CN105953832B - 一种磨煤机入口一次风管路及管路内风量风温测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种磨煤机入口一次风管路及管路内风量风温测量方法，本技术方案包括：在热一次风管内的进风口处设置固定导流板，将热一次风风道均匀分为多个子风道，每个子风道内设有一风门，通过调整固定导流板的层数和相邻两层固定导流板之间的间距消除一次风管管路下游的漩涡；通过冷一次风出风管及其侧壁上的通孔送出冷风，实现一次风均匀混合；增加测量点，并根据所测得的温度和风速数据进行加权求平均值。本发明优化了热一次风来流的流场使下游一次风温度分布均匀，同时采用多测点测量取平均值的方法，有利于提高测量的准确度。

Description

一种磨煤机入口一次风管路及管路内风量风温测量方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及磨煤机入口一次风管路内风量风温测量领域，尤其是一种磨煤机入口一次风管路及管路内风量风温测量方法。

背景技术

随着控制技术的进步，电站锅炉的负荷、燃料量及配风量已经实现了在线监测及协调控制，即采用DCS系统，但是目前仍有相当多机组因风道或测量装置选型和配置不合理，磨煤机入口通风量、风温难以测量准确，导致锅炉负荷、风量、风温、燃料量无法准确控制，造成燃烧不稳、锅炉效率下降以及磨煤机通风量不足而堵塞等问题。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种磨煤机入口一次风管路及管路内风量风温测量方法。

技术方案：本发明提出的技术方案为：一种磨煤机入口一次风管路，包括：热一次风管和冷一次风箱；热一次风管横向水平放置，其内部的空腔为热一次风风道，热一次风风道的进风口一端设有N层固定导流板1，固定导流板1将热一次风风道均匀分为多个子风道，每个子风道内设有一风门2；冷一次风箱的各个输出孔处均接有一根冷一次风出风管3，冷一次风出风管3的输出端沿着垂直于热一次风管长度方向伸入热一次风风道；冷一次风出风管3的输出端端口敞开且不与热一次风管内壁接触；冷一次风出风管3伸入热一次风风道中的部分，其管壁上设有若干通孔。

进一步的，所述冷一次风出风管3管壁上的通孔按照与冷一次风出风管3输出端的距离分为若干组，同一冷一次风出风管3上、与该冷一次风出风管3输出端距离相等的各通孔为一组；同一冷一次风出风管3上各组通孔之间的间距沿着该冷一次风出风管3输入端到输出端的方向逐渐增大。

进一步的，所述冷一次风出风管3按照与热一次风道进风口的距离从小到大分为三排，分别为：前排管束3-1、中排管束3-2和后排管束3-3；各排管束中的冷一次风出风管3的位置与相邻一排中冷一次风出风管3的位置相互错开。

进一步的，所述固定导流板1的层数为2层，即N＝2。

进一步的，所述冷一次风出风管3为圆形管。

本发明还提出一种磨煤机入口一次风管路内风量风温测量方法，该方法包括步骤：

(1)构建上述技术方案中任意一项所述的磨煤机入口一次风管路；

(2)在所述磨煤机入口一次风管路的输出端设置风温风量测量仪5；将风温风量测量仪5朝向磨煤机入口一次风管路内的一面作为测量面，并在测量面上均匀设置测量探头6；

(3)根据磨煤机布置空间需求，调整所述磨煤机入口一次风管路中固定导流板1的层数和相邻两层固定导流板1之间的间距，使所述磨煤机入口一次风管路满足：L/D≥3.5；其中，L为风温风量测量仪与风门2之间的距离，D为子风道当量直径；

(4)向热一次风管中输入热一次风，同时通过冷一次风箱向热一次风风道内输入冷一次风；经过混合后的一次风流向风温风量测量仪5的测量面；通过设置在风温风量测量仪5测量面上的测量探头6获取多组风速和温度数据，每个测量探头6测得的风速和温度数据为一组；

(5)对步骤4所得的多组风速和温度数据进行加权平均计算，得到修正后的风量、风温数值。

进一步的，上述磨煤机入口一次风管路内风量风温测量方法还包括步骤：在所述测量探头6上设置清灰针7。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)本发明优化了热一次风来流的流场，使其速度、温度分布得到改善；

