CN103939924B - 一种干渣冷却风量智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干渣冷却风量智能控制系统，包括设计于所述钢带机本体上且靠近所述出渣口的引风装置，设于所述进风口处的进风口风量调节装置，设于所述钢带机本体内部的空气流速检测装置，设于所述钢带机本体内部的温度检测装置，对所述钢带机本体内部的空气流速及干渣温度进行检测，获得风量及温度信息发送给控制器，所述控制器根据所述空气流速、所述温度信息和炉底压力对所述引风装置的输出功率和进风口风量调节装置进行控制，从而使得进入炉膛的风量与用于冷却所述炉渣输送装置上的炉渣的温度达到预设值。

Description

一种干渣冷却风量智能控制系统

技术领域

本发明属于燃煤锅炉排渣设备领域，特别涉及一种干渣冷却风量智能控制系统。

背景技术

目前，干式排渣系统已经广泛的应用于火力发电厂对锅炉炉底灰渣的处理中。随着国家节能减排工程的开展与实施, 干式排渣系统得到了推广与应用。 近几年来，干式排渣方式因其简化炉底除渣系统达到节能降耗目的，实现清洁生产，提高资源综合利用，逐步取代了燃煤锅炉传统的水力除渣方式。干排渣系统的设备部分主要包括炉底排渣装置、钢带输渣机、碎渣机及斗提机，在排渣机连续运行时，高温炉渣连续落在输渣机的输送带（或链板）上，高温炉渣随输送带（或链板）低速运动，在负压作用下，受控的少量环境冷空气进入风冷干式排渣机内部，与干式排渣机输送钢带（或链板）上的炉渣接触换热（正压锅炉采用风机冷却装置），高温炉渣逐渐被空气冷却并逐渐完成燃烧。

因此，现有的干式输渣系统冷却空气来自位于头部的主风门和位于钢带机两侧的侧风门。目前实际运行中，主要是利用电动主风门的开度调整钢带机进风量，而侧风门在调试时确定开度并固定。

中国专利文献CN101008492A公开了一种燃煤锅炉干式排渣装置，该装置具有与锅炉储渣斗密封连接的密封箱体，所述密封箱体内设有经过锅炉储渣斗出渣口的接受和输送炉渣的耐高温传送带，在所述耐高温传送带的传输方向于所述密封箱体与所述锅炉储渣斗连接位置的下游设有进风口，所述密封箱体上限制通入的冷却空气进入所述锅炉储渣斗的风门，所述风门位于所述密封箱体与所述锅炉储渣斗连接位置和所述进风口之间，所述密封箱体上还设有将换热之后的热空气排出的密封箱体的排风口，所述排风口与引风机相接。该装置能够有效的冷却锅炉炉渣并能有效控制进入炉膛的冷却风量，但是该装置的冷却风量不能随锅炉负荷变化实时调整，同时，由于电厂煤种经常变化，导致渣量变化大，而相应进入炉膛的冷却风量不变，则会导致排烟温度升高。同时该装置通过风门两侧的压力传感器检测风门两侧的压差，从而控制进入锅炉底部的冷却空气量，而单靠压力调节风量不能对于不同燃煤种类或者不同负荷等因素做出灵活调整，从而不能实现精确控制。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种干渣冷却风量智能控制系统，包括：

炉底排渣设备，用于接收来自渣井排出的炉渣，包括钢带机本体，和设于所述钢带机本体内部的炉渣输送装置，所述钢带机本体设置有至少一个进风口且具有入渣口和出渣口；

引风装置，设于所述钢带机本体上且靠近所述出渣口，用于使所述钢带机本体内部产生相对于大气的负压；

进风口风量调节装置，设于所述进风口处；

空气流速检测装置，设于所述钢带机本体内部，对所述钢带机本体内部的空气流速进行检测，获得空气流速信息；

温度检测装置，设于所述钢带机本体内部，对所述钢带机本体内部的干渣温度进行检测，获得温度信息；

压力检测装置，设于所述渣井的排渣口处，用于对排渣口处的压力进行检测，获得炉底压力信息；

控制器，根据所述空气流速信息、所述温度信息和所述炉底压力信息对所述引风装置的输出功率和进风口风量调节装置进行控制，从而使得进入炉膛的风量与用于冷却所述炉渣输送装置上的炉渣的温度达到预设值。

所述钢带机本体设计为沿灰渣传输方向的一级输送装置与二级输送装置两部分，所述一级输送装置头部连通至二级输送装置的尾部，所述出渣口设于所述二级输送装置的头部，所述一级输送装置与所述二级输送装置均设置有所述进风口风量调节装置，所述空气流速检测装置以及所述温度检测装置。

