。單片機80C31的ALE腳輸出地址鎖存允許信號，連接到地址鎖存器2的G腳。ALE腳的頻率是單片機1時鐘頻率的1/6，單片機1的時鐘頻率選用3MHz，則ALE腳輸出頻率為500kHz，符合模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809對時鐘頻率的要求，故將模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的時鐘輸入端CLK接到單片機1的ALE腳上。模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的地址譯碼引腳A、B、C分別與單片機電路地址總線的低三位A0、A1、A2相連，以選通模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的IN0～I(xiàn)N7中的一個通道。將P2.7(地址總線最高位)作為片選信號，在啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換時，由單片機1的寫信號WR與P2.7經(jīng)或非門5，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的地址鎖存ALE和轉(zhuǎn)換啟動START兩個端口，因此將ALE和START連在一起，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機1的讀信號RD和P2.7腳，經(jīng)或非門6，產(chǎn)生的正脈沖，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸出允許信號OE，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。
用熱電偶制作的干球溫度傳感器10采集的溫度信號，經(jīng)過干球溫度放大器11，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端口IN0；由熱電偶外包濕紗布制作的濕球溫度傳感器12采集的濕度信號，經(jīng)過濕球溫度放大器13，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端口IN1；用熱敏電阻Rt和另一固定電阻Rg構(gòu)成分壓器作為熱電偶冷端補償器14，該補償器輸出模擬信號進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端IN2；燃料選擇鍵有兩組聯(lián)動的開關(guān)，其中一組開關(guān)15，用于選通燃料氫碳比的模擬電壓電路，被選中的燃料氫碳比模擬電壓信號，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端口IN3；另一組開關(guān)16，用于選通燃料發(fā)熱量的模擬電壓電路，被選中的燃料發(fā)熱量模擬電壓信號，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端口IN4，根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?，調(diào)整大氣壓模擬電位器17，輸出大氣壓模擬電壓信號，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模擬量輸入端口IN5；根據(jù)被測鍋爐容量，調(diào)整鍋爐容量模擬電位器18，輸出鍋爐容量模擬電壓信號，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的模數(shù)量輸入端口IN6。
單片機1的P14腳連接一個對地常開的的按鍵7a，此鍵稱作指令鍵。計算機程序中設(shè)立了8處問答程序，它們依次是測空氣參數(shù)嗎？測煙氣參數(shù)并計算嗎？顯示熱效率嗎？顯示空氣消耗系數(shù)嗎？顯示鍋爐散熱損失嗎？顯示鍋爐排煙熱損失嗎？顯示不完全燃燒熱損失嗎？顯示排煙溫度嗎？當(dāng)計算機程序進(jìn)行到這8項問答程序的每一項之前，由程序首先將單片機1的P14腳置1，然后檢查該鍵狀態(tài)，如果閉合，即0電平，表示“是”，程序向下進(jìn)行，如果不閉合，即1電平，表示“否”，程序原地等待。
