一种基于测距装置的管排吹损测量系统及方法与流程

本发明属于锅炉检修设备，具体为一种基于测距装置的管排吹损测量系统及方法。

背景技术：

1、锅炉是火力发电厂的重要设备，为了提高锅炉工作的热效率，通常在锅炉内部布置有管排结构，例如π型锅炉的尾部烟道的低温过热器、低温再热器、省煤器等结构大多采用若干管排并列的结构，该结构能有效的增大换热面积，提高锅炉的热效率。为清理在锅炉运行过程中积累在管子表面的积灰，进一步地提高换热的效率，部分锅炉采用了吹灰器这一装置。吹灰器在对管子的表面积灰进行清理的同时，也容易吹损管子的表面，造成管子壁厚减薄，增加管子泄露的风险。除此之外，锅炉的运行也会对管子产生飞灰磨损。

2、目前针对管子壁厚减薄的问题进行检查的手段主要是检查人员使用超声波测厚仪在接触管子表面的前提下对管子的剩余壁厚进行测量。该方法一次只能得到一个位置的厚度数据，为了找到管子的一个吹损部位的最大减薄量，往往需要进行多次地测量。除此之外，吹灰器可能造成同一个管排上的多根管子吹损，而相邻的管排之间的间距较小，对于一些深度较深的管子，无法通过检查人员直接测得数据。此时需要采用拉开管排或割掉上部的管子的方法进行检查，这样就增大了测厚工作的难度，增加了测厚的人力成本与时间成本。除此之外，使用测厚仪进行测厚，在一定时间内所能测得的厚度数据较为有限，大多数情况下无法测得一根管子的最小剩余壁厚，从而造成漏检。

技术实现思路

1、本发明的提供了一种基于测距装置的管排吹损测量系统及方法，解决了测厚仪大多数情况下无法测得一根管子的最小剩余壁厚，从而造成漏检的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于测距装置的管排吹损测量系统，包括支撑架，所述支撑架上连接有转轴，所述转轴上连接有导杆，所述导杆上设置有伺服电机，所述导杆上还设置有丝杠，所述丝杠一端与导杆远离伺服电机的一端连接，所述丝杠的另一端与伺服电机连接，所述导杆上连接有和连接有测距传感器，所述测距传感器同时与丝杠连接，所述伺服电机和测距传感器上连接有同一上位机。

4、优选地，所述支撑架两侧底部均设置有固定夹。

5、优选地，所述转轴的轴线位于支撑架的平面中心处。

6、优选地，所述导杆的轴线与转轴轴线垂直，导杆的根部固定于转轴上。

7、优选地，所述导杆根部设有转动副，所述导杆轴线与转动副重合。

8、优选地，所述伺服电机与导杆固定连接，所述伺服电机与转动副连接。

9、优选地，所述测距传感器与导杆连接，与所述导杆形成滑动副，测距传感器在导杆的轴线方向上平移，所述测距传感器的发射接收方向与导杆轴线垂直，所述测距传感器与丝杠连接，所述丝杠的转动为测距传感器的相对于导杆的运动提供动力。

10、优选地，所述上位机对伺服电机进行控制，接收伺服电机传回的运动信息，上位机同时接收测距传感器传回的数据。

11、一种基于测距装置的管排吹损测量方法，基于上述装置，将支撑架搭设在相邻两个管屏的最上层的两根管子上，将支撑架与两根管子固定，在重力的作用下，转轴转动，使导杆垂直于水平面，此时将转轴锁定，上位机控制伺服电机通过丝杠转动使得测距传感器到达导杆底部，然后缓慢上升，在上升过程中，使得测距传感器的发射方向与每一根被测管子垂直，测距传感器能够每隔一定距离，向上位机传递距离被测管子的距离数据，上位机计算获得每一根被测管子的吹损量。

