按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置的制作方法

涉及燃煤锅炉按重量均衡供粉和按重量配风。

背景技术：

燃煤锅炉，诸如燃煤电站锅炉、大型供热锅炉、工业锅炉、水泥窑锅炉均采用风送管道给锅炉供粉，例如：大型电站锅炉的制粉、供粉系统，采用多层供粉，每层用一台磨煤机制粉，带多个风送管道供粉。大型锅炉通常是三层——六层供粉，每层用一台磨煤机，带四个管道，共计12-24个管道，各层所用设备相同。以一层制粉、供粉设备表述如下(如图1所示)：

一定质量煤粉入炉燃烧，需配一定体积的空气。1Kg(或1m³)燃料完全燃烧(燃烧后无剩余氧气)所需的最低限度的空气量(以V⁰表示)称为理论空气量，锅炉运行时，为使燃料燃尽，实际供给的空气量(以V^k表示)，总是略大于理论空气量V⁰，其称为过剩空气系数，即：

α——用烟气量表示，β——用空气量表示；

燃料重量W(kg)完全燃烧需配空气量为：

过剩空气系数大小，除直接影响煤粉能否完全燃烧外，还会影响燃料着火、燃烧稳定性和烟气中热量损耗及污染物产生量。可见α或β是锅炉运行的重要参数。

现有制粉、供粉系统是用两个回路对比值进行调节的。一是燃料量调节回路，燃料量跟踪发电所需热负荷调节，二是根据烟气中含氧量调节配风量，维持过剩空气系数α在设定的一定范围内，含氧量与α关系：

知道了氧气含量，由(3)式可计算出过剩空气系数α。

现有制粉、供粉系统调节燃料量/配风量存在问题有：

1、根据烟气含氧量调节配风量，是一种迟后调节，烟气含氧量只反映煤粉燃烧状况(燃烧不足、燃烧过度、完全燃烧)。这种迟后调节，不能根据煤粉重量调节配风量，使之比实时达到煤粉完全燃烧条件；

2、现有制粉、供粉系统，各支路风送管道煤粉重量变化及各支路管道重量偏差变化与二次风各支路配风量变化及偏差变化相互影响，造成各支路之比变化大，从而引起炉内燃烧不均、不稳和燃烧质量下降，例如烟气中氧气含量多，应下调配风量，但此时如果入炉煤粉量正在增加，配风量下调会造成相反的配风效果。

针对上述存在问题，本实用新型公开了一种“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，可实现按重量均衡供粉和按重量配风控制。

技术实现要素：

本实用新型的控制装置是由两个控制回路构成，一是入炉煤粉重量和二次风风量均衡控制回路，二是根据煤粉重量配风控制回路。所解决的技术问题是：

1、采用“风送煤粉重量测量装置”，解决风送煤粉管道内煤粉重量测量问题；

2、采用均衡控制技术，解决一次风各支路管道煤粉重量WA、WB、WC、WD相一致均衡供粉问题；

3、采用均衡控制技术，解决二次风各支路管道配风量V2A、V2B、V3C、V4D相一致均衡配风问题，实现均衡供粉、均衡供风，可使炉内煤粉燃烧均匀、稳定，提高了燃烧质量；

4、根据均衡后煤粉重量和均衡后配风量，采用自动跟踪变参数(变设定控制值)的控制技术，使各支路煤粉重量与各支路配风量即之比相一致，该配风比又与给定的过剩空气系数α相一致，满足入炉煤粉重量完全燃烧条件，使其能充分、高效燃烧。

一种“按重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，安装在现有燃煤锅炉制粉、供粉系统中，其技术特征在于，包括：

风送煤粉重量测量装置(12)或风送煤粉重量测量装置(12A)、(12B)、 (12C)、(12D)，分别安装在一次风送管道总管(6)或支管(6A)、(6B)、 (6C)、(6D)上面，用于测量总管或支管内煤粉重量W或WA、WB、WC、WD；

一次风风机(4)(系现有制粉、供粉系统设备)，安装在磨煤机(2)前方，用于产生一次风，并将磨成的煤粉带入一次风送管道，送至燃烧器(7A)、 (7B)、(7C)、(7D)；

