CN108405165B - 一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置，方法包括：针对直吹式磨煤机，利用热平衡方程计算直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量；根据每公斤原煤中蒸发的水分质量和环境大气压等参数，计算直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；根据直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和当前环境状态下的空气密度，计算出直吹式磨煤机的出口的实际风速；根据直吹式磨煤机的出口的实际风速、直吹式磨煤机排出的含粉气流密度和直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，利用质量平衡方程，计算直吹式磨煤机的一次风流量。应用本发明实施例，提高了一次风量的监测精确度。

Description

一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及一种风量监测方法，更具体涉及一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置。

背景技术

锅炉作为燃煤电厂的三大主机之一，其稳定高效的运行直接影响着燃煤电厂的安全性和经济性。磨煤机作为锅炉的重要辅机，其稳定可靠运行直接影响锅炉的燃烧经济性和稳定性。在磨煤机运行时，磨煤机入口一次风流量是非常关键的技术参数：一次风流量直接影响直吹式磨煤机的出力、一次风流量影响煤粉细度、一次风流量对锅炉燃烧有重要影响、有些机组将一次风流量作为磨煤机保护条件之一。因此，如何精准的获得磨煤机入口一次风流量是亟待解决的技术问题。

目前，通常在磨煤机的一次风通道设置一次风流量监测传感器，测量一次风的风速，然后根据一次风通道的截面积和时间，计算出一次风流量。

但是，现有技术中，而受限于场地和设备布置，磨煤机入口一次风流量测点位置通常处于流场紊乱的一次风通道内，造成直接测量一次风流量误差较大，进而导致现有技术中对一次风量的监测精确度不高的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置，以提高一次风流量的监测精确度。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法，所述方法包括：

针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量；

根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；

根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；

根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，利用质量平衡方程，计算直吹式磨煤机的一次风流量；

判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，采用的公式为，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度所利用的公式为，

其中，

g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速，所采用的公式为，

其中，

v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述质量平衡方程为，

其中，

ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数。

本发明实施例还提供了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定装置，所述装置包括：第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和判断模块，其中，

所述第一计算模块，用于针对所述直吹式磨煤机，利用热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量；

所述第二计算模块，用于根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；

所述第三计算模块，用于根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；

所述第四计算模块，用于根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，利用质量平衡方程，计算直吹式磨煤机的一次风流量；

所述判断模块，用于判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一计算模块，还用于采用的公式，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第二计算模块，还用于利用公式，

计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度，其中，

g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第三计算模块，还用于采用的公式，

计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速，其中，

v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述质量平衡方程为，

其中，

ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数。

本发明相比现有技术具有以下优点：

应用本发明实施例，利用热平衡方程计算每公斤原煤中蒸发的水分质量，再根据每公斤原煤中蒸发的水分质量以及环境大气压等参数计算直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；再根据直吹式磨煤机排出的含粉气流密度等参数计算出直吹式磨煤机的出口的实际风速，再利用质量平衡方程计算出直吹式磨煤机的一次风流量；由于直吹式磨煤机的出口的流体状态非常稳定，因此出口的实际风速的测量精确度要远高于直吹式磨煤机的一次风通道中风速的测量精度；而且，直吹式磨煤机的一次风通道中的一次风温度的测量、直吹式磨煤机的出口温度以及测量系统测量的直吹式磨煤机的出口对应的气流速度测量的条件较为理想，因此上述参数测量精度较高，因此，利用质量平衡方程计算出的直吹式磨煤机的一次风流量的精度也高于现有技术中监测的一次风流量的精度，因此，应用本发明实施例相对于现有技术，可以提高一次风流量的监测精确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

为解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法及装置，下面首先就本发明实施例提供的一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法进行介绍。

图1为本发明实施例提供的一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

S101：针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量。

具体的，所述S101步骤中，采用的公式为，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量。

在实际应用中，第一方面，可以利用以下公式计算进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热，

q_ag1＝c_ag1t₁g₁，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热，单位为kJ/kg；c_ag1为在t₁温度下进入所述直吹式磨煤机的干燥剂的质量比热容，单位为kJ/(kg·℃)；t₁为进入所述直吹式磨煤机时干燥剂的温度，单位为℃；g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量，单位为kg/kg。

