CN106323726A

CN106323726A - 自动煤粉筛分装置

Info

Publication number: CN106323726A
Application number: CN201610945220.0A
Authority: CN
Inventors: 程智海; 于江; 翟永强; 刘海龙; 秦欢; 刘汇泉; 孙权; 杨镇阁
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power
Priority date: 2016-10-09
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2036-11-02
Also published as: CN106323726B; CN206440532U

Abstract

本发明涉及一种自动煤粉筛分装置，超声预分散进样器的内部空间为半圆体，半圆体内设有超声预分散进样管，超声预分散进样管距离半圆体底端的距离是半圆体半径的0.27倍，三头式均匀出样下降管下端连接有三头式均匀出样管，三头式均匀出样管具有三根圆管，每根圆管的直径为最大煤粉颗粒粒径的2.23倍，三根圆管之间的间隔角度各为30度，并且长度呈等差数列。煤粉样品通过超声预分散进样器减少了范德华作用力等量均匀地进入装置内部，在恒温的离子风及负压的作用下，消除了液桥力和静电力朝筛网运动，在超声和负压的作用下，被分离的各个粒级煤粉通过上下可调式旋转煤粉挡板进入煤粉收集瓶当中，达到煤粉不团聚、不粘网、真实准确地被筛分的目的。

Description

自动煤粉筛分装置

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂煤粉筛分装置，尤其涉及一种能够为磨煤机或一次风管冷热态在线取得的煤粉样品进行精准筛分的装置。

背景技术

煤粉筛分装置是对磨煤机分离器出口或磨煤机主煤粉管道上在冷态或热态的情况下在线取得的煤粉样品进行煤粉粒度分级。通过煤粉粒度分级的结果可以反映出在不同工况下磨煤机磨出煤粉的细度。

在不同工况下，炉膛燃烧情况的好坏对煤粉细度的要求极高，当筛分装置不能真实准确地反应各个主煤粉管道里面的煤粉细度时，会造成煤粉分配不均，实际进入燃烧器的煤粉量相差较大，容易造成风粉比不匹配，造成燃烧组织恶化。会对锅炉造成以下影响：

（1）局部超温及高温腐蚀

由于煤粉量的偏差问题的存在，会导致局部区域风煤比失调，粉量大的区域因热负荷偏高，容易导致局部水冷壁管超温。此外高粉量区域易造成氧量不足，还原性气氛严重，长时间会引起高温腐蚀。

（2）热偏差

由于煤粉量存在偏差，会导致锅炉局部热负荷偏差较大，进而造成锅炉炉膛出口的热偏差。

（3）燃烧不充分

由于煤粉量存在偏差，会造成局部风粉不匹配：粉量大的区域风量不一定大，易造成局部缺氧，对煤粉的燃尽具有很大的制约性，进而降低经济性。

（4）变负荷气温气压波动

由于煤粉量存在偏差会造成风粉混合不均，易导致炉内局部着火时间不一，燃烧组织恶化，会引起气温、气压及炉膛负压的波动。

如上所述，煤粉筛分装置能否真实准确地反映各工况的煤粉细度对锅炉燃烧的影响极大，但是，目前火力发电厂的煤粉筛分装置依然沿用传统的以振筛机作为驱动装置来筛分煤粉，如附图5所示，操作流程为将煤粉样品一次性全部倒入由上到下按目数从小到大摞好的最上层筛网，启动振筛机40，固定好的各层筛网A1~A5以220r/min的转动频率使煤粉从上到下下落，测量一个样品的工作时间最低为7分钟，并且停止振筛机40后，要将各层筛网取下把煤粉倒入称量瓶当中，称量每层筛网剩余的煤粉重量。这一操作不但费时费力，还会在称量的过程当中由于极细的煤粉飘在空气中对操作空间造成污染、对操作人员造成伤害，而其中最为严重的问题在于，当煤粉在每层筛网旋转的过程当中，由于煤粉颗粒间的碰撞产生的范德华力、煤粉颗粒间的摩擦产生的静电力以及当操作空间的相对湿度超过65%时，水蒸气开始在煤粉颗粒表面及颗粒间凝聚，颗粒间形成液桥力，上述三种力的存在会导致煤粉颗粒之间发生团聚，直接的问题就是造成煤粉颗粒堵网，这样原本较细的煤粉颗粒由于团聚后粒径变大，再加上筛网堵塞，致使细颗粒停留在低目数的筛网上面，其测量结果扭曲了真实的情况，一旦厂方人员误认为该工况下煤粉较粗，会调节磨煤机来提高煤粉的细度，如此恶性循环，会给炉膛燃烧带来极为严重的影响。而本发明会克服上述的所有问题，使得筛分结果真实准确。