單片機1的P1.5腳通過一個開關(guān)式按鍵7b與地相連，按鍵7b即為尾部受熱面選擇鍵，如果被測鍋爐有尾部受熱面，按鍵7b接通，沒有尾部受熱面，按鍵7b斷開。單片機在確定鍋爐散熱損失時，除了考慮鍋爐容量外，還要檢查該鍵狀態(tài)。
單片機1的P1.0～P1.3端口輸出結(jié)果，它是一組BCD碼，再通過譯碼器8，最后由3位的數(shù)字顯示器9給出數(shù)字結(jié)果。數(shù)字顯示器9為靜態(tài)工作方式，帶有鎖存功能的譯碼器8的LE腳為鎖存允許端；3個譯碼器8的LE腳，分別與單片機1的P3.3、P3.4、P3.5相連，單片機1分時由P3.3～P3.5分別送出鎖存信號，3個譯碼器8從左到右，從高位到低位，分別鎖存單片機1送出的BCD碼，譯碼后送到相連的顯示器9顯示。顯示器每一位右下角都有一小數(shù)點，需要時，通過軟硬件配合接電源點亮。全部電路的電源19，是12V的電池經(jīng)穩(wěn)壓器給出的5V電壓源。
圖2是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的干濕球溫度傳感器的總裝圖。干球溫度傳感器的敏感元件，采用外徑為1毫米的鎧裝熱電偶2，熱電偶材質(zhì)為鎳鉻與鎳硅，熱電偶2從套筒3伸出部分長度為4厘米。濕球溫度傳感器的敏感元件1，采用外徑為1毫米的鎧裝熱電偶，在外表從端部算起3厘米長度上，包以4～5層脫脂棉紗布，并用純凈水浸濕制成。濕球溫度熱電偶絲材質(zhì)為鎳鉻與康銅，熱電偶1從套筒3中伸出部分長度為8厘米。兩傳感器1、2之間平行距離為0.5厘米。套筒3為不銹鋼管，外徑1.2厘米，長9厘米。套筒3另一頭與金屬軟管4相連，金屬軟管4外徑1厘米，長6厘米。金屬軟管4的另一頭與固定管5相連，固定管5為不銹鋼管，外徑1.2厘米，長10厘米。最后是手柄6，用尼龍制成，外徑2厘米，長10厘米。兩個傳感器的4根導(dǎo)線及傳感器屏蔽線，共計5根線從上述各連接段穿過，從手柄6出來后，接到4芯屏蔽線7，連同屏蔽層，共5根線接到一個5腳插頭8，屏蔽線7的長度為2米。
圖3給出本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的儀表盤布置圖。儀表盤2為長方形，其左下角安置電源開關(guān)8，用以接通或關(guān)閉裝置內(nèi)電路系統(tǒng)的5V直流電源。左邊中間是干濕球溫度傳感器插座9，它是5芯的，其中1芯與電路板的地線連通，并與插頭8上連接導(dǎo)線屏蔽層的插腳相連，而干、濕球溫度信號分別各用兩芯。傳感器插座9的右邊是尾部受熱面選擇鍵10，它是一個開關(guān)式按鍵，用此鍵的通或斷向單片機給出鍋爐有或無尾部受熱面的信息，以決定鍋爐散熱損失。儀表盤2右下方安置有大氣壓力模擬電位器5和鍋爐容量模擬電位器6。這兩個電位器都是旋轉(zhuǎn)式小型合成炭膜電位器，功率為0.5W，阻值為10k。在進(jìn)行檢測鍋爐熱效率工作時，首先要根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫捅粶y鍋爐容量，將這兩個電位器的旋鈕調(diào)整到相應(yīng)位置。儀表盤上，大氣壓力的量程是從100kPa到50kPa，鍋爐容量的量程是從0到25MW。如果被測鍋爐容量的單位不是W，而是kcal/h或是蒸發(fā)量t/h，可按如下公式換算1t/h＝60×104kcal/h＝0.6978MW儀表盤中下方是燃料選擇鍵7，這是一個有8個鍵位的琴鍵式開關(guān)，每一鍵位代表一種鍋爐燃料，每一鍵位都控制著兩個單刀單擲開關(guān)，每個單刀單擲開關(guān)用于一個模擬分壓電路的輸出控制。當(dāng)某一鍵位被按下，即選中這種燃料，并將該鍵位所控制的，模擬這種燃料氫碳比和發(fā)熱量的兩個模擬電壓送出。儀表盤左上角安置一塊直流電壓表，它是指針式的，滿量程為5V。這塊電壓表的輸入端接在濕球溫度放大器的輸出端，用以指示檢測信號是否已經(jīng)穩(wěn)定。因為濕球溫度穩(wěn)定所需時間比干球溫度要長，當(dāng)濕球溫度穩(wěn)定時，干球溫度早已穩(wěn)定。當(dāng)電壓表指針穩(wěn)定時，立即按下儀表盤右方的指令鍵4，指示程序進(jìn)行干、濕球溫度參數(shù)測定。如果電壓表指針已經(jīng)穩(wěn)定，遲遲不按指令鍵4采集數(shù)據(jù)，濕球水分蒸干，電壓表指針又開始移動，此時再采集數(shù)據(jù)已不正確。指令鍵4是一常開按鍵，它接在單片機上，當(dāng)程序進(jìn)行到某一個問答程序時，單片機自動檢查該鍵是否閉合，以決定是繼續(xù)向下進(jìn)行還是原地等待。儀表盤右上方是3位的數(shù)字顯示器，它的每一位都是由7段發(fā)光二極管組成的，從左到右依次為高位到低位，每一位的右下角有一個小數(shù)點，是一發(fā)光二極管，需要時，通過軟硬件配合點亮。