靠近于所述渣井设置的所述钢带机本体尾部设有第一负压除尘装置或连通至锅炉尾部烟道的第二连通管，用于在所述钢带机本体尾部形成相对于大气的局部负压区，从而控制进入炉膛的风量，进而使得炉底区域与干渣输送区域形成有效隔离。

所述渣仓设置有排气管，所述排气管连通至所述第二负压除尘装置或所述锅炉尾部烟道，用于将钢带机内的干渣冷却空气吸出。

所述钢带机本体的所述出渣口还设有向下延伸的落料管，所述落料管连通至所述渣仓，所述落料管内壁设有若干折流挡料板，用于将灰渣打散，并降低灰渣下落速度。

所述进风口设于所述钢带机本体侧面，冷却风通过所述进风口进入所述钢带机本体向所述引风装置流动。

所述进风口设置有进风管，若干个依次排列的所述进风口的进风管交汇后由一根总进风管进风，所述进风口风量调节装置为设置于所述总进风管上的流量调节阀。

所述钢带机本体内设有灰渣厚度检测装置，用于检测灰渣的厚度并将灰渣厚度信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述灰渣厚度信号对炉渣输送装置电机转速进行调节，使灰渣厚度保持在预设值。

所述总进风管还设有进风量检测装置，用于将进风量信号输送至所述控制器。

所述进风口也设有温度检测仪表、速度检测仪表，用于检测冷却风的温度及速度信号。

所述钢带机本体内壁设有绕流挡板，用于增加冷却风在钢带机内停留的时间和气流的扰动。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，包括：设计于所述钢带机本体上且靠近所述出渣口的引风装置，进风口风量调节装置，空气流速检测装置，温度检测装置以及控制器，所述引风装置用于使所述钢带机本体内部产生相对于大气的负压便于冷却风通过所述进风口进入所述钢带机本体；同时本发明的干渣冷却风量智能控制系统通过设置空气流速检测装置、温度检测装置可以实时监测干渣机内的温度及流速信息，同时通过所述控制器接收温度信息、炉底压力信息、空气流速信息并发出指令调节所述引风装置的输出功率和进风口风量调节装置，从而对钢带机本体内的负压及进风量进行相应的调整，使得本发明的干渣冷却风量智能控制系统可以根据炉底压力信息、干渣机内的温度信息对进风速度、流量进行相应的调整，有利于针对不同锅炉负荷、不同燃煤种类做出相应的调整及设置，从而能够更加有效的对干渣机内的灰渣进行冷却。

（2）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，所述钢带机本体设计为沿灰渣传输方向的一级输送装置与二级输送装置两部分，所述一级输送装置头部连通至二级输送装置的尾部，所述出渣口设于所述二级输送装置的头部，所述一级输送装置与二级输送装置均设置有所述进风口风量调节装置，所述空气流速检测装置以及所述温度检测装置，有利于根据干渣机内的灰渣冷却情况调整输渣机侧面进风口的进风情况，使得侧面进风口的进风量由输渣机尾部至头部冷却风量可以逐渐变化，从而避免距炉膛较近的钢带机尾部的侧面进风口进入的冷却风未对炉渣进行充分冷却就进入炉膛，对所述钢带机本体内的进风实现精确控制，提高冷却效率。

（3）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，靠近于所述渣井设置的所述钢带机本体尾部还可以设置负压风机或连通至锅炉尾部烟道的第二连通管，用于在所述钢带机本体尾部形成相对于大气的局部负压区，所述局部负压区用于控制进入炉膛的风量，同时在所述控制器的指令下调节其与所述渣仓头部的所述引风装置的负压配比，侧面进风口进入的冷却风沿着所述灰渣传输的方向流动而不进入炉膛，减少对炉膛燃烧的影响。同时通过调节所述钢带机本体尾部的所述负压风机的流量或者调节所述第二连通管的开度调节进入炉膛的进风量，实现锅炉不同负荷时对进风量的调整，维持炉膛原有的燃烧状态。

（4）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，所述渣仓设置有排气管，所述排气管连通至所述锅炉尾部烟道，所述锅炉尾部烟道的负压大于所述渣仓的负压，用于将钢带机内的多余干渣冷却风吸出。所述渣仓顶部向下还设有落料管，所述落料管内壁设有若干折流挡料板，所述挡料板用于将灰渣打散，增强了换热效果，同时所述挡料板的设置也可以降低灰渣下落速度，从而增加了冷却时间。

