CN110388654A - 一种基于在线测量的一次风粉均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了锅炉燃烧优化调节技术领域中的一种基于在线测量的一次风粉动态均衡方法。本方法在传统磨煤机一次风管道上安装煤粉流量/流速在线检测器，在磨煤机出口安装横向可旋转阀门；对一次风速、煤粉浓度进行在线均衡调节。本发明依据一次风流量流速在线检测器提供的参数，对同一磨煤机各管道的一次风流量进行比较，根据比较的结果，采用控制阀门横向旋转角度的方式，调节磨煤机各管道内一次风的参数，实现风、粉分配平衡及优化燃烧。

Description

一种基于在线测量的一次风粉均衡方法

技术领域

本发明属于一次风均衡调节的燃烧优化技术领域，尤其是基于风粉在线测量数据现场就地控制的反馈调节方法。

技术背景

在大型煤粉锅炉电厂中，锅炉燃烧工况的实时监测和优化调节对电厂的安全运行、燃烧效率、环保排放等均具有重要的意义。理想的锅炉设计都假设同一层燃烧器的煤粉浓度、喷口速度和煤粉细度等均相同，锅炉表现出安全、经济等运行状态。而在实际锅炉燃烧中，大量的经验表明，一次风粉分配不均匀一直普遍存在，燃烧器煤粉浓度的高低以及各燃烧器的风粉均匀性，特别是处于同层燃烧器之间一次风粉分配的不均匀，直接影响到颅内燃烧工况的稳定和锅炉的燃烧效率。风粉配比的不均匀可能导致火焰冲墙、着火不稳定、燃烧不充分、炉内切圆偏斜、汽温偏差，NOx排放上升，甚至过热器爆管、炉膛灭火等。

当前市场上的燃烧优化技术主要以改进燃烧器、基于炉膛内大量燃烧工况测点或者从DCS获得运行参数再配合复杂软件的燃烧优化技术。但如果各一次风管道的风粉配比的机组固有物理曲线难以改善，那么这种以复杂软件或燃烧器为着力点的燃烧优化技术，其技术调节能力则始终有限，难以实现更高效果的优化。

当前电厂的改造也出现过以煤粉均衡的改造，如安装某种煤粉分配设备，再根据DCS提供的燃烧参数，采用手动控制的方式煤粉分配设备进行控制，或者在DCS中设置相应的算法并下达相应的控制指令调节煤粉分配设备。手动控制的方式依赖运行值班人员，无法做到实时而连续的性能提升；自动调节的方式的有效性受DCS提供的燃烧工况参数对燃烧状态描述的完整性，和DCS参数与各管道的一次风粉的对应性的限制，难以有效改善一次风粉的配比，难以实现高效的优化。

随着一次风粉测量技术的进步，通过在线监测和动态自动均衡调节一次风粉配比的风粉均衡调节的燃烧优化系统，从燃料输入端源进行优化控制，其调节直接针对各管道的风粉流速流量检测数据，时效性早于燃烧状态反馈，具有检测和调节控制及时、燃烧性能提升效果显著、控制逻辑简单可靠等优点。

发明内容

针对背景中提到的一次风粉分配不均匀，煤粉分配设备的调节方式不足等，本发明提出了这一种基于风粉在线测量的一次风粉均衡调节方法。

本发明的技术方案是，一种基于在线测量的一次风粉均衡方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：在每台磨煤机的出口安装横向可旋转调节阀门，用于调节每一根管道的流速流量。配置全部磨煤机出口所有管道的横向旋转阀门角度与管道横截面为90度。

步骤2：在机组运行时，在线测量磨煤机所有管道的一次风粉流量流速，检测出的信号上传给现场就地控制柜，并计算出同一磨煤机各管道的流量百分比。

步骤3：比较同一磨煤机对应各管道的一次风煤粉流量，找出每一台磨煤机对应管道的最大流量值和最小流量值。

步骤4：当同一磨煤机对应的所有管道的煤粉流量最大值和最小值的差值，与其和值的比超过±5％时，通过减小最大值所在一次风管道的横向可旋转阀门与管道横截面的角度，降低最大值；增大最小值所在一次风管道的横向可旋转阀门与管道横截面的角度，增大最小值；将煤粉流量偏差调节到设定的调节下限值内。

本发明可以在线获得一次风的流速和煤粉流量，实现煤粉与空气流量的平衡，并为煤粉进入炉膛优化燃烧提供了物理基础。

附图说明

图1：系统整体流程图

图2：均衡调节阀门与在线检测的在管道的安装示意图

图3：磨煤机的在线检测与调节阀门安装示意图

具体实施方式

下面根据说明书附图，结合实例对本发明的技术方案进一步详细说明。

本发明的内容：

本发明采用一次风粉流量流速在线检测与磨煤机出口均衡调节阀门相搭配的方式，通过现场就地控制柜，实时控制均衡调节阀门，实现燃烧优化的效果。

图1是整体流程图，首先配置初始阀门角度，再判定检测结果，如果磨煤机各管道的流速流量值在分布均衡的设定值范围内，则阀门不动作，如果在分布均衡的设定值范围外，则阀门动作，直到设定的均衡值范围内。

图2风粉流量流速在线测量采用环形截面原理检测器，安装在各一次风管道，安装方式为法兰安装。均衡调节阀安装在磨煤机出口，其阀门初始状态为与管道截面90度。根据管道的粗细和数量，不同的电厂安装的环形截面检测器的数量和规格不同；根据不同电厂的一次风管道结构，为了更高的检测精度，检测器的具体安装位置也有所不同，每一个项目，都需要具体而定。

由于风粉测量的特殊性，管道口径的大小，管道系统的机构，一次风流速等都会影响测量，所以每一个项目的就地控制柜的软件，都是根据项目现场具体设计定制的。

图3的磨煤机为4个出口，则对应安装4个阀门和4个风粉在线检测器，如果磨煤机数量不为4的，则安装对应数量的阀门和检测器。每一个均衡调节阀门和检测器都和现场就地控制柜相连接。一台锅炉需要一个就地控制柜，对所有磨煤机的阀门进行控制调节。控制柜接收检测器的实时检测数据，并对数据进行比较，如果数据的差值超过设定的阀值，则控制柜向阀门下达控制指令，调节相应的阀门。

对于一个6台磨煤机，24个燃烧器的电厂，其具体配置如下：

24个均衡控制阀门

24个风粉在线检测器

1台就地控制柜(内含1套风粉在线测量软件和1套风粉均衡控制软件)

以上所述仅为本发明的典型实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于在线测量的一次风粉均衡方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：配置磨煤机出口各管道的横向旋转阀门角度为90度，对应各管道的一次风粉均在同等角度下进入一次风管道。

步骤2：安装在一次风管道的环形截面流速流量检测系统，对每一个管道的一次风流速流量进行在线测量，得到同一磨煤机各管道的流量比例和流速。

步骤3：比较同一磨煤机对应各管道的一次风煤粉流量，找出流量的最大值和最小值。

步骤4：当同一磨煤机对应的所有管道的煤粉流量最大值和最小值的差值大于设定的调节下限值时，通过现场就地控制柜向可旋转阀门发出控制信号，调整阀门的角度，改变对应管道的流动特性，将煤粉流量偏差调节到设定的调节下限值内。达到优化风粉配比的目的。

2.根据权利要求1所述的一种基于在线测量的一次风粉均衡方法，其特征是同一磨煤机对应所有一次风管道的煤粉流量占整个磨煤机流量的最大值和最小值的差值，与两者之和的比在±5％之内。