CN101349582A - 在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置 - Google Patents
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Abstract
燃煤锅炉燃烧器中煤粉和空气量的合理配比可以实现炉内煤粉均匀燃烧，提高热效率，减少大气污染。在线监测和控制向锅炉输送煤粉气流中的煤粉量，对于节能降耗、减少污染排放具有重大意义。燃煤锅炉煤粉制备和燃烧***测量煤粉气流中的煤粉量，过去是从极稀相气固两相流的研究中采用间接的方法测量煤粉气流中的煤粉量(或称浓度)。国内外许多科学家和工程师在各自领域里经过了长期大量的尝试，到目前为止还没有找到一个有效可靠的测量方法。本发明研究的方法与之不同，在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置，避开从气固两相流中测量煤粉浓度的方法，分别对气固两相流中的回粉质量流量进行监测，不但可使测量方法得到简化，还可得到更为直接、可靠、准确的测量结果，从而找到了一个有效可靠的测量煤粉气流中煤粉量的方法。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种燃煤电厂锅炉煤粉制备***，在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置。
背景技术
燃煤锅炉燃烧器中煤粉和空气量的合理配比可以实现炉内煤粉均匀燃烧，提高热效率，减少大气污染，减少炉渣量，提高过程控制的综合自动化水平。在线监测和控制向锅炉输送煤粉气流中的煤粉量，对于节能降耗、减少污染排放具有重大意义。
监测技术的水平决定了一个国家的科研水平和工业现代化程度。我国装备工业中工业自动化仪表发展基本停滞，全行业面临困境，已成为制约我国流程工业发展的关键问题。通过煤粉量测量***--在线监测粗粉分离器出口煤粉量采集装置的研究和电厂试用，实现自动化仪表产业升级换代，并为流程工业节能减排、实现综合自动化提供技术装备。
燃煤锅炉输粉***中煤粉量的测量工作，过去大都是试图研究从极稀相的气固两相流的研究中采用间接的方法测量煤粉气流中的煤粉含量(浓度)，其难度很大。国内外许多科学家和工程师在各自领域里经过了长期大量的尝试，到目前为止还没有找到一个有效可靠的测量方法。在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置，本发明研究的方法与之不同，避开从气固两相流中测量煤粉浓度的方法，仅对气固两相流中的回粉质量流量进行监测，可使测量方法得到简化，并且使测量结果更为直接、可靠、准确。从而找到了一个有效可靠的测量煤粉气流中煤粉量的方法。
发明内容
本发明的目的是：为提供一种即能监视制送粉***的运行状况又能准确可靠的测量锅炉给粉量的新技术装备。在线监测粗粉分离器出口煤粉量采集装置的研制，为电站锅炉节能减排、高效运行、综合自动化提供一项具有自主知识产权的监测技术。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：在方形壳体(1)内设有测量锥帽(3)，与转轴(4)连接，转轴的两端由设在带方形壳体两外侧壁上的轴承(5)支承，可围绕转轴转动，在转轴的一端连接一平衡锤(6)可平衡测量锥帽侧的重力矩，转轴的另一端同轴连接一齿轮(7)，其转动可将力矩按比例传递给与之相互啮合的齿条轴(10)，齿条轴垂直作用在矩形弹簧(12)上，通过矩形弹簧的压缩变形力传递给称重式传感器(16)，称重式传感器和变送器(17)通过屏蔽电缆线(18)可将传递的物理量转换为4-20mA标准模拟电流量输出给燃煤电厂的DCS分散控制***，经数据处理后，可在控制室萤屏上随意调出在线实时显示监测锅炉一次风带粉量趋势流量曲线，同时有瞬时和累计煤粉流量的数字显示。实现在线监测粗粉分离器出口煤粉量的监测。
本发明的有益效果是：本发明可使燃煤锅炉燃烧器中煤粉和空气量的合理配比，实现炉内煤粉均匀燃烧，提高热效率，减少大气污染和清洁生产，提高过程控制的综合自动化水平。可以调整锅炉火焰中心的位置不发生偏斜，使锅炉燃烧稳定并使炉膛有较均匀的温度场，避免受热面因局部过热而发生受热面高温磨损爆管和减轻炉膛水冷壁结渣。在线监测粗粉分离器出口煤粉量装置的瞬时给粉量趋势曲线，可使运行操作人员随时能监视煤粉制备和燃烧***的运行状况，能及时发现和正确处理异常现象。根据锅炉的总给粉量及煤粉的低位发热量，可用正平衡法计算出锅炉的热效率，供运行人员实时掌握锅炉机组运行经济性，保证锅炉的安全与经济运行。
