一種燃?xì)鉄崴鞯墓收献詣?dòng)檢測(cè)方法基本信息

一種燃?xì)鉄崴鞯墓收献詣?dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述的測(cè)試方法包括有如下步驟：(1)初始化燃?xì)鉄崴鞯娜紵刂茀?shù)；(2)判斷燃?xì)鉄崴魇欠穹先紵ぷ鳁l件；(3)判斷水流量是否穩(wěn)定；(4)判斷是否為第一次檢測(cè)到低壓和/或嘯叫故障；(5)根據(jù)故障類型調(diào)整熱水器的控制參數(shù)；(6)保存控制參數(shù)；(7)進(jìn)入正常燃燒工作。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：對(duì)燃?xì)鉄崴鞯目刂茀?shù)進(jìn)行調(diào)整并記憶，當(dāng)下次燃燒過程中再次出現(xiàn)低壓和/或嘯叫狀況時(shí)，可直接自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和比例閥電流到正常燃燒狀態(tài)，避免低壓和/或嘯叫報(bào)警。 2100433B

圖1是《一種冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鳌芬环N冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是《一種冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鳌芬环N冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ髁鞒虉D。

《一種冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鳌飞婕耙环N燃?xì)鉄崴鳎绕涫且环N具有冷凝換熱裝置的冷凝式恒溫燃?xì)鉄崴鳌?/p>

一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法專利目的

《一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法》提供一種聲波監(jiān)測(cè)流化床反應(yīng)器的方法，對(duì)流化床料位高度能及時(shí)準(zhǔn)確的在線分析，對(duì)起始流化速度、起始湍動(dòng)速度和顆粒流動(dòng)模式能準(zhǔn)確的測(cè)定，并通過分析結(jié)果對(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行控制。

一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法技術(shù)方案

《一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法》包括以下步驟：

a、接收流化床反應(yīng)器內(nèi)部的聲發(fā)射信號(hào)；

b、分析接收到的聲發(fā)射信號(hào)，選取聲波信號(hào)的頻率f、振幅A、能量E、各小波尺度或/和小波包尺度內(nèi)的能量分率E_i（i為尺度數(shù)）、時(shí)間t作為特征值；

c、通過沿流化床軸向檢測(cè)出在特定頻率f或特定頻率段的特征值E或特征值振幅A的均方差極大值確定流化床內(nèi)料位高度；通過特征值E_i的變化所對(duì)應(yīng)的氣速確定起始流化速度和起始湍動(dòng)速度；通過沿流化床軸向檢測(cè)出在特定頻率f或特定頻率段的特征值E和/或特征值振幅A的差異確定流化床內(nèi)顆粒的流動(dòng)模式；

d、求出聲信號(hào)混沌特性參數(shù)中的關(guān)聯(lián)維數(shù)C_D2，a和K熵C_K2，a，與正常狀態(tài)下聲信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)C_D2，0和K熵C_K2，0相比較，定義顆粒團(tuán)聚的故障系數(shù)：

設(shè)定故障系數(shù)C_D2，C_K2的閾值，當(dāng)故障系數(shù)C_D2，C_K2大于所設(shè)定的閾值時(shí)，可判斷流化床內(nèi)出現(xiàn)結(jié)塊。

聲波信號(hào)的接收頻率范圍為0赫茲～20兆赫茲，其最優(yōu)接收頻率范圍為0赫茲～1兆赫茲，接收位置為流化床反應(yīng)器的分布板以上的壁面處。

《一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法》方法可用于流化床反應(yīng)器的類型包括：氣固流化床反應(yīng)器、液固流化床反應(yīng)器和氣液固三相流化床反應(yīng)器。

流化床反應(yīng)器內(nèi)部的動(dòng)態(tài)聲波信號(hào)通過設(shè)置在流化床反應(yīng)器分布板以上的壁面處的聲波接收裝置進(jìn)入放大裝置進(jìn)行信號(hào)的放大，以保證在長(zhǎng)距離內(nèi)信號(hào)不衰減，然后進(jìn)入聲信號(hào)采集裝置進(jìn)行信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，最后進(jìn)入聲波信號(hào)處理裝置（計(jì)算機(jī)）進(jìn)行處理和分析。