发明内容

本发明为了克服上述存在的技术问题，而提供一种自动煤粉筛分装置，用于达到真实准确的反应煤粉颗粒的粒度、提高工作效率、避免环境污染。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种自动煤粉筛分装置，包括锥形体、超声预分散进样器、超声预分散进样管、三头式均匀出样下降管、三头式均匀出样管，所述锥形体的筒体内通过三头式均匀出样下降管连接超声预分散进样器，其特征在于：所述超声预分散进样器的内部空间为半圆体，半圆体内设有超声预分散进样管，且超声预分散进样管距离半圆体底端的距离是半圆体半径的0.27倍，三头式均匀出样下降管下端连接有三头式均匀出样管，三头式均匀出样管具有三根圆管，每根圆管的直径为最大煤粉颗粒粒径的2.23倍，三根圆管之间的间隔角度各为30度，并且长度呈等差数列。

所述锥形体的筒体内位于超声预分散进样器一侧装有整流格栅，外端设有离子风机，下端装有控温型空气加热器，另一侧依次装有70目标准筛网、115目标准筛网、170目标准筛网、200目标准筛网、250目标准筛网，所述250目标准筛网、200目标准筛网、170目标准筛网、115目标准筛网、70目标准筛网与水平线之间的夹角为75度；当煤粉从三头式均匀出样管出口到70目标准筛网接触运动过程当中，所述离子风机释放的离子风和控温型空气加热器释放的热空气在整流格栅的作用下与煤粉充分且均匀的混合。

所述锥形体的筒体上在70目标准筛网、115目标准筛网、170目标准筛网三者的中间安装1号超声波换能器；在200目标准筛网、250目标准筛网两者的中间安装2号超声波换能器；在70目标准筛网外侧下面、在70目标准筛网与115目标准筛网之间的下面以及在115目标准筛网与170目标准筛网之间的下面分别通过各自的上下可调式旋转煤粉挡板、锥形收集斗连接各自的煤粉收集瓶，在170目标准筛网与200目标准筛网之间的上面以及200目标准筛网与250目标准筛网的上面分别通过接有1号蝶阀及2号蝶阀的管道连接，上下可调式旋转煤粉挡板上面设有挡风器。

所述锥形体的筒体上在170目标准筛网与200目标准筛网之间、200目标准筛网与250目标准筛网之间分别通过管子经三通管连接2号旋风分离器，2号旋风分离器通过管子经4号蝶阀、四通管、3号蝶阀连接1号旋风分离器，其中，170目标准筛网与200目标准筛网之间的管子与三通管之间连接有1号蝶阀，200目标准筛网与250目标准筛网之间的管子与三通管之间连接有2号蝶阀，所述1号蝶阀和2号蝶阀距离三通管管口同为40mm，所述3号蝶阀和4号蝶阀距离四通管管口同为43mm；所述2号旋风分离器接在三通管和四通管之间，1号旋风分离器接在四通管和锥形体之间，锥形体的弧形边的半径尺寸为筒体上下两端之间距离的2.2倍。

所述上下可调式旋转煤粉挡板上下移动的最大距离是上下可调式旋转煤粉挡板最低中心点垂直距离锥形收集斗距离的0.65倍，使上下可调式旋转煤粉挡板移动到最高点处后可以旋转360度。