附图说明
以下结合说明书附图和实施例，对本发明做进一步的说明。
附图中1.方形壳体2.回粉管3.测量锥帽4.转轴5.轴承6.平衡锤7.齿轮8.支架9.矩形弹簧套筒10.齿条轴11.齿条轴套12.矩形弹簧13.弹簧内导程杆14.堵板15.传力头16.称重式传感器(两线制)17.盒式变送器18.屏蔽电缆线19.有机玻璃窥视孔20.检修门
具体实施方式
说明书附图中：在线监测粗粉分离器出口煤粉的质量流量的测量是依据测量锥帽(3)侧与矩形弹簧侧力矩的传递和力矩平衡原理，直接测量粗粉分离器回粉管(2)的回粉量方式实现的。电厂燃用的原煤被带有计量功能的给煤机送进磨煤机，首先与送进磨煤机内的干燥剂(一般由热空气组成)混合加热，对原煤的所含的外在水分进行蒸发干燥，被干燥后的原煤才能进行磨制，待磨制达到有一定粒度的煤粉颗粒能被磨煤机通风量携带出磨煤机时，此部分煤粉才能被携带出磨煤机，此时的煤粉颗粒的重量仅仅减少了被蒸发出原煤所含外在水分的重量。被携带出磨煤机的煤粉经粗粉分离器进行分离，分离出的不合格煤粉颗粒，通过回粉管道被返送回磨煤机再磨，其余的煤粉气流送出粗粉分离器，(对于直吹式制粉***)这部分煤粉气流被称做一次风，直接送至锅炉的燃烧器燃烧。我们知道：通过粗粉分离器出口煤粉的重量＝进入磨煤机原煤的重量-(被干燥出原煤所含外在水分的重量+粗粉分离器的回粉量)，其中粗粉分离器出口煤粉的含水量可根据原煤水分(每个运行班都有化验记录)和查磨煤机终端温度曲线图(或经验公式计算)得到蒸发原煤中水分的重量。测量粗粉分离器出口煤粉量的关键是如何监测粗粉分离器的回粉量，有了这两项数值就等于监测到了一次风的带粉量。在每套粗粉分离器的回粉管道上安装一套在线监测粗粉分离器出口煤粉量装置。由于本装置的上下两侧分别处在不同的压力区，所以要求本装置应具备两种功能，第一是锁气功能，防止处在较低负压区的磨煤机进口处的干燥剂向处在有较高负压区的粗粉分离器泄漏而影响其正常工作，并降低粗粉分离器的分离效率。锁气功能是通过使测量锥帽(3)处于关闭状态下，在测量锥帽的上部保持有足够重量的密封煤粉柱，其对转轴所产生的重力矩与平衡锤(6)端的力矩保持平衡，就可以产生锁气的作用，防止发生气体窜流现象。第二是具有测量粗粉分离器的回粉管道内回粉量，当回粉管(2)有回粉落到密封煤粉柱上时，由于此端的力矩大于平衡锤(6)力矩，测量锥帽(3)被压开，将高于密封煤粉柱的煤粉量被排出，当这部分煤粉重力作用在测量锥帽上的压力传递给矩形弹簧(12)时，使其发生变形，矩形弹簧的变形量与其作用力成正比关系，矩形弹簧产生的变形力直接作用到称重式传感器(16)上，并通过盒式变送器(17)和屏蔽电缆线(18)，输出给电厂DCS分散控制***，经对测量到的回粉量数值进行有关运算和数据处理后可在同一界面上对照显示出直吹式***一次风送给锅炉燃烧器的煤粉量、粗粉分离器的回粉量和原煤给煤机的给煤量三条流量趋势曲线，供运行人员监视锅炉制粉和燃烧***的运行状况使用，同时也有瞬时流量数字显示。除此之外，运用计算机软件，根据粗粉分离器的回粉量数值，在不降低磨煤机额定出力的条件下，可调减磨煤机的通风量，控制磨煤机出口煤粉的细度，做到减少回粉量及其提升压头损失，降低电耗的同时又可减少烟气排放量，使锅炉制粉和燃烧***在各方面都可实现节能、降耗和减排。
Claims (2)
1、一种在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置是依据其测量锥帽(3)侧与矩形弹簧侧力矩的传递和力矩平衡原理，并通过称重式传感器和变送器将物理量转换为4-20mA模拟电流量，输送到燃煤电厂DCS分散控制***显示出煤粉气流中煤粉量的趋势流量曲线和数字显示瞬时和累计煤粉量。
2、根据权利要求1、所述在线监测粗粉分离器出口煤粉量的采集装置的特征是：由方形壳体(1)回粉管(2)测量锥帽(3)转轴(4)轴承(5)平衡锤(6)齿轮(7)支架(8)矩形弹簧套筒(9)齿条轴(10)齿条轴套(11)矩形弹簧(12)弹簧内导程杆(13)堵板(14)传力头(15)称重式传感器(两线制)(16)盒式变送器(17)屏蔽电缆线(18)有机玻璃窥视孔(19)检修门(20)的主要零部件所构成。
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