可以利用如下公式计算进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量，

其中，

g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量，单位为kg/kg；Q_pre-1为直吹式磨煤机的假设一次风流量，单位为kg/s；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量，单位为kg/s。

需要说明的是，在直吹式磨煤机中，进入直吹式磨煤机的一次风是被作为干燥剂使用的，因此，Q_pre也为进入所述直吹式磨煤机中的干燥剂的假设流量。

第二方面，可以利用以下公式计算漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热，

q_le＝K_lec_let_leg₁，其中，

q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热，单位为kJ/kg；K_le为直吹式磨煤机的漏风系数，如果直吹式磨煤机为负压制粉系统，可以取小于直吹式磨煤机的漏风系数的值；如果直吹式磨煤机的为正压制粉系统，直吹式磨煤机的漏风系数可以为零；c_le为漏入的冷风在t_le的温度下的比热容；t_le为漏入的冷风的温度，单位为℃；g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量，单位为kg/kg。

第三方面，可以利用以下公式计算直吹式磨煤机对应的密封风物理热，

其中，

q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热，单位为kJ/kg；Q_s为密封风质量流量，见磨煤机设计参数，若无数据，可以按磨煤机入口风量的2％选取，单位为kg/s；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量，单位为kg/s；c_s为在温度t_s下湿空气的比热容，单位为kJ/(kg·℃)；t_s为密封风温度，单位为℃。

第四方面，可以根据直吹式磨煤机的设计参数获得直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热。通常情况下，不同型号的直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热是不同的，例如，在本发明实施例中，可以将直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热取定值12kJ/kg，即本发明实施例中使用的磨煤机在加工一公斤的原煤需要产生12kJ的热量。

第五方面，可以利用以下公式计算直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量，

q_ev＝ΔM(2500+c_wt₂-4.187t_re)，其中，

q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量，单位为kJ/kg；ΔM为直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，单位为kJ/kg；c_w为水蒸气在t₂温度下的平均定压比热容，单位为kJ/(kg·℃)；t₂为磨煤机出口温度，单位为℃；t_re为进入直吹式磨煤机的原煤的温度，单位为℃。

在实际应用中，对

的进入直吹式磨煤机的原煤的温度取20℃，其他取0℃，其中，

M_t为进入直吹式磨煤机的原煤的含水率；Q_net.ar为进入直吹式磨煤机的原煤的热值，单位为MJ/kg。

第六方面，可以利用以下公式计算乏汽干燥剂带出的热量，

其中，

q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数；g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；c_a2为湿空气比热容，单位为kJ/(kg·℃)；t₂为磨煤机出口温度，单位为℃。

第七方面，可以利用以下公式计算加热原煤消耗的热量，

其中，

q_f为加热原煤消耗的热量；M_ar为原煤的水分含量；c_dc为干燥煤的比热容，kJ/(kg·℃)；M_pc为将原煤处理成煤粉后煤粉中的水分含量；t₂为磨煤机出口温度，单位为℃；t_re为进入直吹式磨煤机的原煤的温度，单位为℃；q_unf为原煤解冻用热量，最低日平均温度在0℃以下又无解冻库时参考DL T 5145-2012《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》，其他情况可取为0，单位为kJ/kg。

第八方面，可以利用以下公式计算直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量，

q₅＝0.02q_in，其中，

q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量；q_in为进入直吹式磨煤机的热量的总和，且，q_in＝q_ag1+q_le+q_s+q_mac。

最后，利用的热平衡方程对应的公式，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量。

S102：根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度。

具体的，所述S102步骤中，所利用的公式为，

其中，

g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg。

S103：根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速。

具体的，所述S103步骤中，所采用的公式为，

其中，

v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度。

在实际应用中，直吹式磨煤机单个出口的气流速度的测量装置为靠背管，通常使用BS-1型靠背管。在《DL_T 467-2004电站磨煤机及制粉系统性能试验》中规定，使用靠背管测量含粉气流的流速时，可以忽略气流中的煤粉对流量测量的影响，即利用BS-I型靠背测速管所测定的压差及它的流量系数进行含粉气流的流速计算，因此，可以利用如下公式计算直吹式磨煤机的出口的气流的动压，

其中，

ΔP_t为直吹式磨煤机的出口的气流的动压；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度，单位为m/s；K为靠背管系数，可以从靠背管的说明书中获取，为常量。