通过采用上述方案，本发明具有的有益效果是：超声预分散进样器可以预先使煤粉得到良好的分散；三头式均匀出样管可以使煤粉均匀少量地进入装置内部，最大限度减少煤粉颗粒之间产生的范德华力；离子风机、控温型空气加热器、整流格栅之间的相互配合避免煤粉之间的静电力和液桥力；1号超声波换能器和2号超声波换能器避免了煤粉堵网；蝶阀、三通管和四通管之间的连接以及收集瓶的密闭收集即避免了污染操作空间，也避免了操作人员因吸入煤粉而受到伤害，并且当装置需要更换筛网时，可以拧下法兰钉，拆开装置更换筛网。整套装置真实准确地对煤粉样品进行筛分，并且自动化程度较高，提高了筛分效率。

附图说明

图1为本发明的自动煤粉筛分装置的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为沿图1中B-B线的剖视图；

图4为挡风器、上下可调式旋转煤粉挡板放大图；

图5为传统筛分设备装置简图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，本发明的自动煤粉筛分装置，包括：支撑架1、离子风机2、控温型空气加热器3、整流格栅4、超声预分散进样器5、超声预分散进样器固定阀6、3号超声波换能器7、超声预分散进样管8、三头式均匀出样下降管9、三头式均匀出样管10、1号法兰钉11、2号法兰钉12、3号法兰钉13、4号法兰钉14、1号超声波换能器15、2号超声波换能器16、1号蝶阀17、2号蝶阀18、3号蝶阀19、4号蝶阀20、三通管21、四通管22、引风机23、1号旋风分离器24、2号旋风分离器25、锥形体26、250目标准筛网27、200目标准筛网28、170目标准筛网29、115目标准筛网30、70目标准筛网31、挡风器32、上下可调式旋转煤粉挡板33、锥形收集斗34、1号煤粉收集瓶35、2号煤粉收集瓶36、3号煤粉收集瓶37、4号煤粉收集瓶38、5号煤粉收集瓶39。

锥形体26的筒体内通过三头式均匀出样下降管9连接超声预分散进样器5，超声预分散进样器5的内部空间为半圆体，半圆体内设有超声预分散进样管8，且超声预分散进样管8距离半圆体底端的距离是半圆体半径的0.27倍，三头式均匀出样下降管9下端连接有三头式均匀出样管10，三头式均匀出样管10具有三根圆管，每根圆管的直径为最大煤粉颗粒粒径的2.23倍，三根圆管之间的间隔角度各为30度，并且长度呈等差数列。

锥形体26的筒体内位于超声预分散进样器5一侧装有整流格栅4，外端设有离子风机2，下端装有控温型空气加热器3，另一侧依次装有70目标准筛网31、115目标准筛网30、170目标准筛网29、200目标准筛网28、250目标准筛网27，250目标准筛网27、200目标准筛网28、170目标准筛网29、115目标准筛网30、70目标准筛网31与水平线之间的夹角为75度；当煤粉从三头式均匀出样管10出口到70目标准筛网31接触运动过程当中，离子风机2释放的离子风和控温型空气加热器3释放的热空气在整流格栅4的作用下与煤粉充分且均匀的混合。锥形体26的筒体上在70目标准筛网31、115目标准筛网30、170目标准筛网29三者的中间安装1号超声波换能器15；在200目标准筛网28、250目标准筛网27两者的中间安装2号超声波换能器16；在70目标准筛网31外侧下面通过上下可调式旋转煤粉挡板33、锥形收集斗34连接1号煤粉收集瓶35；在70目标准筛网31与115目标准筛网30之间的下面通过上下可调式旋转煤粉挡板33、锥形收集斗34连接2号煤粉收集瓶36；在115目标准筛网30与170目标准筛网29之间的下面通过上下可调式旋转煤粉挡板33、锥形收集斗34连接3号煤粉收集瓶37；在170目标准筛网29与200目标准筛网28之间的上面通过管子连接1号蝶阀17；在200目标准筛网28与250目标准筛网27的上面通过管子连接2号蝶阀18；上下可调式旋转煤粉挡板33上面设有挡风器32。锥形体26的筒体上在170目标准筛网29与200目标准筛网28之间、200目标准筛网28与250目标准筛网27之间分别通过管子经三通管21连接2号旋风分离器25，2号旋风分离器25通过管子经4号蝶阀20、四通管22、3号蝶阀19连接1号旋风分离器24，其中，250目标准筛网27之间的管子与三通管21之间连接有1号蝶阀17，200目标准筛网28与250目标准筛网27之间的管子与与三通管21之间连接有2号蝶阀18，所述1号蝶阀17和2号蝶阀18距离三通管21管口同为40mm，3号蝶阀19和4号蝶阀20距离四通管（22）管口同为43mm；2号旋风分离器25接在三通管21和四通管22之间，1号旋风分离器24接在四通管22和锥形体26之间，锥形体26的弧形边的半径尺寸为筒体上下两端之间距离的2.2倍。

