一种中速磨煤机内部爆燃预警系统和方法与流程

1.本发明属于磨煤机控制技术领域，具体涉及一种中速磨煤机内部爆燃预警系统和方法。


背景技术：

2.磨煤机内部爆燃问题是影响燃煤发电厂锅炉制粉系统运行安全的常见问题之一。随着高挥发分烟煤在燃煤电厂的广泛应用，部分中速磨煤机常出现内部爆燃问题。中速磨煤机内部爆燃若不及时处理，一般会导致煤粉管道着火事故；除此之外，磨煤机内部爆燃严重时还会损坏磨煤机本体部件、一次风道等，这些都严重威胁锅炉运行安全。随着火力发电厂自动控制技术的逐渐发展，采取一些必要的监控手段，完全可以及时发现磨煤机内部爆燃并处理。
3.在现有技术中，大部分通过监控磨煤机参数来判断磨煤机内部爆燃发生情况，但都存在一定局限性。如中国专利201310005470.2，通过在线设置的各压力传感器感测采集与爆燃关联的压力参数信号，并对突变的压力信号参数进行判断、比较处理，如果符合爆燃发生的判断条件，则通过报警装置立即发出报警信号，但对出现给煤机间歇断煤，落煤管堵煤等会导致磨煤机内部爆燃的情况未提出预警；由于燃料间断时磨煤机内部温度会急剧增加，此时会明显加大磨煤机内部爆燃风险，据了解很多电厂磨煤机爆燃问题往往发生在断煤较为频繁的季节。
4.中国专利202011312394.6公开了一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法，数据处理中心主要根据磨煤机出口温度传感器采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，该种方式存在一定局限性，若爆燃现象离磨出口较远，磨出口温度则存在一定延时。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种中速磨煤机内部爆燃预警系统和方法，有助于火力发电厂运行人员及时采取处理措施保障磨煤机运行安全。
6.为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种中速磨煤机内部爆燃预警系统，包括磨煤机入口一次风压力传感器、磨碗上部压力传感器、磨碗下部压力传感器、磨煤机出口压力传感器、数据处理模块和预警发布系统；磨煤机入口一次风压力传感器、磨碗上部压力传感器、磨碗下部压力传感器、磨煤机出口压力传感器均与数据处理模块相连，数据处理模块与预警发布系统相连。
8.本发明进一步的改进在于，磨煤机入口一次风压力传感器布置在磨煤机入口一次风道内部，磨煤机入口一次风道位于磨煤机下部；磨碗上部压力传感器布置于磨碗上部，磨碗下部压力传感器布置于磨碗下部，磨碗位于磨煤机内部下侧；磨煤机出口压力传感器布置于磨煤机旋转分离器出口处，旋转分离器位于磨煤机上部。
9.本发明进一步的改进在于，还包括与数据处理模块相连的磨煤机出口温度传感器，磨煤机出口温度传感器布置于磨煤机出口粉管内部。
10.本发明进一步的改进在于，还包括与数据处理模块相连的煤量测量装置，煤量测量装置布置于给煤机内部，给煤机位于磨煤机上部，给煤机通过落煤管与磨煤机内部相连；
11.本发明进一步的改进在于，还包括与数据处理模块相连的给煤机入口压力传感器，给煤机入口压力传感器布置于给煤机入口处。
12.一种基于上述权利要求所述的系统的中速磨煤机内部爆燃预警方法，通过磨煤机入口一次风压力传感器、磨煤机出口压力传感器、磨碗上部压力传感器和磨碗下部压力传感器，获取磨煤机入口一次风压p1、磨煤机出口压力p2、磨碗上部压力p3和磨碗下部压力p4；
13.通过数据处理模块将磨碗上部压力p3和磨碗下部压力p4相减，得到磨碗上下差压
△
p
34