圖4是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置實施例的儀表盒內(nèi)布置圖。儀表盒分為盒蓋1和盒底7兩部分，兩部分之間有折頁相連。干濕球溫度傳感器3放在盒蓋內(nèi)。在盒底7的上沿安放著儀表盤4，在圖4中可看到儀表盤上安置的直流電壓表2和三位數(shù)字顯示器5。本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置的全部電路都在一塊電路板8上，這塊電路板位于盒底7內(nèi)，吊裝在儀表盤4下面。在電路板8的下邊，也就是在盒底7的最底部，安放著串聯(lián)的8節(jié)1號電池，每節(jié)1.5V，從圖4中可看到其中的4節(jié)。儀表盒外形為長方體，盒底7的高度尺寸比盒蓋1稍大。
圖5是本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置在現(xiàn)場檢測示意圖。該圖表示在完成對環(huán)境空氣的干、濕球溫度檢測后，將干濕球溫度傳感器3，從鍋爐1的煙囪2的下部的檢測孔水平插入，使干濕球溫度傳感器3的敏感元件置于煙道中心，并使煙氣與傳感器垂直流過。注意觀察鍋爐熱效率檢測裝置4上的直流電壓表，當(dāng)電壓表指針由緩慢移動到靜止不動，立即按下指令鍵，檢測裝置4采集煙氣的干、濕球溫度信號，進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計算，并將最后得出的鍋爐熱效率，空氣消耗系數(shù)，各項熱損失等按指令依次顯示在檢測裝置4的顯示器上。
圖6是本發(fā)明檢測鍋爐熱效率的方法與裝置的計算機程序的流程圖，詳細(xì)說明如下流程1接通電源，計算機開始工作；流程2設(shè)定初值，其中包括大氣壓力P、鍋爐容量G、燃料氫碳比n、燃料發(fā)熱量Q、煙氣比熱Cp等，其中大氣壓力P和鍋爐容量G是通過調(diào)整儀表盤上相應(yīng)電位器旋鈕設(shè)定，燃料氫碳比n和燃料發(fā)熱量Q是通過按下燃料選擇鍵所用燃料對應(yīng)的鍵位，接通相應(yīng)模擬分壓電路來設(shè)定，煙氣比熱Cp與煙氣溫度有關(guān)，一般可選Cp＝1.1kJ/kg℃將該比熱數(shù)值寫入程序
流程3計算每千克燃料燃燒生成的水蒸汽mV。由于水分子中氫元素占的質(zhì)量成分約為1/9。因此，當(dāng)燃料中的氫在燃燒中全部反應(yīng)生成水時，含氫量為XH的一千克燃料燃燒生成的水蒸汽量mv為mv＝XH×9式中燃料含氫量XH，由給定的燃料的氫碳比n來計算XH=n12+n]]>流程4根據(jù)有關(guān)熱工手冊，鍋爐散熱損失與鍋爐容量G及鍋爐是否有尾部受熱面有關(guān)。將有尾部受熱面和無尾部受熱面兩種情況下鍋爐散熱損失與鍋爐容量的關(guān)系分別列出對照表，將表存進(jìn)計算機程序中，并在計算機程序中，設(shè)置一段查表程序，就可給出鍋爐散熱損失Δη1；流程5詢問是否已作好準(zhǔn)備，并要立即檢測環(huán)境空氣的有關(guān)參數(shù)嗎？如果是，按下指令鍵，向下進(jìn)行，如果不是，程序原地等待；流程6利用干濕球溫度傳感器，檢測環(huán)境空氣的干球溫度t1和濕球溫度tw1。本發(fā)明鍋爐熱效率檢測裝置所用干濕球溫度傳感器的敏感元件都是用熱電偶制成的，干濕球溫度傳感器的熱電勢經(jīng)模擬放大，再進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成數(shù)字量。