一种风粉实时调平装置的制作方法

本实用新型涉及燃煤发电厂锅炉燃烧技术领域，更具体的说是涉及一种风粉实时调平装置。

背景技术：

目前燃煤发电厂多采用正压直吹制粉系统，由于磨煤机磨制的煤粉被直接吹入锅炉燃烧，为了保证锅炉燃烧的稳定性和燃烧速率，要求每根煤粉管道煤粉的浓度、流量、煤粉的细度尽量保持均衡。煤粉在磨煤机分离器内的浓度相对是均匀的，但是从磨煤机到锅炉的煤粉管道长的将近100米，短的也有20-30米。管道之间的长度差别相当大，加之不同管道的走向也有很大的差别，导致管道的沿程阻力损失和局部阻力损失差别很大，总阻力小的管道内一次风速高，携带的煤粉量也大，总阻力大的管道内一次风速低，携带的煤粉量少，造成煤粉管道内风粉不均匀。

风粉，即煤粉和输送介质风的混合物；风粉不均匀的主要原因在于煤粉管道内的阻力损失不平衡，目前的风粉调平方式有以下两种：

1、冷态调平法：在没有煤粉的情况下，利用缩孔调节阀调节管道内的阻力，通过测量管道内风速来判断风量是否平衡，通常将风量调节到偏差小于5％范围内；

2、平衡阀热态调节法：在煤粉管道内安装可调节开度的平衡阀，同时安装有测量煤粉浓度和流速的感应器，比较测得的不同煤粉管道的数据，根据比较的结果作为调节平衡阀开度的依据，通过闭环控制来进行风粉调平。

以上的煤粉调平方法具有以下问题：

①、冷态时风量调平了，但是热态时，风量和粉量都不平；②、调节手段落后，不能实时进行调节，无法满足实际需求；③、测量手段与管道内的环境不匹配，无法为调节环境提供正确依据；④、测量元件的可靠性差，易磨损、寿命短。

因此，如何提供一种风粉实时调平装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种风粉实时调平装置，能调节磨煤机至锅炉之间煤粉管道内煤粉和输送介质，降低各煤粉管道内输送的煤粉量和输送介质的偏差，提高锅炉的燃烧性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风粉实时调平装置，包括：磨煤机分离器、锅炉和多个煤粉管道，所述磨煤机分离器和所述锅炉通过多个煤粉管道连接；多个所述煤粉管道均呈倒U型，包括两个竖直段和水平段，每个所述煤粉管道靠近所述磨煤机分离器一端的所述竖直段上均安装有测压点，且多个测压点安装的位置高度相同，每相邻所述测压点之间均连接有压差变送器；所述水平段上均安装有阻力调节器；还包括控制模块，所述控制模块与所述压差变送器和所述阻力调节器电连接。

优选的，多个所述阻力调节器安装的位置相同。

优选的，所述控制模块中预设有能够使得所述煤粉管道内一次风流量均衡的压差设定值。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种风粉实时调平装置，测压点在磨煤机分离器上方煤粉管道的竖直段且在相同高的位置，使用压差变送器测量相邻煤粉管道之间的压力差，不仅消除了测量的系统误差，测量精度高，而且压差变送器作为测量元件不插入煤粉管道内部，不会对煤粉管道内流体产生干扰，也不会造成测量元件的磨损；同时，阻力调节器安装在测压点之后的水平段煤粉管道上，减少了流体的动能损失，提高调节阻力的准确性；控制模块将测得的压差值与压差设定值进行比较，当压差值大于压差设定值时，向阻力调节器发出调节指令，对煤粉管道内阻力进行调节，直到压差值小于压差设定值，保证风粉达到动态平衡，实现实时控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的风粉实时调平装置的结构示意图。

图2附图为本实用新型提供的风粉实时调平装置的工作过程流程图。

图3附图为本实用新型提供的工作过程中各参考截面参数示意图。

其中，附图标记为：1为磨煤机分离器，2为测压点，3为压力变送器，4为煤粉管道，5为阻力调节器，6为锅炉，7为控制模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照附图1，本实用新型实施例公开了一种风粉实时调平装置，磨煤机分离器1和锅炉6之间设置有多个煤粉管道4，在磨煤机分离器1上方煤粉管道的竖直段安装测压点2，多个煤粉管道4上测压点2的位置高度相同，保证从磨煤机分离器1到测压点2之间的压力损失一致，相邻两个测压点2之间安装有压差变送器3，用于测量相邻两个煤粉管道4测压点2处的压力差；在煤粉管道4水平段上均安装有阻力调节器5。