；当第一单位时间内，磨煤机入口一次风压p1与磨煤机出口压力p2增加均超过第一阈值且磨碗上下差压
△
p
34
减少超过第二阈值时，数据处理模块发送报警信号给预警发布系统。
14.本发明进一步的改进在于，磨煤机出口温度传感器实时采集磨煤机出口风粉混合物温度，当磨煤机出口风粉混合物温度超过最大允许温度值时，数据处理模块发出预警信号给预警发布系统；
15.或当第二单位时间内，磨煤机出口风粉混合物温度增加超过设定数值时，数据处理模块通过预警发布系统发出报警信号给预警发布系统。
16.本发明进一步的改进在于，煤量测量装置实时采集给煤机给煤量，当第三单位时间内，给煤量减少量超过指令值一定数值时，判定给煤机出现断煤现象，数据处理模块发出预警信号给预警发布系统。
17.本发明进一步的改进在于，通过给煤机入口压力传感器实时采集压力值p5，磨碗上部压力传感器实时采集磨碗上部压力p3，当压力值p5与磨碗上部压力p3的差值
△
p
53
在第四单位时间内增加超过设定量时，落煤管存在堵煤问题，数据处理模块发出预警信号给预警发布系统。
18.与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
19.本发明通过在磨煤机各部位设置磨煤机入口一次风压力传感器、磨碗上部压力传感器、磨碗下部压力传感器、磨煤机出口压力传感器、磨煤机出口温度传感器、煤量测量装置、给煤机入口压力传感器，能实时监测磨煤机运行过程中磨煤机入口、出口压力、磨碗上下压差压、磨煤机出口风粉混合物温度等参数，发现给煤机断煤、落煤管堵煤等异常情况，及时发现磨煤机内部爆燃隐患，并发出预警或报警信号。本发明具有预警提前裕量大、时效性强、响应速度快等特点，有助于燃煤发电厂运行人员掌握磨煤机内部爆燃发生风险，及时采取处理措施，有效防范磨煤机内部爆燃及其产生的二次安全事故。
附图说明
20.图1是本发明系统的结构示意图。
21.图2是某磨煤机爆燃过程中部分运行参数的变化曲线图。
22.其中：1
‑
磨煤机，2
‑
旋转分离器，3
‑
磨煤机出口粉管，4
‑
落煤管，5
‑
给煤机，6
‑
原煤仓，7
‑
磨碗，8
‑
磨煤机入口一次风道，9
‑
磨煤机入口一次风压力传感器，10
‑
磨碗上部压力传感器，11
‑
磨碗下部压力传感器，12
‑
磨煤机出口压力传感器，13
‑
磨煤机出口温度传感器、14
‑
煤量测量装置、15
‑
给煤机入口压力传感器。
具体实施方式
23.以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
24.实施例1
25.遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种中速磨煤机内部爆燃预警系统，包括：磨煤机入口一次风压力传感器9、磨碗上部压力传感器10、磨碗下部压力传感器11、磨煤机出口压力传感器12、磨煤机出口温度传感器13、煤量测量装置14、给煤机入口压力传感器15、数据处理模块和预警发布系统；
26.其中，磨煤机1下部设置有磨煤机入口一次风道8，中速磨煤机内部下侧设置有磨碗7，磨煤机1上部设置有磨煤机旋转分离器2，磨煤机出口粉管3与旋转分离器2出口相连，磨煤机1上部设置有给煤机5，给煤机5入口与原煤仓6相连。
27.磨煤机入口一次风压力传感器9布置在磨煤机入口一次风道8内部，磨煤机入口一次风道8位于磨煤机1下部；磨碗上部压力传感器10布置于磨碗7上部，磨碗下部压力传感器11布置于磨碗7下部，磨碗7位于磨煤机1内部下侧；磨煤机出口压力传感器12布置于磨煤机旋转分离器2出口处，旋转分离器2位于磨煤机1上部；磨煤机出口温度传感器13布置于磨煤机出口粉管3内部；煤量测量装置14布置于给煤机5内部，给煤机5位于磨煤机1上部，给煤机5通过落煤管4与磨煤机1内部相连；给煤机入口压力传感器15布置于给煤机5入口处；上述所有测量装置(即磨煤机入口一次风压力传感器9、磨碗上部压力传感器10、磨碗下部压力传感器11、磨煤机出口压力传感器12、磨煤机出口温度传感器13、煤量测量装置14、给煤机入口压力传感器15)均与数据处理模块相连，数据处理模块与预警发布系统相连。