（5）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，所述进风口，设于所述钢带机本体侧面，所述冷却风通过所述进风口进入所述钢带机本体向所述引风装置流动，所述总进风管还设有进风量检测装置，用于将进风量信号输送至所述控制器，所述控制器可以根据灰渣的冷却情况调整不同位置的所述侧面进风口的不同进风量，灵活可靠，保证冷却效果的同时尽量降低能耗。

（6）本发明的干渣冷却风量智能控制系统，所述钢带机本体内设有灰渣厚度检测装置，用于检测灰渣厚度并将所述灰渣厚度信号发送至所述控制器，使得所述控制器可以根据灰渣厚度信号调节炉渣输送装置的电机转速，从而使得渣层厚度保持在允许范围内，确保干渣的冷却效果。

(7) 本发明的干渣冷却风量智能控制系统，所述钢带机本体内壁设有绕流挡板，用于增加冷却风在钢带机内停留的时间和气流的扰动,可以增强换热效果。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是一级输送系统结构1示意图；

图2是一级输送系统结构2示意图

图3是两级输送系统结构1示意图；

图4是两级输送系统结构2示意图；

图中附图标记表示为：1-钢带机本体，2-炉渣输送装置，3-引风装置，4-进风口风量调节装置，5-进风管，6-总进风管，7-流量检测装置，8-空气流速检测装置，9-温度检测装置，10-锅炉尾部烟道，11-进风口，12-第一连通管，13-第三连通管，14-排气管，15-布袋除尘器，16-落料管，17-挡料板，18-压力检测装置，21-一级输送装置，22-二级输送装置。

具体实施方式

结合具体实施例，对本发明所述的干渣冷却风量智能控制系统进行详细的描述。

如图1所示，本发明的一种干渣冷却风量智能控制系统，包括：

炉底排渣设备，用于接收来自渣井排出的炉渣，包括钢带机本体1，和设于所述钢带机本体1内部的炉渣输送装置2，所述钢带机本体1设置有至少一个进风口11且具有入渣口和出渣口；本发明的干渣冷却风量智能控制系统还包括设计于所述钢带机本体1上且靠近所述出渣口的所述引风装置3，设于所述进风口11处的所述进风口风量调节装置4，设于所述钢带机本体内部的所述空气流速检测装置8，设于所述钢带机本体内部的所述温度检测装置9，设于所述渣井的排渣口处的压力检测装置18以及所述控制器，所述引风装置3用于使所述钢带机本体内部产生相对于大气的负压,所述温度检测装置9对所述钢带机本体1内部的干渣温度进行检测，获得温度信息, 所述空气流速检测装置8对所述钢带机本体1内部的空气流速进行检测，获得空气流速信息；所述压力检测装置18用于对排渣口处的压力进行检测，获得炉底压力信息；所述控制器根据所述空气流速信息、所述温度信息和所述炉底压力信息对所述引风装置的输出功率和进风口风量调节装置进行控制，从而使得进入炉膛的风量与用于冷却所述炉渣输送装置上的炉渣的温度达到预设值。同时，需要指明的是，在本发明中，所述预设值既可以是一个设定的具体数值，也可以是设定的数值范围区间。

实施例一

本实施例对一级输送的干渣冷却风智能控制系统进行介绍：

本发明的干渣冷却风量控制系统的原理为：根据锅炉不同负荷下总的炉膛进风量计算进入炉膛的冷却风量，这个风量由位于炉膛喉口处的流量计检测；在这个上限风量条件下，通过风温计检测钢带机头部风温，侧风口阀门的开度，使头部环境温度处于合理范围，确保设备的安全稳定运行。同时，根据此时的风量确定渣仓布袋除尘器负压或与尾部烟道连通管的开度，将多余冷却空气排出。

如图1所示，在本实施例中，所述钢带机本体1内沿着灰渣传送的方向的不同位置处设置有若干所述空气流速检测装置8及温度检测装置9，所述空气流速检测装置8及所述温度检测装置9检测到的冷却风流速及干渣温度信号发送至所述控制器，所述钢带机本体1不设置头部风门，所述进风口11只设置在所述钢带机本体1的侧面，所述冷却风通过所述进风口11进入所述钢带机本体1向所述第二负压除尘装置流动，所述第二负压除尘装置包括所述布袋除尘器15以及所述引风装置3，在本实施例中，所述引风装置3为负压风机。