流体风粉，即煤粉和输送介质风的混合物，在通过阻力调节器会产生能量损失，包括沿煤粉管道方向的动能损失和竖直方向重力引起的动能损失：安装在水平段时，煤粉管道直径较小(一般为0.4m左右)，重力引起的竖直方向损失较小，流体在水平向前运动过程中，通过阻力调节器前后动能损失较小，对流体的运动速度影响不大；安装在竖直段时，流体在竖直方向上升过程中，由于竖直方向的煤粉管道较长(一般都在3m以上)，重力引起的能量损失很大，通过阻力调节器前后的动能损失较大，对流体上升速度影响较大。因此，在水平段上安装有阻力调节器，能够减少流体的动能损失，保证阻力调节更加准确。

本实用新型公开的一种风粉实时调平装置的工作过程为：

S1、将阻力调节器5的开度设置在最大开度的80％；在控制模块7中预设煤粉管道4内一次风流量均衡的压差设定值；

S2、启动磨煤机分离器1，利用压差变送器3测量对应相邻两个测压点2处的压力差；

S3、控制模块7根据步骤S2中测得的压力差向阻力调节器发出调节指令，调节开度，直到压力差小于压差设定值。

而且，当磨煤机分离器1负荷发生变化时，煤粉管道4内风粉流速和流量不平衡，压差变送器3测量值超出压差设定值时，控制模块7向阻力调节器5发出调节指令，直至多个煤粉管道4内的风粉达到平衡。

本实用新型中应用到的流体方程推导如下：

首先，为了便于公式推导和计算，在不影响计算结果的前提下，做如下两点假设：

1、忽略煤粉对一次风的影响，将风粉混合物视为单一的黏性流体；

煤粉真密度约为1000kg/m³，煤粉管道4内风煤质量比在2：1左右，据此计算风粉混合物中，煤粉所占体积0.05％，由于所占体积比例非常小，所以忽略煤粉的影响。

2、风粉混合物为不可压缩流体；

空气为可压缩气体，但是测压点2处相对于磨煤机分离器1内的一次风压力变化值仅为300～400pa，仅为一次风绝对压力的0.3％～0.4％，所以忽略体积变化，认为风粉混合物为不可压缩流体。

参见图3，本实施例设置有两条煤粉管道4，煤粉管道A和煤粉管道B，相应的，在煤粉管道A的水平段上分别设置有煤粉管道A阻力调节器5和煤粉管道B阻力调节器5；将磨煤机分离器1与煤粉管道4的接触面设置为参考截面0，将测压点2所处的平面设置为参考截面1，将煤粉管道4与锅炉6的接触面设置为参考截面2；

其中，

各参数符号含义为：

Z为势能，V为流体流速，P为参考截面处静强，△P为参考截面到磨煤机分离器横截面的阻力损失，ρ为流体密度，g为重力加速度；

下标符号含义：

A为煤粉管道A，B为煤粉管道B，M为磨煤机分离器截面，0为0截面，1为1截面；

参数符号与下标符号组合应用，例如：PA0为煤粉管道A中参考截面0处的静压，Zm为磨煤机分离器处的势能，PM为磨煤机分离器截面的静强，Vm为磨煤机分离器截面处流体流速，VA为煤粉管道A中流体流速，ΔPA0为煤粉管道A中参考截面0到磨煤机分离器横截面的阻力损失，ΔPA1为煤粉管道A中参考截面1到磨煤机分离器截面的阻力损失；同理，当下角标为B则代表煤粉管道B中相对应的值。

依据黏性流体伯努利方程对于煤粉管道A和B有如下等式成立：

煤粉管道在分离器上均匀对称布置，煤粉管道的尺寸相同，所以在截面0处的阻力损失△PA0＝△PB0，同理由于截面0与截面1之间的管道尺寸和布置方式相同，截面1处的阻力损失△PA1＝△PB1。所以通过式1和式2可得出

从式3可以看出，只要参考截面1处的静压值PA1＝PB1，即证明煤粉管道A和煤粉管道B内的流速VA＝VB；又因为煤粉管道4的通径相同，所以各煤粉管道4内一次风流量相等；磨煤机分离器1内煤粉浓度是均匀的，所以此时进入煤粉管道4内的煤粉的量也是均匀的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。