一次风速测量装置(11)，安装在一次风送管道总管(6)或各支管(6A)、 (6B)、(6C)、(6D)上，用于测量一次风送管道总管风速v1或支管风速 v1A、v1B、v1C、v1D；

二次风风机(10)(系现有制粉、供粉系统设备)，安装在二次风风送管道起始端，用于产生二次风并送至燃烧器(7A)、(7B)、(7C)、(7D)；

二次风风速测量装置(14)，安装在二次风风送管道总管道(9)或各支管道(9A)、(9B)、(9C)、(9D)上，用于测量二次风风送管道(9)风速v2或v2A、v2B、v2C、v2D；

数据采集控制器(13)，用于接收风送煤粉重量测量装置(12)或风送煤粉重量测量装置(12A)、(12B)、(12C)、(12D)信号W或WA、WB、WC、 WD，一次风速测量装置(11)或(11A)、(11B)、(11C)、(11D)信号 v1或v1A、v1B、v1C、v1D和二次风速测量装置(14)或(14A)、(14B)、 (14C)、(14D)信号v2或v2A、v2B、v2C、v2D；

数据采集控制器(13)根据接收信号和给定的过剩空气系数α进行均衡供粉控制和按重量配风控制。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”其特征在于，数据采集控制器(13)采用均衡控制技术，对WA、WB、WC、WD进行调节控制，使WA、WB、 WC、WD相一致。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”其特征在于，数据采集控制器(13)，根据煤粉总重量W和给定过剩空气系数α，计算出W所需二次配风量和并根据对二次风风机转速进行调节控制，以增加或减少V2，使V2与相一致。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”其特征在于，数据采集控制器(13)计算出各管道均衡后煤粉重量总和W(W＝WA+WB+WC+WD)，及给定过剩空气系数α，计算W所需二次配风量和依据对二次风风机转速进行调节控制，以增加或减少V2，使V2与相一致。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，还包括一个风速调节装置(15)，安装二次风送总管道(9)和支路管道(9A)、(9B)、 (9C)、(9D)之间，用于调节进入二次风各支路管道内风速v2A、v2B、v 2C、v2D，也就是调节与其相对应的风量V2A、V2B、V3C、V4D。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，数据采集控制器(13)，采用均衡控制技术，对风速调节装置(15)发出控制信号，调节v2A、v2B、v2C、v2D，使V2A、V2B、V3C、V4D相一致。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，所述均衡控制技术是：数据采集控制器(13)计算出或以W平或V2平作为设定控制值，计算出ΔWA＝W平-WA，ΔWB＝W平-WB，ΔWC＝W平-WC，ΔWD＝W平-WD或ΔV2A＝V2平- V2A，ΔV2B＝V2平-V2B，ΔV2C＝V2平-V2C，ΔV2D＝V2平-V2D；根据ΔWA、ΔWB、ΔWC、ΔWD对煤粉分配器(5)发出控制信号，使WA、WB、WC、WD与W平相一致；或根据ΔV2A、ΔV2B、ΔV2C、ΔV2D对风速调节装置(15)发出调节控制信号，使V2A、 V2B、V2C、V2D与V2平相一致。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，数据采集控制器根据均衡后，一次风各支路煤粉重量之和W(W＝WA+WB+WC+WD))和均衡后二次风各支路风量之和V2(V2＝VA+VB+VC+VD)，以及给过剩空气系数α，计算W值所需的二次风配风量和其差值并以调节二次风风机转速，增加或减少V2，使V2与相一致。

目前风送煤粉重量测量方法主要有：电离辐射法、热平衡法、能量法、光- 电检测法、电容法、微波法、电容层析成像法、激光法、静电感应法等，本实用新型控制装置中风送煤粉重量测量装置可选择上述方法的任何一种风送煤粉重量测量装置。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，“风送煤粉重量测量装置”(12)是电离辐射式风送煤粉重量测量装置或是热平衡法风送煤粉重量测量装置，或是能量法风送煤粉测量装置，或是光-电检测法风送煤粉重量测量装置，或是电容法风送煤粉测量装置，或是电容层析成像法风送煤粉重量测量装置，或是微波法风送煤粉重量测量装置，或是激光法风送煤粉重量测量装置，或是静电感应法风送煤粉重量测量装置。