(2)本发明采用冷热风混合技术，通过冷一次风出风管的合理布置，冷一次风出风管管壁上通孔位置的合理设置，达到冷、热一次风均匀混合的目的，能够改善温度混合情况，使下游一次风温度分布均匀，有利于提高测量的准确度。

(3)本发明增加了一次风的测点，采用多测点测量取平均值的方法，使测量结果更接近真实值，采用的风量风温测量仪沿着一次风来流布置，减少了风道的阻力以及测量仪器的振动。

附图说明

图1为本发明实施例中磨煤机入口一次风管路在测量风量风温时的结构图；

图2为图一所示结构图延分割线A-A分割后的截面图；

图3为图一所示结构图延分割线B-B分割后的截面图；

图4所示为实施例中清灰针结构图；

图5所示为热一次风管中冷一次风出风管与风温风量测量仪之间的某一横截面上的温度分布云图；

图6所示为实施例中风温风量测量仪测得的温度云图；

图7为实施例中风温风量测量仪测得的风速云图。

图中：1、固定导流板，2、风门，3、冷一次风出风管，3-1、前排管束，3-2、中排管束，3-3、后排管束，4、支撑板，5、风温风量测量仪，6、测量探头，7、清灰针，8、清灰针摆尾。

具体实施方式

本发明所要解决的技术问题为：现有技术中磨煤机锅炉负荷、风量、风温、燃料量无法准确控制，造成燃烧不稳、锅炉效率下降以及磨煤机通风量不足而堵塞等问题。本发明将该技术问题分为三个方面分别解决。

(一)热一次风挡板风门优化技术

运行实践表明，风量测量装置的流量特性主要受其上游热风门开度的影响，风门是调节风量的主要手段，风门下游总要形成涡流，当热风门开度变化时，风门造成的涡流强度和漩涡在风道中的分布也相应发生变化。

目前电厂所采用的挡板风门均具有多个挡板(一般2～4个)，通过调整多个挡板与热一次风主流方向的夹角来达到调整风量的目的，这种调整方法不仅使其下游产生了较大涡流，而且流场分布严重不均。

当测量装置与风门之间的距离满足L/D≥3.5时，其中L为测量装置与风门之间的距离，D为风道当量直径，风门的影响可以忽略；但不满足上述条件时，测量装置所处的流场就会紊乱，所测的流量信号就会失真。

本发明采用优化技术，通过直接减小上述条件中的当量直径D，在不改变测量装置与风门之间的距离L的前提下，使条件L/D≥3.5满足。具体措施为：在热一次风风道的进风口加装层固定导流板，通过固定导流板把原风道分隔为多个子风道(子风道的数量与固定导流板个数一致)，每个风门控制所对应通道的流量。采取上述技术方案，可以使原较大漩涡得以消除，流场分布不均的情况也得到大大改善。

(二)冷一次风管排通道技术

现役机组普遍采用冷一次风与热一次风垂直接入的方式实现掺混，由于受锅炉整体布置空间的限制，在其下游很短的距离即安装风量测量装置和风温测量装置。然而，冷风进入热一次风道后，未来得及与热风充分混合，就迅速流至下游，破坏了原热一次风流场，使得风速和风温分布不均性显著增大。

磨煤机入口风道内冷热风温混合不均，在运行中表现为不同风量下的在线风量修正系数偏差大、热一次挡板调节与在线风量反向变化、在线风量波动大、风温波动大等问题，直接导致在线显示风量对机组运行人员失去参考意义，甚至造成误判。

冷热风掺混不均导致风速和风温分布不均，前者直接决定了风量测量装置的动压信号大小，后者影响了风量值的修正精度。一般情况下，利用动压原理测风量时，需进行温度补偿，温度测量误差会引起风量计算误差。经计算，大约每10℃的温度测量误差会引起1％的流量误差，当温度误差达到100℃时，将导致在线流量误差达到12％。显而易见，冷热风掺混不均会显著影响在线风量的准确性及稳定性。

