一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法及装置与流程

本发明涉及热能与动力工程领域，特别涉及一种用热平衡法控制脱硫用石灰粉的装置及方法。

背景技术：

目前，电厂普遍采用石灰粉干式脱硫法对煤粉进行脱硫，通过风机输出的风作为媒介来将石灰粉均匀的与通入炉膛的煤粉进行混合脱硫。在电厂的运行过程中，可根据实际的生产需求量来随时调节锅炉的负荷，也就是调节给煤机的给粉量。当给煤粉量发生变化时，需根据石灰粉-煤粉脱硫比例关系来及时调整石灰粉的量。现有技术中，该石灰粉量的调节过程普遍采用的是反馈控制，则必需检测石灰粉的给入量；由于反馈过程中必然有一段延迟时间，在此延迟时间中石灰粉的实际计入量的变化过程十分复杂，因此难以准确检测出。若过量通入石灰粉则容易造成钙硫比高，且降低了脱硫效率，提高了脱硫成本高。若过少的通入石灰粉则容易造成脱硫不完全，会造成电厂锅炉的二氧化硫排放超标。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法及装置，能够准确的测量出用于通入炉膛对煤粉进行脱硫的石灰粉的量。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法，包括如下步骤：

步骤1)，对用于运输石灰粉的气体进行加热到温度t₁，并通过流量计测量后计算得到单位时间的气体质量M₁；

步骤2)，加热后的气体与石灰粉料仓输出的温度为t₂的石灰粉混合，并通过石英管输送后与煤粉进行脱硫反应；

步骤3)，当在所述石英管内的气体和石灰粉混合达到热平衡后，检测混合物的温度为t₃；

步骤4)，根据如下热力学平衡公式计算得到单位时间的石灰粉质量M₂：

其中，c₁为气体的比热容，c₂为石灰粉的比热容。

进一步的，所述步骤3)中，在所述石英管上沿石英管长度方向间隔插入若干个温度计，当某个温度计测量值稳定时，该温度计的测量值作为t₃。

进一步的，所述相邻温度计之间的间距设置为8～12cm。

进一步的，所述步骤1)中，所述t₁的范围为260～300℃。

一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法的装置，包括罗茨风机、转子流量计、电加热器、三通接头、卸料器以及石英管；所述罗茨风机与转子流量计入口处相连，转子流量计出口通过电加热器连接三通接头的第一端口，卸料器的底部出口与三通接头的第二端口连接，三通接头的第三端口连接石英管；所述石英管上设有温度测量装置。

进一步的，所述石英管上沿管体长度方向间隔设有若干个开孔，每个开孔内插有热电偶温度计。

进一步的，所述开孔数量为4个，每个开孔之间的距离为8～12cm。

有益效果：本发明提供的一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法及装置，利用热平衡法准确的测量出用于通入炉膛对煤粉进行脱硫的石灰粉的量，从而为石灰粉量的实时控制提供基础。

选取石英管作为石灰粉输送管道，透明的石英管有利于直观的判断出混合物达到热平衡。由于石灰粉和气体混合到未达热平衡前，石英管上的相应位置的温度计测量值测量值会实时变化，故当某一温度计的测量值稳定时即为到达热平衡的混合物温度，相较于通过石英管直接观察，提高了t₃温度的检测准确性。实验室证明，将t₁温度设置为260～300℃，能够在相对较短时间内使得气体和石灰粉到达热平衡，有利于减小石英管的长度和最终通过热平衡计算得到石灰粉的实际质量。

附图说明

图1为本发明装置的结构图；

图2为热平衡法原理图；

图3为石英管和温度测量装置结构图；

图4为本方法的实验装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1图3所示为一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量装置，包括：支架1、罗茨风机2、90度弯头3、转子流量计4、电加热器5、三通接头6、卸料器7和石英管8；

罗茨风机2设置在整个装置的最底部，罗茨风机2通过90度弯头3与转子流量计4入口处相连，转子流量计4垂直于水平面，转子流量计4出口处通过90度弯头3与电加热器5一端相连，电加热器5另一端通过三通接头6与卸料器7和石英管8的一端相连，卸料器7设置在整个装置的最顶部，石英管8与电加热器5水平设置在支架1上；

石英管上沿管体长度方向间隔设有若干个开孔，开孔为微孔，每个开孔内插有并固定在开孔上的热电偶温度计。

一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法的装置，所述开孔数量为4个，每个开孔之间的距离为8～12cm，设置4个温度计，即可实现对混合物温度测量的功能，不会因为温度计数量少，测得不稳定时候的混合物温度，也不会因为温度计数量太多，浪费成本。

支架1的材料为工业铝合金材料，体积小，硬度大，能够牢固支撑卸料器，电加热器等悬空部分。

卸料器7的上端密封，不会导致罗茨风机产生的风从卸料器中漏出，从而影响测量的稳定性。

温度测量装置9包括热电偶温度计。热电偶温度计装配简单，更换方便，测量精度高，测量范围大，热相应时间快，耐高温，使用寿命长。

如图1和图2所示一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法，包括如下步骤：

步骤1)，对用于运输石灰粉的气体进行加热到温度t₁，通常情况下，用电加热器将气体加热到260～300℃，该温度有利于减小石英管的长度和最终通过热平衡计算得到石灰粉的实际质量。并通过流量计测量后计算得到单位时间的气体质量M₁；

步骤2)，加热后的气体与石灰粉料仓输出的温度为t₂的石灰粉混合，通常情况下，石灰粉的温度约为40～80℃，混合后通过石英管输送后与煤粉进行脱硫反应；

步骤3)，当在石英管内的气体和石灰粉混合达到热平衡后，检测混合物的温度为t₃；其中，t₃为当某个温度计测量值稳定时该温度计的测量值；

步骤4)，根据如下热力学平衡公式计算得到单位时间的石灰粉质量M₂：

其中，c₁为气体的比热容，c₂为石灰粉的比热容。

通常情形下，卸料器7中的石灰粉混合前的温度t₁为40至80℃。优选的电加热器5的预设温度t₃为280℃，该温度有利于减小石英管的长度和最终通过热平衡计算得到石灰粉的实际质量。如图3中，被测煤粉在A处与输送气体混合，由于进入了3号炉的输送气体的温度与煤粉温度不同，二者混合后发生热量交换，当混合两相流达到B处时，热交换已经完成，二者温度平衡达到热平衡煤粉所吸收的热量等于输送气体所放出的热量即：M₁c₁(t₁-t₃)＝M₂c₂(t₃-t₂)。

图4为本发明提供的一种适用于电厂石灰粉干式脱硫法的石灰粉流量测量方法及装置的实验装置。实验检测中，只需要将石英管连接到炉膛的一端连接到沉降室9和布袋除尘器10，将沉降室与布袋除尘器中的石灰粉质量与计算的石灰粉的质量进行对比，即可检验通过所述方法计算出的石灰粉质量的准确性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。