在鍋爐檢測的溫度范圍內(nèi)，熱電勢與溫度之間線性對應(yīng)關(guān)系良好，因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字量與被測溫度關(guān)系簡單，對轉(zhuǎn)換數(shù)字量稍加處理，即可給出以熱電偶冷端為基準(zhǔn)的干、濕球溫度，再經(jīng)過冷端補償，即給出環(huán)境大氣的干球溫度t1和濕球溫度tw1′；流程7由于含濕量與干球溫度、濕球溫度、大氣壓等三個因素有關(guān)，為了只用一個常壓空氣含濕量表，經(jīng)研究，可利用大氣壓P，對濕球溫度tw1進(jìn)行非常壓修正，修正式如下tw1′=tw1+(tw13+8)(1-P)]]>考慮濕球溫度與理論濕球溫度的偏差，對濕球溫度進(jìn)行不飽和修正tw1′′=tw1′(tw1′t)0.16exp(-0.017t)]]>式中tw1、tw1′、tw1″、t的單位是℃，P的單位是105Pa。由于單片機80C31不能進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，濕球溫度的不飽和修正是通過查表來完成的，該表是利用上述不飽和修正公式算出來的；流程8利用環(huán)境空氣的干球溫度t1，和上式修正的濕球溫度tw1″，查環(huán)境空氣的含濕量d1。在計算機程序中設(shè)有一個空氣含濕量表，它是利用干濕球溫度查含濕量的表，這是一個常壓下的干濕球溫度與含濕量對照表。對于任意大氣壓力下的空氣，利用干球溫度t1和修正后的濕球溫度tw1″，同樣可利用該表查含濕量d1；流程9詢問是否已作好了準(zhǔn)備，要立即檢測鍋爐煙氣的有關(guān)參數(shù)嗎？如果是，按下指令鍵，程序向下進(jìn)行，如果不是，程序原地等待；程序10利用干濕球溫度傳感器，檢測鍋爐煙氣的干球溫度t2和濕球溫度tw2。與流程6相同的道理，檢測鍋爐煙氣時，對干濕球溫度傳感器的檢測結(jié)果也要進(jìn)行冷端補償。鍋爐煙氣參數(shù)的檢測點在煙囪的根部，并應(yīng)防止由檢測口向煙囪內(nèi)漏進(jìn)空氣對檢測結(jié)果的影響；流程11與流程7相同的道理，為了簡化鍋爐煙氣的含濕量表，利用大氣壓力P，對濕球tw2進(jìn)行非常壓修正；tw2′=tw2+(tw23+8)(1-P)]]>同樣也要對濕球溫度進(jìn)行不飽和修正，修正式如下 流程12利用鍋爐煙氣的干球溫度t2，修正的濕球溫度tw2″，查鍋爐煙氣的含濕量d2。在計算機程序中，鍋爐煙氣含濕量表與流程8所用的空氣含濕量表是相似的，只是溫度區(qū)間不同。同樣，在執(zhí)行本流程時，利用了一段煙氣含濕量的查表程序，根據(jù)t2、tw2″，查出d2；流程13計算每千克燃料燃燒生成的煙氣量mg。在流程3中已算出每千克燃料燃燒生成的水蒸汽量mv，所生成的水蒸汽，成為煙氣的一個組成成分，使煙氣的含濕量d2大于空氣的含濕量d1。因此，每千克燃料燃燒生成的煙氣量mg為mg=mVd2-d1]]>流程14計算鍋爐排煙熱損失。鍋爐排煙溫度t2高于環(huán)境空氣溫度t1，鍋爐排煙熱損失Δη2按下式計算Δη2=mgcp(t2-t1)Q]]>流程15當(dāng)供給燃燒的空氣量正好等于理論需要量時，煙氣中不含氧氣，也不含可燃?xì)怏w，此時煙氣含濕量稱為理論含濕量d20，由燃燒反應(yīng)式(1)可導(dǎo)出其計算式為d20=n16.5+2.9n]]>
流程16按照是否有d20≥d2，計算流程有兩個分支，如果d20≥d2，亦即燃燒過程供給的空氣與理論需要量相比正好相等，或前者大于后者，則按箭頭C所指進(jìn)行，否則按箭頭D所指進(jìn)行。
流程17這是按箭頭C所指進(jìn)行的第一個程序，按給出公式計算多余空氣差額β，β≥0；流程18按公式計算空氣消耗系數(shù)α′，α′≥1；流程19當(dāng)供給燃燒的空氣大于或等于理論需要量時，不考慮不完全燃燒損失Δη3，因此，鍋爐熱率按下式計算η＝1-Δη1-Δη2流程20按動指令鍵，每按一次顯示一個參數(shù)，它們依次是η，α′，Δη1，Δη2，0，t2，其中按動第五次顯示的是Δη3＝0；流程21這是箭頭D所指分支程序的第一個程序，按公式計算欠缺空氣差額β″，這是供給燃燒空氣不足的情況；流程22按公式計算空氣消耗系數(shù)α，α＜1；流程23根據(jù)由著名專家撰寫的“燃油燃?xì)忮仩t”一書的內(nèi)容，不完全燃燒產(chǎn)物煙氣中的可燃?xì)怏w，可以只考慮CO，則其燃燒反應(yīng)可表述為(3)式，按此式，不完全燃燒損失可寫作式中283208是每千摩爾CO的燃燒熱，單位是kJ/kmol；流程24不完全燃燒鍋爐熱損失有3項，其熱效率為η＝1-Δη1-Δη2-Δη3流程25本流程同流程20，每按一下指令鍵，顯示一個參數(shù)，它們依次是η，α，Δη1，Δη2，Δη3，t2。