“按煤粉重量均衡供粉和按重量配风控制装置”，其特征在于，一次风速测量装置和二次风速测量装置是差压式风速测量装置或是靠背管式风速测量装置或是笛形管式风速测量装置，或是机翼式风速测量装置，或是双文丘里管式风速测量装置。

附图说明

图1一层一台磨煤机制粉、供粉系统主要设备示意图

1——给煤机

2——磨煤机

3——粗、细粉分离器

4——一次风风机

5——煤粉分配器

6——一次风总管道

6A、6B、6C、6D——一次风支路管道

7A、7B、7C、7D——燃烧器

8——锅炉

9——二次风总管道

9A、9B、9C、9D——二次风支路管道

10——二次风风机

图2(a)实用新型控制装置安装在图1中总管道上示意图

11——一次风风速测量装置

12——风送煤粉重量测量装置

13——数据采集控制器

14——二次风风速测量装置

图2(b)实用新型控制装置安装在图1中一次风各支管道和二次风总管道上示意图

11A、11B、11C、11D——一次风风速测量装置

12A、12B、12C、12D——风送煤粉重量测量装置

13——数据采集控制器

14——二次风风速测量装置

图3本实用新型控制装置安装在图1中实现均衡供粉、均衡供风和重量配风示意图

11——一次风风速测量装置

12A、12B、12C、12D——风送煤粉重量测量装置

13——数据采集控制器

14A、14B、14C、14D——二次风风速测量装置

15——风速调节装置

具体实施方式

结合附图对本实用新型的技术方案和实施进一步说明如下：

图1是一层一台磨煤机制粉、供粉系统主要设备示意图。图2(a)、图2 (b)、图3是本控制装置在完成不同任务时所包含的不同装置，安装在图1 中的示意图。再此要说明的是，本控制装置所包括的设备或测量装置与现有制粉、供粉系统的设备一起完成供粉和配风任务，本控制装置应包括的设备或装置，在图1中已有的，在实施中可不再增设。

图2(a)风送煤粉重量测量装置(12)安装在风送管道总管道(6)上，用于测出风送管道(6)煤粉总重量W，风速测量装置(11)安装在风送管道 (6)上，用于测出风速v1，依此计算出风量V1＝v1×πd1²，d1——一次风送管道直径，风送测速装置(14)测出二次风送管道风速v2，依此计算出风量V2＝v2×πd2²，d2——二次风送管道直径；图2(b)风送煤粉重量测量装置(12A)、(12B)、(12C)、(12D)安装在支路管道(6A)、(6B)、(6C)、 (6D)上，用于测出各支路管道煤粉重量WA、WB、WC、WD，风速测量装置(11A)、 (11B)、(11C)、(11D)也安装在支路管道(6A)、(6B)、(6C)、(6D) 上，用于测出v1A、v1B、v1C、v1D，并计算出W＝WA+WB+WC+WD和V1＝V1A+V1B+V1C+V1D，图2(a)、图2(b)之数据采集控制器根据W和过剩空气系数α计算出W所需的二次配风量和并按对二次风风机进行调节控制，使V2与相一致。

图2(a)、图2(b)的实施方案是按煤粉总重量完成配风控制，从而实现煤粉总重量与二次配风总量之比与过剩空气α相一致，其不足之处是，一次风各支路管道煤粉重量与二次风各支路配风量之比互相间相差较大，影响燃烧质量。

图3实施方案是均衡供粉和均衡供风和重量配风控制方案，可实现一次风各支路煤粉重量相一致，二次风各支路供风量相一致，各支路的重量与配风量的配风比也相一致，并且该配风比与给定的过剩空气系数α相一致。该实施方案是最佳实施方案。

本实用新型与现有制粉、供粉系统相比，具有供粉均匀，供风均匀，各支路煤粉重量与配风量之比一致，且该比值与给定过剩空气系数相一致，从而达到锅炉煤粉燃烧处于中心火焰稳定、热负荷、温度分布均匀、煤粉燃烧处于充分、高效最佳状态，提高了热效率，降低了烟气热损耗，减少了污染物生成量，为企业带来了可观的经济效益和社会效益。

本实用新型的控制装置可独立完成：

1、煤粉重量均衡供粉控制；

2、按煤粉重量配风控制；

3、均衡供粉控制、均衡供风控制和按重量配风控制。

以上功能控制均属于本专利的保护范围。