[發(fā)明專利]一種風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811398416.8
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109270294A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙文博;田嬌;高新
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華科佳儀科技有限公司;華能北京熱電有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01P5/20
• 分類號: G01P5/20;G01N9/00;G01N15/06
• 代理公司: 北京衛(wèi)智暢科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11557
• 代理人: 朱春野

一種風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)置有至少兩個靜電傳感器單元，每個靜電傳感器單元的輸出端與前置信號處理單元的輸入端連接，該前置信號處理單元的輸出端經(jīng)交換機(jī)連接組成以太網(wǎng)絡(luò)，該以太網(wǎng)絡(luò)上還連接有至少一臺上位機(jī)和電廠的DCS/SIS系統(tǒng)。本發(fā)明解決了原有風(fēng)粉測量系統(tǒng)傳感器易被磨損，無法完成長時(shí)間在線監(jiān)測的弊端，同時(shí)，靜電傳感器可位于管道外壁，為檢修、更換提供了方便的途徑；通過安裝非接觸式靜電傳感器的方法實(shí)現(xiàn)了管道內(nèi)風(fēng)粉流速和煤粉密度的測量，并通過嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算的本地化，本地計(jì)算獲得結(jié)果通過以太網(wǎng)傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容僅為結(jié)果數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)帶寬占用大大降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐燃燒控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)及測量方法。

背景技術(shù)

在燃煤電站煤粉鍋爐的燃燒調(diào)整中，煤粉量和燃燒空氣的合理分配是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個基本條件。其中，合理分配包含兩層含義：一是維持送入爐內(nèi)的總的風(fēng)煤比，即維持爐膛過量空氣系數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)；二是每個燃燒器都按照一定的風(fēng)煤比向爐膛送入燃料，即風(fēng)煤比應(yīng)平均分配，只有這樣，才能使整個爐膛的燃燒效果最佳。如果各燃燒器以懸殊的比例送入燃料和空氣，盡管爐膛過量空氣系數(shù)仍維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，但對于單個燃燒器來說，空氣量和煤粉的不均分配，將使各個燃燒器有的嚴(yán)重缺風(fēng)，使煤粉燃燒不充分，飛灰含碳量增加，降低鍋爐效率，甚至由于燃燒不穩(wěn)定造成鍋爐振動或滅火；而有的嚴(yán)重缺粉，使鍋爐燃燒局部空氣過剩，氮氧化物升高增加脫硝成本；以及鍋爐偏燒帶來局部過熱腐蝕等一系列不良后果。

現(xiàn)代大型鍋爐大都采用直吹式制粉系統(tǒng)，通常每臺磨煤機(jī)需向鍋爐某一層四臺燃燒器有時(shí)甚至八臺燃燒器提供一次風(fēng)粉，但各燃燒器均不同程度存在風(fēng)粉量不均、配風(fēng)不合理問題。燃煤鍋爐同一磨煤機(jī)出口的各根煤粉管走向、行程和長短都不同，煤粉管之間存在阻力偏差，使一次風(fēng)速和風(fēng)量不均，目前這一偏差是可以通過調(diào)整安裝在粉管上的可調(diào)縮孔調(diào)平。但各風(fēng)速和風(fēng)量的調(diào)平不意味煤粉量的調(diào)平，各一次風(fēng)管內(nèi)的煤粉質(zhì)量流量并不一定均勻，這是由磨煤機(jī)分離器內(nèi)部構(gòu)造和風(fēng)粉動力場不均勻造成的。因此，準(zhǔn)確、穩(wěn)定的控制鍋爐一次風(fēng)管風(fēng)速和煤粉濃度對于燃燒器的穩(wěn)定工作、保證鍋爐高效燃燒，以至于節(jié)約能源、減少排放方面都具有重大的意義。

為了能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)鍋爐一次風(fēng)管送粉量的控制，則必須首先做到準(zhǔn)確地采集一次風(fēng)管送粉量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再經(jīng)過對鍋爐制粉系統(tǒng)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完整的閉環(huán)控制。

本系統(tǒng)則是通過靜電傳感器方式，準(zhǔn)實(shí)時(shí)的獲取鍋爐一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度以及流速，為準(zhǔn)確控制一次風(fēng)量和煤粉量提供實(shí)時(shí)監(jiān)測信息。

電站鍋爐煤粉的風(fēng)粉混合物的流動屬于稀疏氣固兩相流動，煤粉濃度的測量屬于兩相流濃度測量的范疇。國內(nèi)外的學(xué)者對此做了大量的研究工作，提出了許多測量方法，希望能夠得到最佳的測量效果。這些方法大致可以分為非接觸式測量和接觸式測量兩種。

1、非接觸式測量包括：

a)電容法；

b)光學(xué)法；

c)過程層析成像法等；

2、接觸式測量包括：

a)傳熱法；

b)摩擦電法；

c)能量法；

這些非接觸式測量主要存在以下一些問題：測量精度不高、易受干擾、系統(tǒng)建設(shè)過于復(fù)雜等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種通過安裝無磨損非接觸式環(huán)形靜電傳感器的方法，實(shí)現(xiàn)了管道內(nèi)風(fēng)粉流速和風(fēng)粉濃度的測量；克服了其它插入式測量原理因磨損而無法長期在線運(yùn)行的弊端；