一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统的制作方法
一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统。
【背景技术】
[0002]燃煤电厂大型煤粉锅炉直吹式制粉系统中，从I台磨煤机出来多根煤粉管，煤粉由一次风携带经煤粉管直接进入炉膛燃烧，各煤粉管之间煤粉浓度的不均匀性对锅炉燃烧有很大影响。若各煤粉管煤粉浓度相差太大，则燃烧不能很好组织，会引起火焰偏斜、结焦、燃烧不稳等问题。煤粉粒度也是一个重要的物理参数，对其物理性质(如比表面积)、化学性质(如燃烧反应活化能)影响巨大，并影响到煤粉颗粒燃烧过程中的传热传质。煤粉粒度过大会造成机械不完全燃烧损失增大、锅炉效率下降，而粒度过细则增加磨煤机能耗。另外煤粉浓度不均匀或粒度大小不合适还会造成煤粉管道堵塞，严重时电厂将被迫停机或减负荷来消除堵塞，从而给电厂造成重大损失，影响安全运行。
[0003]当前电厂煤粉浓度的测量大都是从给煤机的总给煤量和各管道的总风量来推算。而煤粉粒度测量基本上仍是采用取样法，用等速取样管从煤粉管道中取出煤粉样品后在实验室用筛分法等得到煤粉的粒度。这种测量方法耗时长，不能实现通过随时控制磨煤机及煤粉分离装置的运行来获得最佳煤粉粒度以利于燃烧。
[0004]随着国家执行“节能、环保”国策的力度越来越大，对火电厂节能提出了更高的要求。通过对锅炉入炉煤粉粒度、浓度及流速的在线测量，优化磨煤机及煤粉分离装置的运行，能够有效提高锅炉效率，符合国家日趋严格的节能减排要求，具有重要的推广应用价值。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，通过对锅炉入炉煤粉粒度、浓度及流速的在线测量可以给DCS提供实时的数据，通过DCS控制优化磨煤机及煤粉分离装置的运行，从而有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，所述煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统(电厂DCS)的处理器进行通信；
[0008]所述煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，所述煤粉取样装置的进口与煤粉输送管连通，出口连接煤粉抽取管，所述煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口连接煤粉回送管的一端，煤粉回送管的另一端连通煤粉输送管，所述激光粒度仪与数据处理器进行通信。
[0009]所述煤粉输送管还与第一空气压缩机的输出管连通。
[0010]所述激光粒度仪的样品测试窗口设有两个进气口，第二空气压缩机的输出管连接两个进气口。
[0011]所述煤粉浓度及流速测量装置包括两个按照设定距离安装在煤粉输送管上的静电探头，每个所述静电探头依次连接静电感应器及信号放大器，保证测量信号的强度与精度；两个所述信号放大器连接所述数据处理器。
[0012]所述煤粉抽取管为伴热管。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型能够同时测量煤粉的粒度、浓度及流速，装置简单实用，将测量结果送到电厂的DCS系统，为DCS的控制获得有效的实时数据，实现磨煤机及煤粉分离装置的长期优化运行，经过DCS的控制可以有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]其中，1-静电探头，2-静电感应器，3-信号放大器，4-数据处理器，5-带伴热的煤粉抽取管，6-煤粉分散气，7-激光粒度仪，8-煤粉窗保护气，9-煤粉回送管，10-煤粉输送管。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]如图1所示，煤粉出磨煤机后经煤粉分离装置分离，细煤粉进入煤粉输送管10进行输送。
[0019]一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置。
[0020]煤粉浓度及流速测量装置包括煤粉输送管10上安装的两个特性相同、相距为L的静电检测探头1，静电检测探头I安装在同一煤粉管道的同一水平面上，插入长度等参数也完全相同。从磨煤机出来后在输送过程中由于摩擦而带电，带电煤粉产生一定的电场，当带电煤粉粒子通过静电探头I时，在静电探头I表面产生等量感应电荷，大量带电煤粉在静电探头I处的移动，可以产生感应电流，感应电流信号经静电感应器2采集并经信号放大器3放大后传输到数据处理器4进行处理。数据处理器4根据感应电流信号与流经探头的煤粉质量流量之间的函数关系可计算出输粉管内煤粉浓度，而通过测量这两个特性相同、相距为L的静电检测探头I之间静电的变化，根据静电变化与流速之间的函数关系可计算出煤粉流速。
[0021]在煤粉浓度与流速测量装置后设有煤粉粒度测量装置，煤粉输送管10上安装有煤粉取样装置，煤粉取样装置的进口与煤粉输送管10连通，出口连接煤粉抽取管，煤粉抽取管为伴热管，全程伴热保温，。通过带有伴热的煤粉抽取管5把煤粉抽取出来，经与来自空气压缩机的煤粉分散气6混合分散后送入激光粒度仪7完成粒度测量，测量数据送给数据处理器4。同时测量后的煤粉通过煤粉回送管9送回煤粉输送管10。经数据处理器4处理好的数据可送入电厂DCS(集散控制系统)的控制器统一进行显示与控制。
[0022]煤粉采用干分散方式(干法分散)进行分散后测量，同时样品测试窗口采用两路保护气进行保护，这些措施可避免测量过程中温度变化造成的粒径团聚与对测量窗口的污染，保证测量过程的快速性与准确性；