由于可以忽略气流中的煤粉对流量测量的影响，因此，直吹式磨煤机的含粉气流中，空气、煤粉的速度是相同的，因此，

v_m＝v_f＝v_p，其中，

v_m为直吹式磨煤机的出口的实际风速；v_f为直吹式磨煤机的出口的空气的流速；v_p为直吹式磨煤机的出口的煤粉的流速。

因此，有

换算后可以得到如下公式，

其中，

v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度。

通常情况下，测量系统为DCS系统(Distributed Control System，分布式控制系统)。

可以理解的是，可以利用理想气体状态方程对应的公式，修正当前环境状态下的空气的体积，进而进行当前环境状态下的空气密度的修正。

PV＝nRT，其中，

P为理想气体的压强；V为理想气体的体积；n为理想气体的物质的量；R为理想气体常数；T为理想气体的热力学温度。

S104：根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，利用质量平衡方程，计算直吹式磨煤机的一次风流量。

具体的，S104步骤中所采用的，质量平衡方程为，

其中，

ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数。

可以理解的是，当直吹式磨煤机具有多个排出含粉气流的出口时，该直吹式磨煤机对应的排出的总物质的质量为多个出口分别对应的ρ_mAv_mi的和。

S105：判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

具体的，判断S104步骤中计算的一次风流量是否大于S101步骤中的假设一次风流量，若是，说明S101步骤中的当前的假设一次风流量过小，则调大S101步骤中的当前的假设一次风流量作为下一次计算中的当前的假设一次风流量，然后再次执行S101步骤。通常情况下，将当前的假设一次风流量与第一预设阈值的和作为下一次计算中的当前的假设一次风流量。

若判断结果为否，说明S101步骤中的当前的假设一次风流量过大，则调小S101步骤中的当前的假设一次风流量作为下一次计算中的当前的假设一次风流量，然后再次执行S101步骤。通常情况下，将当前的假设一次风流量与第一预设阈值的差作为下一次计算中的当前的假设一次风流量。

在实际应用中，S104步骤中计算的一次风流量与S101步骤中的假设一次风流量之间的差值的绝对值小于第二预设阈值，即可以认为S101步骤中的假设一次风流量是正确的，则可以将当前次计算使用的假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

应用本发明图1所示实施例，利用热平衡方程计算每公斤原煤中蒸发的水分质量，再根据每公斤原煤中蒸发的水分质量以及环境大气压等参数计算直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；再根据直吹式磨煤机排出的含粉气流密度等参数计算出直吹式磨煤机的出口的实际风速，再利用质量平衡方程计算出直吹式磨煤机的一次风流量；由于直吹式磨煤机的出口的流体状态非常稳定，因此出口的实际风速的测量精确度要远高于直吹式磨煤机的一次风通道中风速的测量精度；而且，直吹式磨煤机的一次风通道中的一次风温度的测量、直吹式磨煤机的出口温度以及测量系统测量的直吹式磨煤机的出口对应的气流速度测量的条件较为理想，因此上述参数测量精度较高，因此，利用质量平衡方程计算出的直吹式磨煤机的一次风流量的精度也高于现有技术中监测的一次风流量的精度，因此，应用本发明实施例相对于现有技术，可以提高一次风流量的监测精确度。

另外，本发明实施例，基于热平衡方程和质量平衡方程反算直吹式磨煤机的一次风通道中风速，进而计算出一次风通道中风速，计算过程简单，应用方便。

与本发明图1所示实施例相对应，本发明实施例还提供了一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定装置。

图2为本发明实施例提供的一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定装置的结构示意图，如图2所示，所述装置包括：第一计算模块201、第二计算模块202、第三计算模块203、第四计算模块204和判断模块205，其中，

所述第一计算模块201，用于针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量；

所述第二计算模块202，用于根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；

所述第三计算模块203，用于根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；

所述第四计算模块204，用于根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，利用质量平衡方程，计算直吹式磨煤机的一次风流量；

所述判断模块205，用于判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块201；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块201，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