權(quán)利要求
1.一種檢測燃用無灰分燃料鍋爐熱效率的方法，該方法由下列步驟組成(1)針對無灰分鍋爐燃料CHn，確定其氫碳比n，并從熱工手冊查出其低位發(fā)熱量Q(kJ/kg)；(2)根據(jù)鍋爐容量及是否有尾部散熱面，查熱工手冊，確定鍋爐散熱損失Δη1；(3)測定環(huán)境大氣溫度t1和鍋爐排煙溫度t2，根據(jù)t1和t2，從熱工手冊查出鍋爐煙氣的平均定壓質(zhì)量比熱Cp，通?？砂碈p等于1.1kJ/kg℃計算；(4)測定每千克燃料燃燒生成的煙氣量mg(kg/kg)；(5)按下式計算鍋爐排煙熱損失Δη2；Δη2=mgcp(t2-t1)Q]]>(6)確定空氣消耗系數(shù)α；(7)如果是不完全燃燒，每千克燃料燃燒生成CO的千摩爾數(shù)用Xco表示，按下式計算不完全燃燒熱損失Δη3Δη3=283208×XCOQ]]>式中283208是CO的燃燒發(fā)熱量，單位是kJ/kmol；(8)按下式計算鍋爐熱效率ηη＝1-Δη1-Δη2-Δη3該方法的特征在于(1)測定每千克燃料燃燒生成的煙氣量mg的方法是先測定環(huán)境空氣含濕量d1(kg/kgDA)，鍋爐煙氣含濕量d2(kg/kgDA)，再按下式計算鍋爐煙氣量mg(kg/kg)mg=mVd2-d1]]>式中mv(kg/kg)是每千克燃料中的氫燃燒時與氧化合生成的水蒸汽量，它是按下式算出的mV＝XH×9式中XH是鍋爐燃料含氫量(kg/kg)，它按下式計算XH=n12+n]]>(2)測定環(huán)境空氣含濕量d1和鍋爐煙氣含濕量d2的方法是首先利用干濕球溫度計，分別測定環(huán)境空氣和鍋爐煙氣的干球溫度t1、t2(℃)和濕球溫度tw1、tw2(℃)，如果環(huán)境大氣壓力P不等于常壓(105Pa)。按照下式，首先對濕球溫度tw1和tw2分別進(jìn)行非常壓修正t′w=tw+(8+tw3)(1-p)]]>式中tw′為非常壓修正濕球溫度，單位是℃，P是大氣壓力，單位為105Pa。環(huán)境空氣與鍋爐煙氣所含水蒸汽通常都是不飽和的，濕球溫度有偏差，再對濕球溫度tw1′和tw2′分別按下式進(jìn)行不飽和修正 然后，利用常壓下的空氣濕度表，由t1、tw1″查出環(huán)境空氣的含濕量d1，由t2、tw2″查出鍋爐煙氣的含濕量d2。(3)判斷是否不完全燃燒的方法是首先確定理論含濕量d20，這是當(dāng)供給燃燒的空氣正好夠用，煙氣中既不含氧氣，也不含可燃?xì)怏w時的含濕量，按下式計算d20=n16.5+n]]>然后，將前已查出的鍋爐煙氣實際的含濕量d2與d20比較，如d2＞d20，即為不完全燃燒，否則就是完全燃燒。(4)確定空氣消耗系數(shù)的方法是用查出的煙氣含濕量d2與d20比較，如果d2＝d20，則空氣消耗系數(shù)α＝1；如果 d2＜d20，空氣消耗系數(shù)大于1，記作α′，按下式計算α′=1+β′1+n4]]>式中β′為β′=(0.0661d2-0.19)n-1.085]]>如果d2＞d20，空氣消耗系數(shù)小于1，進(jìn)行的是不完全燃燒，空氣消耗系數(shù)記作α″，它按下式計算α′′=1-β′′1+n4]]>式中β″為β′′=(0.19-0.0661d2)n+1.085]]>式中d20與d2的單位均為kg/kgDA。(5)不完全燃燒時，每千克燃料燃燒生成的CO的千摩爾數(shù)Xco按照下式計算給出XCO=2β′′12+n]]>式中β″值同上，當(dāng)d2≤d20時，β″＝0。
2.一種檢測燃用無灰分燃料鍋爐熱效率的裝置，它由下述部分構(gòu)成傳感器、模擬電位器、燃料選擇鍵、尾部受熱面選擇鍵、顯示器、直流電壓表、模擬放大電路、冷端補償電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機電路、顯示器譯碼電路、電源、儀表盤和儀表盒，其特征在于(1)所說的傳感器是干球溫度傳感器和濕球溫度傳感器；(2)所說的模擬電位器有兩個，一個是大氣壓力模擬電位器，另一個是鍋爐容量模擬電位器；(3)所說的燃料選擇鍵，按鍋爐燃料種類確定鍵位數(shù)，在每一種燃料鍵位下，有與該燃料氫碳比和發(fā)熱量對應(yīng)的模擬分壓電路，可以切換和輸出任一鍵位的燃料氫碳比與發(fā)熱量的模擬電壓信號；(4)所說的尾部受熱面選擇鍵是一個開關(guān)式按鍵，有通或斷兩種狀態(tài)，對應(yīng)有或無尾部受熱面；(5)所說的模擬放大電路有兩個，一個是干球溫度放大電路，另一個是濕球溫度放大電路；(6)所說的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模擬輸入線路包括大氣壓力模擬輸入線、鍋爐容量模擬輸入線、燃料氫碳比模擬輸入線、燃料發(fā)熱量模擬輸入線、熱電偶的冷端補償模擬輸入線。