本发明采用冷热风混合技术，通过冷一次风出风管3及其侧壁上的通孔作为冷一次风的输出口，通过管排的合理布置，开孔的合理位置，达到冷、热一次风均匀混合的目的，均匀混合可以改善温度混合情况，使下游一次风温度分布均匀，有利于提高测量的准确度。

(三)一次风分布式测量技术

为了进一步提高测量的准确度，对测量仪器进行调整，本发明在测量截面上增加测点，每个测点可以同时测量温度及风速，并根据所测得的温度和风速数据进行加权求平均值。测点布置迎着一次风来流方向，以避免产生较大的阻力，降低测量仪器的振动。

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例：如图1所示为本实施例中磨煤机入口一次风管路在测量风量风温时的结构图，它包括：热一次风管和冷一次风箱；热一次风管横向水平放置，其内部的空腔为热一次风风道，热一次风风道的进风口一端设有2层固定导流板1，固定导流板1将热一次风风道均匀分为三个子风道，每个子风道内设有一风门2；冷一次风箱的各个输出孔处均接有一根冷一次风出风管3，冷一次风出风管3的输出端沿着垂直于热一次风管长度方向伸入热一次风风道；冷一次风出风管3伸入热一次风风道中的部分，其管壁上设有若干通孔。

其中，冷一次风出风管3为圆形管，各冷一次风出风管3按照与热一次风道进风口的距离从小到大分为三排，分别为：前排管束3-1、中排管束3-2和后排管束3-3；各管束与支撑板6焊接为一整体，支撑板6与热一次风管道焊接为一体，每个圆形管的输入端用法兰与冷一次风箱下方的圆管接头对接，并加装机械密封，圆形管下端不密封，为空出口，以防堵灰。冷一次风出风管3管壁上的通孔按照与冷一次风出风管3输出端的距离分为若干组，同一冷一次风出风管3上、与该冷一次风出风管3输出端距离相等的各通孔为一组；同一冷一次风出风管3上各组通孔之间的间距沿着该冷一次风出风管3输入端到输出端的方向逐渐增大。本实施例中，所述通孔分为三层，如图1所示，分别为a层、b层和c层，a层和b层之间的间距小于b层和c层之间的间距。附图2所示为沿着A-A分割线的截面示意图，图中箭头箭头为冷一次风从冷一次风出风管3往外流动的方向，即冷一次风出风管3管壁上开孔的位置。

所述磨煤机入口一次风管路的输出端设置风温风量测量仪5；将风温风量测量仪5朝向磨煤机入口一次风管路内的一面作为测量面，并在测量面上均匀设置测量探头6，设测量探头6有9个，这9个测量探头6呈九宫格状均匀分布于测量面上。为了避免风道长期使用所产生的积灰，这里在测量探头6上添加清灰针进行及时清灰，避免堵灰造成测量的误差。其中清灰针插入迎风的取压口中，在下部清灰针摆尾8的驱动下实现自清灰，如图4所示。

本实施例中风量风温的测量步骤为：

(1)构建上述技术方案中任意一项所述的磨煤机入口一次风管路；

(2)在所述磨煤机入口一次风管路的输出端设置风温风量测量仪5；将风温风量测量仪5朝向磨煤机入口一次风管路内的一面作为测量面，并在测量面上均匀设置测量探头6；

(3)根据磨煤机布置空间需求，调整所述磨煤机入口一次风管路中固定导流板1的层数和相邻两层固定导流板1之间的间距，使所述磨煤机入口一次风管路满足：L/D≥3.5；其中，L为风温风量测量仪与风门2之间的距离，D为子风道当量直径；

(4)向热一次风管中输入热一次风，同时通过冷一次风箱向热一次风风道内输入冷一次风；经过混合后的一次风流向风温风量测量仪5的测量面；通过设置在风温风量测量仪5测量面上的测量探头6获取多组风速和温度数据，每个测量探头6测得的风速和温度数据为一组；

