[發明專利]可實現在線監測與智能調整的一次風控制系統及運行方法

在審

• 申請號: 202011280829.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112268296A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 敬小磊;徐夢茜;楊穎;史儒彬;馬曉鴻;張冀豪;楊冬
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02;F23N3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開一種可實現在線監測與智能調整的一次風控制系統及運行方法，系統包括磨煤機、煤粉分離器、煤粉分配器、在線監測裝置以及數據控制單元；磨煤機、煤粉分離器、煤粉分配器以及鍋爐依次連接；在線監測裝置連接數據控制單元的輸入端，在線監測裝置在線監測煤粉管道中煤粉氣流的煤粉細度、氣流流速以及煤粉濃度，將監測數據反饋至數據控制單元，數據控制單元連接煤粉分離器和煤粉分配器的調節裝置控制輸入端；根據預先設定的煤粉細度閾值，調整煤粉分離器實現煤粉細度的合理控制，使三個關鍵邊界條件的在線監測和調整實現閉環，使其始終處于最優范圍，實現煤粉爐燃燒入口邊界條件的優化分布和優化調節，達到更高的燃燒效率和環保效益。

技術領域

本發明涉及燃煤鍋爐一次風粉控制系統，具體為一種可實現在線監測與智能調整的一次風控制系統及運行方法。

背景技術

現有電站鍋爐多為煤粉爐，煤粉爐的燃燒由一次風、二次風、三次風等組織，其中一次風攜帶煤粉初始燃燒，二、三次風補充燃燒后期所需的氧。一次風攜帶煤粉經燃燒器以射流方式噴入爐膛，通過湍流擴散和回流，卷席燃燒器周圍的高溫煙氣，同時受爐膛四周及高溫火焰的輻射，加熱達到一定溫度后著火燃燒，因此一次風對燃燒狀況的影響至關重要。

各粉管一次風速(流量)和煤粉濃度的均勻分布對改善爐內燃燒工況、優化空氣動力場和溫度場具有至關重要作用，對抑制氮氧化物等污染物生成具有積極意義。《電站磨煤機及制粉系統選型導則》(DL/T466-2017)推薦磨煤機出口粉管的流量分配偏差一般控制在±5％以內。合理可調的煤粉細度同樣有助于提高鍋爐各負荷段的燃燒經濟性和穩定性。

然而無論切圓燃燒、對沖燃燒或W火焰燃燒方式，一臺磨煤機一般對應4-6支燃燒器(粉管)，各支燃燒器之間普遍存在風量、煤粉濃度分配不均勻的問題，由此會引起燃燒不均、爐膛熱負荷偏差、爐內結渣、汽溫偏差等問題。同時，由于煤粉細度缺乏可靠監測手段，無法根據燃燒狀況及負荷情況實時進行智能化調整，也影響機組運行的安全性和經濟性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種可實現在線監測與智能調整的一次風控制系統及運行方法，實現煤粉爐燃燒入口邊界條件的優化分布和優化調節，從而達到更高的燃燒效率和環保效益。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：可實現在線監測與智能調整的一次風控制系統，磨煤機、煤粉分離器、煤粉分配器、在線監測裝置以及數據控制單元；磨煤機的出口接煤粉分離器的入口，煤粉分離器的出口接煤粉分配器的入口，煤粉經過煤粉分配器輸送至鍋爐的燃燒器；在線監測裝置連接數據控制單元的輸入端，在線監測裝置用于在線監測煤粉管道中煤粉氣流的煤粉細度、氣流流速以及煤粉濃度，同時將監測數據反饋至數據控制單元，數據控制單元的輸出端連接煤粉分離器和煤粉分配器的調節裝置控制輸入端。

在線監測裝置包括煤粉細度監測傳感器、氣流流速傳感器以及煤粉濃度傳感器。

煤粉分離器的出口設置煤粉細度檢測傳感器和煤粉濃度傳感器。

煤粉分配器的輸出包括若干支路，每一個支路中均設置煤粉細度、氣流流速傳感器和煤粉濃度傳感器。

煤粉分配器中分為濃相支路和稀相支路，濃相支路和稀相支路均設置有2-4路。

煤粉分配器采用雙可調煤粉分配器。

磨煤機的出口處還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接數據控制單元的輸入端。

基于本發明所述鍋爐一次風控制系統的運行方法，磨煤機出口煤粉氣流首先進入煤粉分離器，對煤粉細度進行篩選，攜帶合格細度煤粉的氣流經過煤粉管道進入煤粉分配器，煤粉分配器將煤粉氣流分為均等的若干支氣流，再由煤粉管道輸送至鍋爐的燃燒器；在線監測裝置在煤粉管道上對煤粉氣流的煤粉細度、氣流流速、煤粉濃度進行測量，將測量結果送至數據控制單元，數據控制單元向煤粉分離器和煤粉分配器的調節裝置發送調節指令，煤粉分離器和煤粉分配器改變運行參數將煤粉細度和煤粉濃度控制在預設范圍。