[0023]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，所述煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统的处理器进行通信； 所述煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，所述煤粉取样装置的进口与煤粉输送管连通，出口连接煤粉抽取管，所述煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口连接煤粉回送管的一端，煤粉回送管的另一端连通煤粉输送管，所述激光粒度仪与数据处理器进行通信。2.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉输送管还与第一空气压缩机的输出管连通。3.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述激光粒度仪的样品测试窗口设有两个进气口，第二空气压缩机的输出管连接两个进气口。4.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉浓度及流速测量装置包括两个按照设定距离安装在煤粉输送管上的静电探头，每个所述静电探头依次连接静电感应器及信号放大器，两个所述信号放大器连接所述数据处理器。5.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉抽取管为伴热管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统的处理器进行通信。煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，煤粉输送管通过煤粉取样装置连接煤粉抽取管，煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口通过煤粉回送管连通煤粉输送管，激光粒度仪与数据处理器进行通信。本实用新型能够同时测量煤粉的粒度、浓度及流速，将测量结果送到电厂的DCS，为DCS的控制获得实时有效的数据，经过DCS的控制可以有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
【IPC分类】G01N15/02, G01D21/02, G05B19/418
【公开号】CN204694299
【申请号】CN201520476478
【发明人】吴超峰, 卓德勇, 杨其涛, 宋严强, 满昌平, 杨苏浩, 崔琳, 董勇
【申请人】华电滕州新源热电有限公司, 南京绿能电力设备有限公司, 山东大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月3日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统。
【背景技术】
[0002]燃煤电厂大型煤粉锅炉直吹式制粉系统中，从I台磨煤机出来多根煤粉管，煤粉由一次风携带经煤粉管直接进入炉膛燃烧，各煤粉管之间煤粉浓度的不均匀性对锅炉燃烧有很大影响。若各煤粉管煤粉浓度相差太大，则燃烧不能很好组织，会引起火焰偏斜、结焦、燃烧不稳等问题。煤粉粒度也是一个重要的物理参数，对其物理性质(如比表面积)、化学性质(如燃烧反应活化能)影响巨大，并影响到煤粉颗粒燃烧过程中的传热传质。煤粉粒度过大会造成机械不完全燃烧损失增大、锅炉效率下降，而粒度过细则增加磨煤机能耗。另外煤粉浓度不均匀或粒度大小不合适还会造成煤粉管道堵塞，严重时电厂将被迫停机或减负荷来消除堵塞，从而给电厂造成重大损失，影响安全运行。
[0003]当前电厂煤粉浓度的测量大都是从给煤机的总给煤量和各管道的总风量来推算。而煤粉粒度测量基本上仍是采用取样法，用等速取样管从煤粉管道中取出煤粉样品后在实验室用筛分法等得到煤粉的粒度。这种测量方法耗时长，不能实现通过随时控制磨煤机及煤粉分离装置的运行来获得最佳煤粉粒度以利于燃烧。
[0004]随着国家执行“节能、环保”国策的力度越来越大，对火电厂节能提出了更高的要求。通过对锅炉入炉煤粉粒度、浓度及流速的在线测量，优化磨煤机及煤粉分离装置的运行，能够有效提高锅炉效率，符合国家日趋严格的节能减排要求，具有重要的推广应用价值。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，通过对锅炉入炉煤粉粒度、浓度及流速的在线测量可以给DCS提供实时的数据，通过DCS控制优化磨煤机及煤粉分离装置的运行，从而有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，所述煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统(电厂DCS)的处理器进行通信；
[0008]所述煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，所述煤粉取样装置的进口与煤粉输送管连通，出口连接煤粉抽取管，所述煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口连接煤粉回送管的一端，煤粉回送管的另一端连通煤粉输送管，所述激光粒度仪与数据处理器进行通信。
[0009]所述煤粉输送管还与第一空气压缩机的输出管连通。
[0010]所述激光粒度仪的样品测试窗口设有两个进气口，第二空气压缩机的输出管连接两个进气口。
[0011]所述煤粉浓度及流速测量装置包括两个按照设定距离安装在煤粉输送管上的静电探头，每个所述静电探头依次连接静电感应器及信号放大器，保证测量信号的强度与精度；两个所述信号放大器连接所述数据处理器。