12、优选地，上位机计算获得每一根被测管子的吹损量的具体步骤为：

13、在测距传感器向上运动的过程中，在一管子的横截面上的下半部分测得不少于3个点a，b，c......的空间坐标；

14、由于下半部分的管子未受吹损，根据3个点确定1个圆的原理，上位机计算得出该管子的圆心空间坐标；

15、测距传感器在测量过程中，每隔一段距离δh便向上位机传输1个距离数据d，δh由伺服电机传送给上位机的旋转角度换算得到；

16、由已知的圆心o、测距传感器上升距离h、测得的距离d，计算得出该测点位置距离圆心o的距离r`；

17、由管子的半径r减去r`，得到管子在该测点的吹损减薄量。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种基于测距装置的管排吹损测量系统，通过设置支撑架，保证了整个装置在测量时候的稳定性，再通过导杆和丝杠的设置，将测距传感器送到人工测量不到的管排的部位，在测量较深处的管子时，无需拉开管排或者割掉上层的管子，能够提高管排测厚的工作效率。并且系统在运行过程中的测量方式为连续测量，测量数据量大，更容易找出被测管子的最小厚度，壁厚减薄量过大的超标管子的检出率相比人工检查更高，能够更有效的保障锅炉的安全运行，并且可以通过上位机获取测距传感器的实时信息，便于快速计算管排的吹损量，提高了工作效率。

技术特征：

1.一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，包括支撑架(1)，所述支撑架(1)上连接有转轴(2)，所述转轴(2)上连接有导杆(4)，所述导杆(4)上设置有伺服电机(3)，所述导杆(4)上还设置有丝杠(5)，所述丝杠(5)一端与导杆(4)远离伺服电机(3)的一端连接，所述丝杠(5)的另一端与伺服电机(3)连接，所述导杆(4)上连接有测距传感器(6)，所述测距传感器(6)同时与丝杠(5)连接，所述伺服电机(3)和测距传感器(6)上连接有同一上位机(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述支撑架(1)两侧底部均设置有固定夹(11)。

3.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述转轴(2)的轴线位于支撑架(1)的平面中心处。

4.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述导杆(4)的轴线与转轴(2)的轴线垂直，导杆(4)的根部固定于转轴(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述导杆(4)根部设有转动副(41)，所述导杆(4)轴线与转动副(41)重合。

6.根据权利要求5所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述伺服电机(3)与导杆(4)固定连接，所述伺服电机(3)与转动副(41)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述测距传感器(6)与导杆(4)连接，与所述导杆(4)形成滑动副，测距传感器(6)在导杆(4)的轴线方向上平移，所述测距传感器(6)的发射接收方向与导杆(4)轴线垂直，所述测距传感器(6)与丝杠(5)连接，所述丝杠(5)的转动为测距传感器(6)的相对于导杆(4)的运动提供动力。

8.根据权利要求1所述的一种基于测距装置的管排吹损测量系统，其特征在于，所述上位机(7)对伺服电机(3)进行控制，接收伺服电机(3)传回的运动信息，上位机(7)同时接收测距传感器(6)传回的数据。

9.一种基于测距装置的管排吹损测量方法，基于权利要求1-8任一所述装置，其特征在于，将支撑架(1)搭设在相邻两个管屏的最上层的两根管子上，将支撑架(1)与两根管子固定，在重力的作用下，转轴(2)转动，使导杆(4)垂直于水平面，此时将转轴(2)锁定，上位机(7)控制伺服电机(3)通过丝杠转动使得测距传感器(6)到达导杆(4)底部，然后缓慢上升，在上升过程中，使得测距传感器(6)的发射方向与每一根被测管子垂直，测距传感器(6)能够每隔一定距离，向上位机(7)传递距离被测管子的距离数据，上位机(7)计算获得每一根被测管子的吹损量。

10.根据权利要求9所述的一种基于测距装置的管排吹损测量方法，其特征在于，上位机(7)计算获得每一根被测管子的吹损量的具体步骤为：

技术总结本发明提供了一种基于测距装置的管排吹损测量系统及方法，通过设置支撑架，保证了整个装置在测量时候的稳定性，再通过导杆和丝杠的设置，将测距传感器送到人工测量不到的管排的部位，在测量较深处的管子时，无需拉开管排或者割掉上层的管子，能够提高管排测厚的工作效率。测量系统通过上位机获取测距传感器的实时信息，通过计算直接得到管排的吹损量，并且系统在运行过程中的测量方式为连续测量，测量数据量大，更容易找出被测管子的最小厚度，壁厚减薄量过大的超标管子的检出率相比人工检查更高，提高了工作效率，能够更有效的保障锅炉的安全运行。技术研发人员：王桢皓,侯召堂,吕一楠,李佼佼,孙璞杰,林琳,高磊,高延忠,吕游,张福祥受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26