应用本发明图2所示实施例，利用热平衡方程计算每公斤原煤中蒸发的水分质量，再根据每公斤原煤中蒸发的水分质量以及环境大气压等参数计算直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；再根据直吹式磨煤机排出的含粉气流密度等参数计算出直吹式磨煤机的出口的实际风速，再利用质量平衡方程计算出直吹式磨煤机的一次风流量；由于直吹式磨煤机的出口的流体状态非常稳定，因此出口的实际风速的测量精确度要远高于直吹式磨煤机的一次风通道中风速的测量精度；而且，直吹式磨煤机的一次风通道中的一次风温度的测量、直吹式磨煤机的出口温度以及测量系统测量的直吹式磨煤机的出口对应的气流速度测量的条件较为理想，因此上述参数测量精度较高，因此，利用质量平衡方程计算出的直吹式磨煤机的一次风流量的精度也高于现有技术中监测的一次风流量的精度，因此，应用本发明实施例相对于现有技术，可以提高一次风流量的监测精确度。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一计算模块201，还用于采用的公式，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，其中，

q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第二计算模块202，还用于利用公式，

计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度，其中，

g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第三计算模块203，还用于采用的公式，

计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速，其中，

v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述质量平衡方程为，

其中，

ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，采用的公式为，

q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，其中，q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量；

根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度所利用的公式为，

其中，g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg；

根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速，所采用的公式为，

其中，v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度；

根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，计算直吹式磨煤机的一次风流量，所采用的公式为，

其中，ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数；

判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并返回执行所述针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量的步骤，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

2.一种直吹式磨煤机的一次风流量的确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和判断模块，其中，

所述第一计算模块，用于针对所述直吹式磨煤机，利用假设一次风流量和热平衡方程计算所述直吹式磨煤机对应的每公斤原煤中蒸发的水分质量，采用的公式为，q_ag1+q_le+q_s+q_mac＝q_ev+q_ag2+q_f+q₅，其中，q_ag1为进入所述直吹式磨煤机的干燥剂具有的物理热；q_le为漏入所述直吹式磨煤机的冷风具有的物理热；q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风物理热；q_mac为所述直吹式磨煤机工作过程中产生的机械热；q_ev为所述直吹式磨煤机中原煤中的水分蒸发吸收的热量；q_ag2为乏汽干燥剂带出的热量；q_f为加热原煤消耗的热量；q₅为所述直吹式磨煤机向周围环境中散发的热量；

所述第二计算模块，用于根据所述每公斤原煤中蒸发的水分质量、环境大气压、所述直吹式磨煤机的出口静压和当前环境状态下的空气密度，计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度计算所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度所利用的公式为，

其中，g₁为进入所述直吹式磨煤机中的每公斤原煤使用的干燥剂的重量；t₂为所述直吹式磨煤机的出口的气流的温度；P_a环境大气压；P_p为所述直吹式磨煤机的出口静压；ΔM为每公斤原煤中蒸发的水分质量；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；V_c为每公斤煤粉的体积，通常取值为0.001m³/kg；

所述第三计算模块，用于根据所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度和所述当前环境状态下的空气密度，计算出所述直吹式磨煤机的出口的实际风速，所采用的公式为，

其中，v_m为所述直吹式磨煤机的出口的实际风速；ρ_a为当前环境状态下的空气密度；ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；v_a为测量系统测量的所述直吹式磨煤机的出口对应的气流速度；

所述第四计算模块，用于根据所述直吹式磨煤机的出口的实际风速、所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度、所述直吹式磨煤机的出口的截面积、所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量、进入所述直吹式磨煤机的原煤流量、所述直吹式磨煤机对应的漏风系数和所述直吹式磨煤机对应的干燥剂流量，计算直吹式磨煤机的一次风流量，所采用的公式为，

其中，ρ_m为所述直吹式磨煤机排出的含粉气流密度；A为所述直吹式磨煤机的出口的截面积；v_mi为所述直吹式磨煤机的第i个出口的实际风速；i为所述直吹式磨煤机具有的出口的个数；Q_s为所述直吹式磨煤机对应的密封风质量流量；B_M为进入所述直吹式磨煤机的原煤流量；Q_pre为直吹式磨煤机的一次风流量；K_le为所述直吹式磨煤机对应的漏风系数；

所述判断模块，用于判断所述直吹式磨煤机的一次风流量是否大于所述假设一次风流量；若是，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的和作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块；若否，将所述假设一次风流量与第一预设阈值的差作为假设一次风流量，并触发所述第一计算模块，直至所述假设一次风流量与所述直吹式磨煤机的一次风流量的差的绝对值小于第二预设阈值，并将所述假设一次风流量作为所述直吹式磨煤机的一次风流量。

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