CN110207146A - 一种高精度的工业锅炉温度控制设备 - Google Patents

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张海苗
赵川
乔如春
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means

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Abstract

本发明涉及锅炉领域，且公开了一种高精度的工业锅炉温度控制设备，包括磨粉机，所述磨粉机的顶部与进料斗连接，所述磨粉机通过进料管道与空腔结构的壳体连通，所述壳体的上方设置有驱动电机，所述壳体的内部安装有螺杆，所述螺杆的顶端穿过壳体的顶面且与位于驱动电机下端的转轴固定连接，所述壳体的内侧底部设有漏斗形结构的出料口，所述壳体的底端与进气管道连通，所述进气管道且位于壳体右侧的对应位置设置有气体流量计，所述进气管道且位于壳体的左侧的对应位置设置有粉末流量计，所述进气管道的左端与锅炉的内部连通。通过控制煤粉或者氧气的供给量，即可调控煤粉燃烧产生的热能的量，进而实现对锅炉温度的高精度调控。

Description

一种高精度的工业锅炉温度控制设备
技术领域
本发明涉及锅炉领域，具体为一种高精度的工业锅炉温度控制设备。
背景技术
工业锅炉包括蒸汽锅炉、燃煤锅炉以及燃气锅炉，目前的工业锅炉依然以燃煤锅炉占大多数，在锅炉***中，用于控制锅炉温度的装置极其重要，例如在燃煤发电机组的发电过程中，燃烧的煤对水加热产生蒸汽，如果煤燃烧产生的热量过大，将使得水快速产生蒸汽且蒸汽维持在较高温度时间较长，这会使得引导蒸汽流动的金属管道的强度下降，严重的甚至会烧毁过热器的高温端，给安全生产带来隐患。
专利文献CN108800102A提供的产品通过在锅炉的蒸汽端设置用于检测蒸汽温度的装置，并经过超前观测器预设算法预估温度，但是蒸汽的产生到移动到检测装置处是有一定距离的，因此需要一段时间，而煤燃烧产生的热量使得水产生过高温度的蒸汽也是需要时间的，因此当预估算法预估了温度后再进行调整，是存在一个时间差的，这就会导致调整不够及时，另外，当预估到温度升高后，通过向锅炉内加入减温水的方式抑制蒸汽温度，虽然能达到效果，但是也会使得水温下降，在一个时间段内，水汽化成蒸汽的转化率会下降，进而导致发电机组的发电受到影响，因此这种降温方式是不可取的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高精度的工业锅炉温度控制设备，解决背景技术中提出的控制锅炉温度的装置，温度调整不够及时以及降温方式的缺陷较大的问题。
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：
一种高精度的工业锅炉温度控制设备，包括磨粉机，所述磨粉机的顶部与进料斗连接，所述磨粉机通过进料管道与空腔结构的壳体连通，所述壳体的上方设置有驱动电机，所述壳体的内部安装有螺杆，所述螺杆的顶端穿过壳体的顶面且与位于驱动电机下端的转轴固定连接，所述壳体的内侧底部设有漏斗形结构的出料口，所述壳体的底端与进气管道连通，所述进气管道且位于壳体右侧的对应位置设置有气体流量计，所述进气管道且位于壳体的左侧的对应位置设置有粉末流量计，所述进气管道的左端与锅炉的内部连通，所述进气管道与锅炉之间的部分设置有加热管。
优选的，所述进气管道采用耐高温耐磨材料。
优选的，所述进气管道且靠近锅炉外侧处设置有抽气装置。
优选的，所述加热管的外侧包裹有隔热层。
本发明具备以下有益效果：
该高精度的工业锅炉温度控制设备，通过将锅炉中煤粉燃烧产生的热能转换为水蒸气的内能的转化率确定后，将煤粉在着火前的预热过程放到炉外进行，避免预热过程吸收炉内的热量，因此炉内煤粉燃烧产生的热能将按按照转化率的比例(外界的环境相同，热量的自然损失不变)转换为水蒸气的内能，因此水蒸气温度的升高取决于煤粉充分燃烧产生的热能增加，那么通过控制煤粉或者氧气的供给量，即可调控煤粉燃烧产生的热能的量，进而实现对锅炉温度的高精度调控。
附图说明
图1为本发明各装置连接关系的示意图；
图2为本发明中壳体的内部结构示意图；
图3为另一实施例中进气管道的连接关系示意图之一；
图4为另一实施例中进气管道的连接关系示意图之二。
图中：1、磨粉机；2、进料斗；3、进料管道；4、壳体；5、驱动电机；6、螺杆；7、出料口；8、进气管道；9、气体流量计；10、粉末流量计；11、加热管；12、抽气装置；13、换热管；14、第一出气管；15、第二出气管；16、第三出气管；17、控制阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，根据本发明的实施例提供的一种高精度的工业锅炉温度控制设备，包括磨粉机1(品牌：通达，型号：1510，成品的粒度在100-1250目范围内可任意调节),磨粉机1的顶部与进料斗2连接，磨粉机1通过进料管道3与空腔结构的壳体4连通，壳体4的上方设置有驱动电机5(品牌：三拓，型号：GW90W，最大扭矩410N/M)，壳