采集得到流化床料位上方、料位附近和料位下方的聲波信號(hào)隨時(shí)間t變化，在料位上方，聲波信號(hào)的振幅很小，且較為稀疏，這是因?yàn)樵诹衔簧戏綄儆诹骰蚕∠?，顆粒稀少且粒徑相對(duì)較小，使得顆粒碰撞壁面產(chǎn)生的振幅較小。而在料位附近，由于氣泡逸出床面時(shí)的彈射作用和夾帶作用，致使來自氣泡頂部和來自氣泡尾渦的顆粒因氣泡破碎被拋入流化床的自由空域，此處顆粒運(yùn)動(dòng)最為活躍，即顆粒碰撞壁面產(chǎn)生的聲能量和聲波信號(hào)的波動(dòng)也就越大，致使聲信號(hào)振幅較大，且大小變化劇烈。在料位下方，聲波信號(hào)的振幅總體較料位附近低，且振幅較均勻、穩(wěn)定，同時(shí)由于顆粒濃度較大，因此信號(hào)十分密集，表明該區(qū)域?qū)儆陬w粒活動(dòng)相對(duì)不活躍的密相區(qū)。

采用平均粒徑為460微米的聚乙烯粉料在直徑150毫米的流化床中流化，其聲能量隨床高的增加（密相段內(nèi)）存在著2個(gè)最小值。在近分布板處，由于存在分布板射流作用，顆粒迅速被加速向上運(yùn)動(dòng)，因而分布板上顆粒具有較大的能量，聲波能量較高。隨著床高的增加，雖然顆粒濃度基本沒有變化，但氣體射流的動(dòng)能迅速衰減，射流蛻化為許多向上運(yùn)動(dòng)的小尺寸氣泡，顆粒速度相應(yīng)下降，聲波能量隨之減少。至分布板以上0.16米處，聲波能量第一次達(dá)到最小值。此時(shí)，聲信號(hào)的均方差也進(jìn)入第一次最小值，說明在此處顆粒運(yùn)動(dòng)變得不活躍，存在著所謂的“滯留區(qū)”或者“死區(qū)”。由于重力的作用，被提升到滯流區(qū)的顆粒還會(huì)隨機(jī)地從兩個(gè)射流股之間的空間回流，在分布板形成堆積，堆積的顆粒還會(huì)繼續(xù)被氣體射流再次加速，由此形成床內(nèi)的短程循環(huán)區(qū)。隨著床高的繼續(xù)增加，部分顆粒運(yùn)動(dòng)脫離滯留區(qū)進(jìn)入主循環(huán)區(qū)。在主循環(huán)區(qū)，壁面顆粒繼續(xù)恢復(fù)活躍的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，聲波能量沿床高增加并達(dá)到穩(wěn)定值。從流體力學(xué)方面分析，氣泡在上升過程中相互聚并，尺寸不斷長(zhǎng)大，并且向床中心區(qū)域運(yùn)動(dòng)，由于顆粒上升是依靠氣泡的夾帶，當(dāng)氣泡攜帶著固體顆粒在床面爆破時(shí)，上流的顆粒將沿邊壁區(qū)回流，以補(bǔ)充向上流動(dòng)的顆粒造成的空缺，再次進(jìn)入滯流區(qū)，由此形成顆粒在床內(nèi)的主循環(huán)區(qū)。由聲波能量的測(cè)量數(shù)據(jù)可以明顯地區(qū)分出大小循環(huán)的分界線，在床層界面處，雖然顆粒的速度沒有很大的變化，但由于顆粒濃度迅速減少，床高附近的聲波能量再次處于最小值。當(dāng)至0.82米處，聲波能量降至第二個(gè)能量最低點(diǎn)，而此時(shí)聲信號(hào)的均方差也進(jìn)入第二次相對(duì)最小值。隨著床高的繼續(xù)升高，聲能量和聲信號(hào)均方差都達(dá)到最大，說明床層已經(jīng)處于料位高度，這是因?yàn)榱厦嬗捎跉馀菀莩龃裁鏁r(shí)的彈射作用和夾帶作用，致使來自氣泡頂部和來自氣泡尾渦的顆粒因氣泡破碎被拋入流化床的自由空域，因而此處的顆粒運(yùn)動(dòng)最為活躍，聲波信號(hào)的波動(dòng)很大，反映為聲信號(hào)波動(dòng)性的均方差最大，而此時(shí)雖然顆粒濃度較低，但顆粒的速度極大，致使聲能量很高。最后，料面以上為流化床的稀相，雖有顆粒以極大的速度撞擊壁面，但顆粒濃度大為降低，因而聲波能量將迅速下降。可見，料位附近的聲信號(hào)均方差明顯大于料位下方的聲信號(hào)均方差。因此，聲信號(hào)的均方差比達(dá)到最大時(shí)的床高即為料位高度。當(dāng)沿流化床軸向不同位置處獲得的聲波信號(hào)能量E出現(xiàn)最小值的位置，可以判定為流化床內(nèi)大小循環(huán)的分界線。