3.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于干球溫度傳感器的敏感元件是外徑為1毫米的鎧裝熱電偶，熱電偶絲材質(zhì)為鎳鉻和鎳硅；濕球溫度傳感器的敏感元件是用4～5層濕棉紗布包著的外徑為1毫米的鎧裝熱電偶，熱電偶絲材質(zhì)是鎳鉻和康銅。
4.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的冷端補償電路，是由一個與干濕球溫度傳感器熱電偶冷端處于同一溫度環(huán)境的熱敏電阻，與另一個固定電阻構(gòu)成的一個分壓電路，其分壓信號送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的燃料選擇鍵是一組琴鍵式開關(guān)，它有與燃料種類對應(yīng)的多個鍵位，每個鍵位控制兩個單刀單擲開關(guān)，每個單刀單擲開關(guān)用于一個模擬分壓電路的輸出控制，當(dāng)某一鍵位被按下，該鍵位對應(yīng)燃料的氫碳比和發(fā)熱量兩個模擬分壓信號即被分別送出。
6.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、兩個或非門及輸入、輸出和控制線路，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器是有8個模擬量輸入端的ADC0809，兩個或非門用一片74LS02擔(dān)任。
7.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的單片機電路是由單片機、地址鎖存器、程序存貯器、指令鍵及其間地址、數(shù)據(jù)、控制總線，對外輸出、輸入連線所組成，單片機型號為80C31，地址鎖存器型號為74LS373，程序存貯器型號為27C256，指令鍵是一常開式按鍵開關(guān)。
8.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的顯示器譯碼電路是由3個相同的譯碼器及其輸入、輸出連線構(gòu)成的靜態(tài)顯示譯碼電路，每個譯碼器都能輸出7段顯示器字形碼。譯碼器型號MC14513，它兼有鎖存、譯碼、驅(qū)動功能，其上有鎖存允許端。當(dāng)單片機的輸出端口，分時向譯碼器送入BCD碼和鎖存允許信號，3個譯碼器按照從高位到低位，從左到右，驅(qū)動3位的靜態(tài)數(shù)字顯示器，顯示單片機的輸出內(nèi)容。
9.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于在所說的儀表盤上，安置有電源開關(guān)、5芯的干濕球溫度傳感器插座、直流電壓表、顯示器、指令鍵、燃料選擇鍵、尾部受熱面選擇鍵、大氣壓力模擬電位器、鍋爐容量模擬電位器。
10.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐熱效率檢測裝置，其特征在于所說的模擬放大電路、熱電偶的冷端補償電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機電路、顯示器譯碼電路等都安置在一塊電路板上，這塊電路板在儀表盒內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱工檢測技術(shù),公開了一種檢測鍋爐熱效率的簡易方法與裝置。氣體或液體燃料燃燒時,基本上不產(chǎn)生灰分,燃用無灰分燃料鍋爐的熱損失是散熱損失Δη
文檔編號G01N25/62GK1339667SQ0112607
公開日2002年3月13日 申請日期2001年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者尚德敏 申請人:尚德敏