同时，在本实施例中，侧面冷却风采用分段进风的方式，所述进风口11设置有进风管5，若干个依次排列的所述进风口11的所述进风管5交汇后由一根总进风管6进风，在本实施例中，依次排列的三个所述进风管5交汇后由所述总进风管6进风，且所述总进风管6设置有所述进风口风量调节装置4，在本实施例中，所述进风口风量调节装置4为设置于所述总进风管6上的流量调节阀，所述总进风管6还设有流量检测装置7，用于将进风量信号输送至所述控制器。采用这种方式可通过所述控制器精确控制侧面冷却风量，由输送机尾部至头部，冷却风量逐渐变化，具体参数设定经模拟计算后确定。沿钢带机沿程设置所述空气流速检测装置8、所述流量检测装置7、所述温度检测装置9，所述压力检测装置18，设置这些仪表可满足实现智能控风闭环控制的基础条件。

所述控制器根据锅炉负荷和燃烧煤种，确定进入炉膛的总风量，然后通过接收到的所述钢带机本体1内的所述冷却风流速及干渣温度信号以及所述进风口11的进风量信息，调节所述负压风机分配负压，实现冷却风量随锅炉负荷实时变化的闭环控制，在确保干渣冷却温度的同时，其余冷却风由布袋除尘器负压风机产生，排入大气，同时，所述控制器通过数值模拟仿真和计算，优化系统的速度场和温度场分布，确定锅炉炉膛和所述负压风机产生的负压和吸风量配比，使得灰渣传送部分的所述进风口11进入的冷却风不会大量的进入炉膛内，从而保证了燃煤效率。

并且，在本实施例中，所述钢带机本体的内壁还设有绕流挡板，增加冷却风在钢带机内停留的时间和气流的扰动，以达到增强换热效果的目的，减少所需的冷却风量，降低能耗。

同时，本发明的干渣冷却风量智能控制系统也可以按照如下方式对进入炉膛的风量进行调节：

靠近于所述渣井设置的所述钢带机本体尾部设有第一负压除尘装置或连通至锅炉尾部烟道的第二连通管，用于在所述钢带机本体尾部形成相对于大气的局部负压区，从而控制进入炉膛的风量，进而使得炉底区域与干渣输送区域形成有效隔离，所述第一负压除尘装置也是由所述布袋除尘器15以及所述引风装置3构成。

在本实施例中，在所述出渣口设一段高约6米的向下延伸的所述落料管16，利用干渣在所述落料管16下落过程对干渣进行冷却，所述落料管16内壁设置有所述折柳挡料板17，可降低下落速度，增加冷却时间；同时所述挡料板17还可以将物料打散，增强了换热效果。所述钢带机本体1内设有灰渣厚度检测装置，用于检测灰渣的厚度并将灰渣厚度信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述灰渣厚度信号对电机转速进行调节，使灰渣厚度保持在预设值。

实施例二

如图2所示，所述渣仓还可以设置排气管14，所述排气管14连通至所述锅炉尾部烟道10且所述排气管14设有可以调节其开度的阀门，将所述渣仓通过所述排气管14连通至所述锅炉尾部烟道10，可以利用锅炉尾部烟道10的负压作用，便于将钢带机内的干渣冷却风吸出。

实施例三

二级（包括多级）干渣输送系统与一级干渣输送系统略有不同。二级钢带机的尾部和一级钢带机的头部通过一根连通管连通，连通管关闭后可将一级钢带机与后续钢带机隔离，在本实施例中，所述连通管为第一连通管12。

如图3及图4所示，所述二级干渣输送系统的所述钢带机本体1设计为沿灰渣传输方向的一级输送装置21与二级输送装置22两部分，所述一级输送装置21头部通过第一连通管12连通至所述二级输送装置22的尾部，所述出渣口设于所述二级输送装置22的头部，所述一级输送装置21的所述进风口设置于所述灰渣传动部分，冷却风进入所述侧面进风口逆灰渣传输方向向所述炉膛方向流动，钢带机的入渣口处不设置进风口，从而使得与灰渣热交换后的气体进入炉膛，冷却气体预热后进入炉膛，有利于提高燃煤效率，且在本实施例中，所述一级输送装置21的头部与所述二级输送装置22的尾部连通有用于平衡压差的第三连通管13。

所述一级输送装置21与二级输送装置22均设置有所述进风口风量调节装置4，所述空气流速检测装置8，所述温度检测装置9以及所述流量检测装置7，同时，所述一级输送装置21与二级输送装置22也同样设置有所述灰渣厚度检测装置，所述头部渣仓也设置有所述落料管16及所述挡板17，在此不加赘述。