測(cè)定平均粒徑為0.64毫米顆粒的聲信號(hào)。通過對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行小波包分析得到8個(gè)尺度的能量分率E₁-E₈，其中從E₁到E₈頻率是從低到高變化，所代表的粒徑是從大到小變化。在顆粒流化的過程中，隨著速度的增加，能量分布從靜態(tài)開始變化，E₈先于E₁開始變化，當(dāng)氣速到達(dá)起始流化速度時(shí)，能量分布暫時(shí)趨于穩(wěn)定，即能量分率E₁-E₈趨于穩(wěn)定，隨著氣速再增加，能量分率又開始波動(dòng)變化，而當(dāng)氣速到達(dá)初始湍動(dòng)速度時(shí)，能量分布又趨于穩(wěn)定，即能量分率E₁-E₈再次趨于穩(wěn)定。起始流化速度的判斷基準(zhǔn)為最后流化的大顆粒所對(duì)應(yīng)的能量分率（E₂）隨氣度的變化曲線的拐點(diǎn)即為起始流化速度。與經(jīng)典的壓差法測(cè)定的結(jié)果相比較，平均相對(duì)誤差僅為5.18％，說明利用聲波能量的多尺度解析來獲取起始流化速度是可行的。初始湍動(dòng)速度的判斷基準(zhǔn)為當(dāng)能量分率E₁-E₈再次趨于穩(wěn)定時(shí)的流化速度。

混沌特性參數(shù)中經(jīng)典的關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵能揭示結(jié)塊對(duì)流態(tài)化作用的規(guī)律性及其本質(zhì)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)流化床的有效監(jiān)控。一般認(rèn)為，當(dāng)關(guān)聯(lián)維數(shù)比較小時(shí)，表示參與輸出信號(hào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因素減少，系統(tǒng)的復(fù)雜性降低，也表示系統(tǒng)中點(diǎn)與點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)程度增加，系統(tǒng)更加緊密。維數(shù)越大，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度越大。同時(shí)K熵在混沌的度量中是非常有用的一個(gè)量。對(duì)于規(guī)則運(yùn)動(dòng)，K＝0；對(duì)于隨機(jī)系統(tǒng)，K為無窮大；若系統(tǒng)表現(xiàn)為確定性混沌，則K是大于零的常數(shù)。K越大，信息損失速度越大，系統(tǒng)的混沌程度越大，或者說，系統(tǒng)越復(fù)雜。為此，定義顆粒團(tuán)聚的故障系數(shù)C如下：

式中：C_D2，C_K2——故障系數(shù)；C_D2，a，C_K2，a——聲信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵；C_D2，0，C_K2，0——正常狀態(tài)下聲信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵。

容易知道，結(jié)塊狀況下的故障系數(shù)普遍大于正常流化狀況下的故障系數(shù)，因此，可以設(shè)定一故障閾值α，當(dāng)故障系數(shù)大于α?xí)r，可認(rèn)為有結(jié)塊產(chǎn)生。反之，則認(rèn)為處于正常流化狀況。先將正常操作時(shí)的混沌特征參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)值C_D2，0和C_K2，0，再設(shè)定故障閥值，最后計(jì)算結(jié)塊流化狀態(tài)下的故障系數(shù)，以判斷流化床內(nèi)是否出現(xiàn)了結(jié)塊。

一種流化床反應(yīng)器的檢測(cè)方法改善效果

1）對(duì)于流化系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)非常靈敏，能夠隨著流化系統(tǒng)的變化在特征物理量出現(xiàn)較大變化甚至突變，并且對(duì)這些變化存在空間或時(shí)間上的高敏感性。

2）聲波監(jiān)測(cè)裝置是非插入式的，安裝時(shí)候只要直接貼于流化床反應(yīng)器壁面上就可以了，簡(jiǎn)易方便，因此不會(huì)影響流化床內(nèi)部的流場(chǎng)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)和反應(yīng)不會(huì)造成影響。

3）對(duì)環(huán)境要求比較低，能在比較惡劣的工廠環(huán)境全天候工作，即使在高溫、高壓、粉塵等苛刻環(huán)境下仍能保持信號(hào)的真實(shí)程度，真實(shí)反映流化床料位高度、流化狀態(tài)和流型的動(dòng)態(tài)信息。

4）聲波信號(hào)能直接反映流化床料位高度、流化狀態(tài)和流型的動(dòng)態(tài)信息，是通過流化床料位附近的物質(zhì)與反應(yīng)器壁之間的碰撞直接接收的。

5）是一種安全、綠色、環(huán)保的方法，對(duì)人體無害，并且采用無源或/和有源聲發(fā)射原理，對(duì)于具有易燃易爆物質(zhì)的流化床反應(yīng)器也是安全的，不會(huì)由于靜電等原因造成反應(yīng)器的爆炸。