(5)对步骤4所得的多组风速和温度数据进行加权平均计算，得到修正后的风量、风温数值。

本实施例在混合器入口前将原多层热一次风风门改装成多通道风门，采用三层通道，每层通道设置一个风门，用于改善流场分布；在冷一次风风箱下面安装冷一次风出风管3，冷一次风出风管3上端用法兰与冷一次风箱连接固定，下端用紧固螺钉与热一次风烟道固定，管束下端与热一次风管道壁面保持一定距离，以使冷一次风从冷一次风出风管3的管道中流出。冷一次风出风管3侧壁上所开通孔位置为对称结构，具体数量、形状、位置随实际工况、风烟管路结构的改变而改变。风量风温测量仪5安装位置与冷一次风出风管3有一段距离，这是待冷、热一次风换热充分后，测量更准确。经过整流、混合的冷热一次风混合气流经风量风温测量仪5时，风量风温测量仪5上的九个测点同时对风速、风温进行测量，所测得的结构取加权平均值，测得结果传入DCS系统。作为本实施例的进一步优选，还通过清灰针7在流动空气的推动下自行摇摆，使得探头尽可能保持清洁。

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。

Claims (7)

1.一种磨煤机入口一次风管路，其特征在于，包括：热一次风管和冷一次风箱；热一次风管横向水平放置，其内部的空腔为热一次风风道，热一次风风道的进风口一端设有N层固定导流板(1)，固定导流板(1)将热一次风风道均匀分为多个子风道，每个子风道内设有一风门(2)；冷一次风箱的各个输出孔处均接有一根冷一次风出风管(3)，冷一次风出风管(3)的输出端沿着垂直于热一次风管长度方向伸入热一次风风道；冷一次风出风管(3)的输出端端口敞开且不与热一次风管内壁接触；冷一次风出风管(3)伸入热一次风风道中的部分，其管壁上设有若干通孔。

2.根据权利要求1所述的一种磨煤机入口一次风管路，其特征在于，所述冷一次风出风管(3)管壁上的通孔按照与冷一次风出风管(3)输出端的距离分为若干组，同一冷一次风出风管(3)上、与该冷一次风出风管(3)输出端距离相等的各通孔为一组；同一冷一次风出风管(3)上各组通孔之间的间距沿着该冷一次风出风管(3)输入端到输出端的方向逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的一种磨煤机入口一次风管路，其特征在于，所述冷一次风出风管(3)按照与热一次风道进风口的距离从小到大分为三排，分别为：前排管束(3-1)、中排管束(3-2)和后排管束(3-3)；各排管束中的冷一次风出风管(3)的位置与相邻一排中冷一次风出风管(3)的位置相互错开。

4.根据权利要求1所述的一种磨煤机入口一次风管路，其特征在于，所述固定导流板(1)的层数为2层，即N＝2。

5.根据权利要求1所述的一种磨煤机入口一次风管路，其特征在于，所述冷一次风出风管(3)为圆形管。

6.一种磨煤机入口一次风管路内风量风温测量方法，其特征在于，包括步骤：

(1)构建如权利要求1至5中任意一项所述的磨煤机入口一次风管路；

(2)在所述磨煤机入口一次风管路的输出端设置风温风量测量仪(5)；将风温风量测量仪(5)朝向磨煤机入口一次风管路内的一面作为测量面，并在测量面上均匀设置测量探头(6)；

(3)根据磨煤机布置空间需求，调整所述磨煤机入口一次风管路中固定导流板(1)的层数和相邻两层固定导流板(1)之间的间距，使所述磨煤机入口一次风管路满足：L/D≥3.5；其中，L为风温风量测量仪与风门(2)之间的距离，D为子风道当量直径；

(4)向热一次风管中输入热一次风，同时通过冷一次风箱向热一次风风道内输入冷一次风；经过混合后的一次风流向风温风量测量仪(5)的测量面；通过设置在风温风量测量仪(5)测量面上的测量探头(6)获取多组风速和温度数据，每个测量探头(6)测得的风速和温度数据为一组；

(5)对步骤(4)所得的多组风速和温度数据进行加权平均计算，得到修正后的风量、风温数值。

7.根据权利要求6所述的一种磨煤机入口一次风管路内风量风温测量方法，其特征在于，还包括步骤：在所述测量探头(6)上设置清灰针(7)。