所述一级输送装置21可通过上述方式，将干渣冷却的同时控制进入炉膛的风量。所述二级输送装置22（末级）头部渣仓设有所述第二负压除尘装置，所述第二负压除尘装置包括所述布袋除尘器15和所述负压风机，其作用主要是将渣仓内的多余空气排出。

所述二级干渣输送系统与所述一级干渣输送系统干渣冷却风量智能控制系统的冷却风量控制方式相似，在此不加赘述。

实施例四

如图4所示，所述二级（包括多级）干渣输送系统的所述渣仓还可以设置排气管14，所述排气管14连通至所述锅炉尾部烟道10且所述排气管14设有可以调节其开度的阀门，将所述渣仓通过所述排气管14连通至所述锅炉尾部烟道10，可以利用锅炉尾部烟道10的负压作用，便于将钢带机内的干渣冷却风吸出，其余结构设置于上述内容相同，在此不加赘述。

本发明的干渣冷却风量智能控制系统建立锅炉不同负荷与进入炉膛冷却风量的对应关系，实现冷却风在不同锅炉负荷情况下的全过程智能控制，实现渣温的在线监测功能，在控制炉膛进风量的同时，其余风量由布袋除尘器负压风机或尾部烟道排出，合理分配炉膛负压和布袋除尘器吸风量（或尾部烟道）配比，确保设备安全运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种干渣冷却风量智能控制系统，包括：

炉底排渣设备，用于接收来自渣井排出的炉渣，包括钢带机本体，和设于所述钢带机本体内部的炉渣输送装置，所述钢带机本体设置有至少一个进风口且具有入渣口和出渣口；

其特征在于还包括：

引风装置，设于所述钢带机本体上且靠近所述出渣口，用于使所述钢带机本体内部产生相对于大气的负压；

进风口风量调节装置，设于所述进风口处；

空气流速检测装置，设于所述钢带机本体内部，对所述钢带机本体内部的空气流速进行检测，获得空气流速信息；

温度检测装置，设于所述钢带机本体内部，对所述钢带机本体内部的干渣温度进行检测，获得温度信息；

压力检测装置，设于所述渣井的排渣口处，用于对排渣口处的压力进行检测，获得炉底压力信息；

控制器，根据所述空气流速信息、所述温度信息和所述炉底压力信息对所述引风装置的输出功率和进风口风量调节装置进行控制，从而使得进入炉膛的风量与用于冷却所述炉渣输送装置上的炉渣的温度达到预设值；

靠近于所述渣井设置的所述钢带机本体尾部设有第一负压除尘装置或连通至锅炉尾部烟道的第二连通管，用于在所述钢带机本体尾部形成相对于大气的局部负压区，从而控制进入炉膛的风量，进而使得炉底区域与干渣输送区域形成有效隔离。

2.根据权利要求1所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述钢带机本体设计为沿灰渣传输方向的一级输送装置与二级输送装置两部分，所述一级输送装置头部连通至二级输送装置的尾部，所述出渣口设于所述二级输送装置的头部，所述一级输送装置与所述二级输送装置均设置有所述进风口风量调节装置、所述空气流速检测装置以及所述温度检测装置。

3.根据权利要求1所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：渣仓设置有排气管，所述排气管连通至第二负压除尘装置或所述锅炉尾部烟道，用于将钢带机内的干渣冷却空气吸出。

4.根据权利要求3所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述钢带机本体的所述出渣口还设有向下延伸的落料管，所述落料管连通至所述渣仓，所述落料管内壁设有若干折流挡料板，用于将灰渣打散，并降低灰渣下落速度。

5.根据权利要求4所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述进风口设于所述钢带机本体侧面，冷却风通过所述进风口进入所述钢带机本体向所述引风装置流动。

6.根据权利要求5所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述进风口设置有进风管，若干个依次排列的所述进风口的进风管交汇后由一根总进风管进风，所述进风口风量调节装置为设置于所述总进风管上的流量调节阀。

7.根据权利要求6所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述钢带机本体内设有灰渣厚度检测装置，用于检测灰渣的厚度并将灰渣厚度信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述灰渣厚度信号对炉渣输送装置电机转速进行调节，使灰渣厚度保持在预设值。

8.根据权利要求7所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述总进风管还设有进风量检测装置，用于将进风量信号输送至所述控制器。

9.根据权利要求8所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述进风口也设有温度检测仪表、速度检测仪表，用于检测冷却风的温度及速度信号。

10.根据权利要求4所述的干渣冷却风量智能控制系统，其特征在于：所述钢带机本体内壁设有绕流挡板，用于增加冷却风在钢带机内停留的时间和气流的扰动。