[0012]所述煤粉抽取管为伴热管。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型能够同时测量煤粉的粒度、浓度及流速，装置简单实用，将测量结果送到电厂的DCS系统，为DCS的控制获得有效的实时数据，实现磨煤机及煤粉分离装置的长期优化运行，经过DCS的控制可以有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]其中，1-静电探头，2-静电感应器，3-信号放大器，4-数据处理器，5-带伴热的煤粉抽取管，6-煤粉分散气，7-激光粒度仪，8-煤粉窗保护气，9-煤粉回送管，10-煤粉输送管。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]如图1所示，煤粉出磨煤机后经煤粉分离装置分离，细煤粉进入煤粉输送管10进行输送。
[0019]一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置。
[0020]煤粉浓度及流速测量装置包括煤粉输送管10上安装的两个特性相同、相距为L的静电检测探头1，静电检测探头I安装在同一煤粉管道的同一水平面上，插入长度等参数也完全相同。从磨煤机出来后在输送过程中由于摩擦而带电，带电煤粉产生一定的电场，当带电煤粉粒子通过静电探头I时，在静电探头I表面产生等量感应电荷，大量带电煤粉在静电探头I处的移动，可以产生感应电流，感应电流信号经静电感应器2采集并经信号放大器3放大后传输到数据处理器4进行处理。数据处理器4根据感应电流信号与流经探头的煤粉质量流量之间的函数关系可计算出输粉管内煤粉浓度，而通过测量这两个特性相同、相距为L的静电检测探头I之间静电的变化，根据静电变化与流速之间的函数关系可计算出煤粉流速。
[0021]在煤粉浓度与流速测量装置后设有煤粉粒度测量装置，煤粉输送管10上安装有煤粉取样装置，煤粉取样装置的进口与煤粉输送管10连通，出口连接煤粉抽取管，煤粉抽取管为伴热管，全程伴热保温，。通过带有伴热的煤粉抽取管5把煤粉抽取出来，经与来自空气压缩机的煤粉分散气6混合分散后送入激光粒度仪7完成粒度测量，测量数据送给数据处理器4。同时测量后的煤粉通过煤粉回送管9送回煤粉输送管10。经数据处理器4处理好的数据可送入电厂DCS(集散控制系统)的控制器统一进行显示与控制。
[0022]煤粉采用干分散方式(干法分散)进行分散后测量，同时样品测试窗口采用两路保护气进行保护，这些措施可避免测量过程中温度变化造成的粒径团聚与对测量窗口的污染，保证测量过程的快速性与准确性；
[0023]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，所述煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统的处理器进行通信； 所述煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，所述煤粉取样装置的进口与煤粉输送管连通，出口连接煤粉抽取管，所述煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口连接煤粉回送管的一端，煤粉回送管的另一端连通煤粉输送管，所述激光粒度仪与数据处理器进行通信。2.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉输送管还与第一空气压缩机的输出管连通。3.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述激光粒度仪的样品测试窗口设有两个进气口，第二空气压缩机的输出管连接两个进气口。4.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉浓度及流速测量装置包括两个按照设定距离安装在煤粉输送管上的静电探头，每个所述静电探头依次连接静电感应器及信号放大器，两个所述信号放大器连接所述数据处理器。5.如权利要求1所述一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，其特征是，所述煤粉抽取管为伴热管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉煤粉粒度、浓度及流速的测量系统，包括煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置，煤粉粒度测量装置和煤粉浓度及流速测量装置都与数据处理器连接，数据处理器与集散控制系统的处理器进行通信。煤粉粒度测量装置包括煤粉取样装置，煤粉输送管通过煤粉取样装置连接煤粉抽取管，煤粉抽取管连接激光粒度仪，激光粒度仪的出口通过煤粉回送管连通煤粉输送管，激光粒度仪与数据处理器进行通信。本实用新型能够同时测量煤粉的粒度、浓度及流速，将测量结果送到电厂的DCS，为DCS的控制获得实时有效的数据，经过DCS的控制可以有效提高锅炉燃烧的稳定性与燃烧效率，实现锅炉节能减排的目的。
【IPC分类】G01N15/02, G01D21/02, G05B19/418
【公开号】CN204694299
【申请号】CN201520476478
【发明人】吴超峰, 卓德勇, 杨其涛, 宋严强, 满昌平, 杨苏浩, 崔琳, 董勇
【申请人】华电滕州新源热电有限公司, 南京绿能电力设备有限公司, 山东大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月3日
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