体4的内部安装有螺杆6，螺杆6的顶端穿过壳体4的顶面且与位于驱动电机5下端的转轴固定连接，壳体4的内侧底部设有漏斗形结构的出料口7，壳体4的底端与进气管道8连通，进气管道8且位于壳体4右侧的对应位置设置有气体流量计9(名称：涡轮流量计，精确等级±0.5％R，自带锂电池供电，采用二线制信号传输，防护等级IP65)，进气管道8且位于壳体4的左侧的对应位置设置有粉末流量计10(品牌：华德林，型号：HDLDG-06，工作原理：测量原理是基于法拉第电磁感应定律，流量计的测量管内衬绝缘材料的非导磁合金短管，电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，其电极与衬里内表面基本齐平，励磁线圈由双方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生的磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果流体流经测量管。将切割磁力线与感应出电动势E，反比于磁通量密度B，此时磁通量密度就与流经测量管的粉未多少成反比，并与内径d与平均流速v的乘积成正比。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号)，进气管道8的左端与锅炉的内部连通，进气管道8与锅炉之间的部分设置有加热管11。
其中，进气管道8采用耐高温耐磨材料。
其中，进气管道8且靠近锅炉外侧处设置有抽气装置12。
其中，加热管11的外侧包裹有隔热层。
工作原理：通常，煤粉在炉膛内的燃烧大致可分为三个阶段：
1)着火前的准备阶段：煤粉着火前需要预热到着火点的温度，这是一个吸热阶段；
2)燃烧阶段：当煤粉温度到达着火点，而煤粉浓度又合适时，开始着火燃烧，并对焦炭直接加热，因此焦炭也在高温下燃烧，此阶段为强烈放热阶段；
3)燃尽阶段：未燃尽的少量碳继续燃烧直至燃尽，此阶段也为放热阶段。
由此可知，除了煤粉在着火前的准备阶段是吸热阶段外，其它阶段均为放热，而单位煤粉完全燃烧产生的热量是恒定的，如果将煤粉着火前吸收热量的过程放到炉外进行，那么利用多少煤粉在炉内完全燃烧产生多少热量是可以确定的，而燃烧产生的热量转换为水蒸气的内能的转化率是可以根据锅炉确定的，因此，为了避免水蒸气的温度出现飞升等异常情况，只要控制煤粉充分燃烧产生的热量即可实现。首先通过磨粉机1将煤块磨成合适粒径的煤粉，再将煤粉通过进料管道3输送到壳体4内部，由于抽气装置12的作用，使得进气管道8的右端以及出料口7处均处于负压状态，为避免煤粉被动式吸入，导致煤粉用量无法控制，因此使用螺杆6挤压供料，在加压的过程中将壳体4内部的腔道进行封堵，避免煤粉被动吸入，实现主动供料，同时气体流量计9用于测量氧气的供入量，避免氧气供应过少导致反应不完全，粉末流量计10进一步精确测量煤粉的供入量，保证煤粉的供入量处于最优，当煤粉到达加热管11位置时，加热管11对煤粉进行着火前预热，最后通过抽气装置12吹入炉体时即可直接进行燃烧，通过控制煤粉以及氧气的进给量即可实现蒸汽温度的精确控制。
请参阅图3，在另一实施例中，为了节约热能，同时实现对锅炉排出废气的冷却，还可以在粉末流量计10与抽气装置12之间的进气管道8上套设有一个换热管13，从锅炉上用于排出高温废气的第一出气管14与换热管13的左端连通，第二出气管15与换热管13的右端连通，高温气体在流经换热管13的过程中将热量传递到进气管道8内部，用于煤粉的预热，实现热能的重复利用。
请参阅图4，在另一实施例中，还可以进一步提高锅炉排出的高温气体的利用率，第一出气管14上设置有第三出气管16，第三出气管16直接与进气管道8连通，且连通位于粉末流量计10与抽气装置12之间，第三出气管16上还设有控制阀17，用于控制第三出气管16的流通量，使得部分高温气体直接进入进气管道8内部，在保证氧气供应充足的条件下，煤粉的预热效果更好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高精度的工业锅炉温度控制设备，包括磨粉机，其特征在于：所述磨粉机的顶部与进料斗连接，所述磨粉机通过进料管道与空腔结构的壳体连通，所述壳体的上方设置有驱动电机，所述壳体的内部安装有螺杆，所述螺杆的顶端穿过壳体的顶面且与位于驱动电机下端的转轴固定连接，所述壳体的内侧底部设有漏斗形结构的出料口，所述壳体的底端与进气管道连通，所述进气管道且位于壳体右侧的对应位置设置有气体流量计，所述进气管道且位于壳体的左侧的对应位置设置有粉末流量计，所述进气管道的左端与锅炉的内部连通，所述进气管道与锅炉之间的部分设置有加热管。
2.根据权利要求1所述的一种高精度的工业锅炉温度控制设备，其特征在于：所述进气管道采用耐高温耐磨材料。
3.根据权利要求1所述的一种高精度的工业锅炉温度控制设备，其特征在于：所述进气管道且靠近锅炉外侧处设置有抽气装置。
4.根据权利要求1所述的一种高精度的工业锅炉温度控制设备，其特征在于：所述加热管的外侧包裹有隔热层。
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