如图3，4所示，上下可调式旋转煤粉挡板33上面设有挡风器32，上下可调式旋转煤粉挡板33上下移动的最大距离是上下可调式旋转煤粉挡板33最低中心点垂直距离锥形收集斗34距离的0.65倍，使上下可调式旋转煤粉挡板33移动到最高点处后可以旋转360度。

本筛分装置适用于电站锅炉磨煤机分离器出口或主煤粉管道在线取得的煤粉样品的筛分。为方便理解本筛分装置的使用，现已主煤粉管道在线取得的煤粉样品为例进行具体实施方式说明。

（1）在某工况下应用煤粉取样装置在电站锅炉主煤粉管道上设置的煤粉取样口取出25g左右煤粉样品放入测试瓶中待测试。先将所有设备处于全关，所有蝶阀处于全关的状态。此时，开启3号蝶阀19、离子风机2、控温型空气加热器3、1号超声波换能器15、2号超声波换能器16和引风机23。将测试瓶中的待测样品直接倒入超声预分散进样器5。

（2）通过顶层透明玻璃观察测试样品，当样品从三头式均匀出样管10全部流出且每层筛子中的煤粉样品不再有明显减少时并保持1分钟后取下250目标准筛网27和200目标准筛网2）之间的挡风器（所有挡风器规格形式全部一样）并旋转上下可调式旋转煤粉挡板（所有上下可调式旋转煤粉挡板规格形式全部一样）使其移动到最低点位置并保持垂直于箱体后开启2号蝶阀18和4号蝶阀20并关闭3号蝶阀19，观察250目标准筛网27和200目标准筛网28之间部分的煤粉样品，当样品全部被收集后，打开3号蝶阀19并关闭2号蝶阀18、4号蝶阀20，然后取下4号煤粉收集瓶38将收集的样品倒入称量瓶后再将4号煤粉收集瓶38安装回原来的位置。

（3）取下200目标准筛网28和170目标准筛网29之间的挡风器并旋转上下可调式旋转煤粉挡板使其移动到最低点位置并保持垂直于箱体后开启1号蝶阀17、4号蝶阀20并关闭3号蝶阀19，然后观察200目标准筛网28和170目标准筛网29之间部分的煤粉样品，当样品全部被收集后，此时关闭引风机23。

（4）将剩下的三个挡风器全部取下并依次旋转上下可调式旋转煤粉挡板使相应的煤粉样品落入相应的煤粉收集瓶当中。

（5）依次将1号煤粉收集瓶35、2号煤粉收集瓶36、3号煤粉收集瓶37、4号煤粉收集瓶38、5号煤粉收集瓶39收集到的煤粉倒入相应的称量瓶当中，再加上步骤2中收集到的煤粉，开始称量上述六个称量瓶当中煤粉的重量。通过上述的称量，即准确真实地完成了一个煤粉样品的粒度分布。