28.一种中速磨煤机内部爆燃预警方法，包括以下步骤：
29.磨煤机1运行期间，磨煤机入口一次风压力传感器9、磨碗上部压力传感器10、磨碗下部压力传感器11、磨煤机出口压力传感器12、磨煤机出口温度传感器13、煤量测量装置14以及给煤机入口压力传感器15实时采集数据，并将数据发送至数据处理模块；数据处理模块根据采集数据判定发生磨煤机内部爆燃的风险大小，并通过预警发布系统给技术人员发出预警信号或报警信号(其中预警信号指存在磨煤机内部爆燃的风险，报警信号表明磨煤机内部可能已经发生爆燃)，具体过程如下：
30.(1)磨煤机入口一次风压力传感器9、磨煤机出口压力传感器12、磨碗上部压力传感器10和磨碗下部压力传感器11实时采集运行数据，获取磨煤机入口一次风压p1、磨煤机出口压力p2、磨碗上部压力p3和磨碗下部压力p4；
31.通过数据处理模块将磨碗上部压力p3和磨碗下部压力p4相减，得到磨碗上下差压
△
p
34
；当第一单位时间t1(如1s)内，磨煤机入口一次风压p1与磨煤机出口压力p2增加均超过第一阈值m(如1kpa)且磨碗上下差压
△
p
34
减少超过第二阈值n(如1kpa)时，数据处理模块通过预警发布系统发出磨煤机内部爆燃报警信号，提醒运行人员及时处理；
32.(2)磨煤机出口温度传感器13实时采集磨煤机出口风粉混合物温度t，当超过最大允许温度值t0(当v
daf
＜40％，t0＝[(82－v
daf
)5/3]℃；v
daf
≥40％，t0＝60～65℃)时，数据处理模块发出磨煤机内部爆燃预警信号，提醒允许人员采取措施降低出口风粉混合物温度；或当第二单位时间t2(如0.5s)内，磨煤机出口风粉混合物温度t增加超过设定数值j(如40℃)时，数据处理模块通过预警发布系统发出磨煤机内部爆燃报警信号，提醒运行人员及时
处理；
[0033]
(3)煤量测量装置14实时采集给煤机给煤量m，当第三单位时间t3(如1s)内，给煤量m减少量超过指令值m0一定数值
△
m(如5t/h)时，判定给煤机出现断煤现象，可能造成磨煤机内部温度突增，存在磨煤机内部爆燃风险，数据处理模块通过预警发布系统发出磨煤机内部爆燃预警信号，提醒运行人员及时处理；
[0034]
(4)给煤机入口压力传感器实时采集压力值p5，当压力值p5与磨碗上部压力p3的差值
△
p
53
在第四单位时间t4(如1s)内增加超过设定量k(如1kpa)时，落煤管存在堵煤问题，可能造成磨煤机内部温度突增，存在磨煤机内部爆燃风险，数据处理模块通过预警发布系统发出磨煤机内部爆燃预警信号，提醒运行人员及时处理。
[0035]
图2所示为某磨煤机爆燃过程中部分运行参数的变化曲线图，其中曲线
①
为磨碗上下差压变化曲线，曲线
②
为磨煤机入口一次风压变化曲线；曲线
③
为磨煤机出口压力变化曲线；图2中曲线
①
用左侧纵坐标，曲线
②
和
③
用右侧纵坐标。如图2中所示，单位时间1s内，磨煤机入口一次风压p1、磨煤机出口压力p2增加量分别为1.3kpa和2.6kpa，均超过设定值1kpa；且磨碗上下差压
△
p
34
在单位时间1s内减少量为1.4kpa，也超过设定值1kpa，符合报警信号发布条件，数据处理模块通过预警发布系统发出磨煤机内部爆燃报警信号，提醒运行人员及时处理。