Claims

1.一种自动煤粉筛分装置，包括锥形体（26）、超声预分散进样器（5）、超声预分散进样管（8）、三头式均匀出样下降管（9）、三头式均匀出样管（10），所述锥形体（26）的筒体内通过三头式均匀出样下降管（9）连接超声预分散进样器（5），其特征在于：所述超声预分散进样器（5）的内部空间为半圆体，半圆体内设有超声预分散进样管（8），且超声预分散进样管（8）距离半圆体底端的距离是半圆体半径的0.27倍，三头式均匀出样下降管（9）下端连接有三头式均匀出样管（10），三头式均匀出样管（10）具有三根圆管，每根圆管的直径为最大煤粉颗粒粒径的2.23倍，三根圆管之间的间隔角度各为30度，并且长度呈等差数列。

2.根据权利要求1所述的自动煤粉筛分装置，其特征在于：所述锥形体（26）的筒体内位于超声预分散进样器（5）一侧装有整流格栅（4），外端设有离子风机（2），下端装有控温型空气加热器（3），另一侧依次装有70目标准筛网（31）、115目标准筛网（30）、170目标准筛网（29）、200目标准筛网（28）、250目标准筛网（27），所述250目标准筛网（27）、200目标准筛网（28）、170目标准筛网（29）、115目标准筛网（30）、70目标准筛网（31）与水平线之间的夹角为75度；当煤粉从三头式均匀出样管（10）出口到70目标准筛网（31）接触运动过程当中，所述离子风机（2）释放的离子风和控温型空气加热器（3）释放的热空气在整流格栅（4）的作用下与煤粉充分且均匀的混合。

3.根据权利要求2所述的自动煤粉筛分装置，其特征在于：所述锥形体（26）的筒体上在70目标准筛网（31）、115目标准筛网（30）、170目标准筛网（29）三者的中间安装1号超声波换能器（15）；在200目标准筛网（28）、250目标准筛网（27）两者的中间安装2号超声波换能器（16）；在70目标准筛网（31）外侧下面、在70目标准筛网（31）与115目标准筛网（30）之间的下面以及在115目标准筛网（30）与170目标准筛网（29）之间的下面分别通过各自的上下可调式旋转煤粉挡板（33）、锥形收集斗（34）连接各自的煤粉收集瓶，在170目标准筛网（29）与200目标准筛网（28）之间的上面以及200目标准筛网（28）与250目标准筛网（27）的上面分别通过接有1号蝶阀（17）及2号蝶阀（18）的管道连接，上下可调式旋转煤粉挡板（33）上面设有挡风器（32）。

4.根据权利要求2所述的自动煤粉筛分装置，其特征在于：所述锥形体（26）的筒体上在170目标准筛网（29）与200目标准筛网（28）之间、200目标准筛网（28）与250目标准筛网（27）之间分别通过管子经三通管（21）连接2号旋风分离器（25），2号旋风分离器（25）通过管子经4号蝶阀（20）、四通管（22）、3号蝶阀（19）连接1号旋风分离器（24），其中，170目标准筛网（29）与200目标准筛网（28）之间的管子与三通管（21）之间连接1号蝶阀（17），200目标准筛网（28）与250目标准筛网（27）之间的管子与三通管（21）之间连接有2号蝶阀（18），所述1号蝶阀（17）和2号蝶阀（18）距离三通管（21）管口同为40mm，所述3号蝶阀（19）和4号蝶阀（20）距离四通管（22）管口同为43mm；所述2号旋风分离器（25）接在三通管（21）和四通管（22）之间，1号旋风分离器（24）接在四通管（22）和锥形体（26）之间，锥形体（26）的弧形边的半径尺寸为筒体上下两端之间距离的2.2倍。

5.根据权利要求3所述的自动煤粉筛分装置，其特征在于：所述上下可调式旋转煤粉挡板（33）上下移动的最大距离是上下可调式旋转煤粉挡板（33）最低中心点垂直距离锥形收集斗（34）距离的0.65倍，使上下可调式旋转煤粉挡板（33）移动到最高点处后可以旋转360度。