CN110467003B - 气力输灰灰斗下料智能监测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，包括灰斗、仓泵、仓泵供料阀、仓泵供料管道、检修阀、仓泵出料阀、气力输灰管道和灰库；检修阀安装在灰斗的出料口上、并依次通过仓泵供料管道和仓泵供料阀与仓泵的进料口导通，仓泵的出料口依次通过仓泵出料输送管、仓泵出料阀和气力输灰管道与灰库导通；仓泵的排气口通过排气总管分别与第一排气管路的进气端和第二排气管路的进气端流体导通，第一排气管路的出气端与灰斗的进料口导通，第二排气管路的出气端与仓泵供料管道导通；第二排气管路上安装有第二单向阀和第二气流监测机构，第一单向阀的开启阈值大于第二单向阀的开启阈值。能够监测和防止仓泵供料管道堵塞以及提高各仓泵之间装料时间一致性。
Description
技术领域
本发明涉及输灰技术领域。具体地说是气力输灰灰斗下料智能监测控制系统。
背景技术
如图1所示，在现有技术中的气力输灰系统中，灰斗中的灰进入到仓泵中进行流化加压，此时仓泵中的气体通过排气管路排出到灰斗进料口出，流化加压后依次通过仓泵出料输送管、仓泵出料阀和气力输灰管路输送到灰库。
仓泵内安装有料位计，仓泵供料阀的开启时间预先设定好；在由灰斗向仓泵供料的过程中，料位计触发或者仓泵供料阀的开启时间到二者满足其一，则控制器发出关闭仓泵供料阀的信号，仓泵供料阀关闭而停止向仓泵供料。此外，也有在控制系统中设置料位优先的控制方式，即：料位计触发的时候，控制器才发出关闭仓泵供料阀的信号。无论哪种控制方式，灰料都要经过灰斗底部的检修阀(常开)与仓泵顶部的供料阀之间的仓泵供料管道进入到仓泵中。由于灰料粒度存在差异、仓泵供料管道内壁磨损导致粗糙以及灰斗内灰量不同，系统长时间运行以后，向仓泵供料的时候，灰料从仓泵供料管道以及供料阀进入到仓泵的时间会发生延长；尤其是供料阀打开的瞬间，灰料由静态变为动态需要克服较大的阻力，导致每个仓泵装满料的时间一致性变差，不利于系统统一控制。
此外，为了防止气力输灰管路堵塞，通常会在气力输灰管路上安装成栓阀以便实现输灰管路的治堵和防堵。灰斗底部的出料口通过仓泵供料管道与仓泵的进料口导通，并在供料管道上安装仓泵供料阀。由于灰斗向仓泵的供料方式为间歇式供料，并且仓泵出料也为间歇式，因而无法通过在仓泵供料管道和仓泵出料输送管上安装成栓阀及类似机构实现治堵和防堵。虽然现有技术中也有通过在灰斗中安装料位计来监测输灰系统堵塞，但是由于灰斗容积很大，必须是堵塞到一定程度才能获知，此时再对输灰系统进行疏通往往为时已晚。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够监测和防止仓泵供料管道堵塞以及提高各仓泵之间装料时间一致性的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，包括灰斗、仓泵、仓泵供料阀、仓泵供料管道、检修阀、仓泵出料阀、气力输灰管道和灰库；所述检修阀安装在所述灰斗的出料口上、并依次通过所述仓泵供料管道和所述仓泵供料阀与所述仓泵的进料口导通，所述仓泵的出料口依次通过仓泵出料输送管、所述仓泵出料阀和所述气力输灰管道与所述灰库导通；所述仓泵的排气口通过排气总管分别与第一排气管路的进气端和第二排气管路的进气端流体导通，所述第一排气管路的出气端与所述灰斗的进料口导通，所述第二排气管路的出气端与所述仓泵供料管道导通；所述第一排气管路上安装有第一单向阀和第一气流监测机构，所述第二排气管路上安装有第二单向阀和第二气流监测机构，所述第一单向阀的开启阈值大于所述第二单向阀的开启阈值。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述排气总管的排气通道横截面积等于所述第一排气管路的排气通道横截面积和所述第二排气管路的排气通道横截面积之和，所述第一排气管路的排气通道横截面积等于所述第二排气管路的排气通道横截面积。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第一排气管路上安装有第一排气阀，所述第二排气管路上安装有第二排气阀；所述第一气流监测机构位于所述第一排气阀与所述第一单向阀之间的所述第一排气管路上，所述第二气流监测机构位于所述第二单向阀与所述第二排气阀之间的所述第二排气管路上。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第一单向阀邻近所述第一排气管路的气体入口，所述第一排气阀邻近所述第一排气管路的气体出口，所述第二单向阀邻近所述第二排气管路的气体入口，所述第二排气阀邻近所述第二排气管路的气体出口。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第一气流监测机构和所述第二气流监测机构均为流量计。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第二单向阀的开启阈值大小为所述第一单向阀的开启阈值大小的20-50％。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第一单向阀包括第一阀球和第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶上，所述第一压缩弹簧的另一端与所述第一阀球固定连接，并且所述第一压缩弹簧将所述第一阀球抵顶在阀体进气口上。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第二单向阀包括第二阀球和第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶上，所述第二压缩弹簧的另一端与所述第二阀球固定连接，并且所述第二压缩弹簧将所述第二阀球抵顶在阀体进气口上。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述仓泵供料管道的周向外侧壁上安装有环形供气管，并且所述仓泵供料管道的管壁上开设有吹气通道，所述第二排气管路依次通过所述环形供气管和所述吹气通道与所述仓泵供料管道导通；所述吹气通道轴线与所述仓泵供料管道轴线的夹角大于或等于60°。
上述气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，所述第二排气管路与所述环形供气管导通的出气口上安装有灰尘滤网；所述灰尘滤网的网孔孔径小于所述灰斗内灰分的粒径。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
(1)利用仓泵进料时排出的气体对仓泵供料管道内的灰料施加向下移动的外力，能够有效地缩短灰料从仓泵供料管道以及供料阀进入到仓泵的时间，解决了由于仓泵供料管道内壁摩擦力增大、灰斗内灰料对仓泵供料管道内灰料施加压力较小以及灰料粒度差异较大等原因导致的灰料下落速度变慢的问题，使得不同仓泵之间装满料的时间一致性好。在排气总阀和仓泵供料阀关闭之后，仓泵供料管道与第二单向阀之间的第二排气管路内留存的带压气体持续对仓泵供料管道内灰料施加下行的外力，在下一个进料循环仓泵供料阀打开的时候，能够即时推动仓泵供料管道内灰料下行，使得不同仓泵之间在同时打开仓泵供料阀的时候，进料响应时间保持高度一致，有利于系统统一控制，系统长时间运行的情况下，不需要改动复杂的系统控制程序。
(2)在灰斗内的料进入仓泵的同时，将仓泵排出的气体引导至灰斗底部(如低料位处)，从而使得气体随灰料下行通过仓泵供料管道和仓泵供料阀而进入到仓泵内，随后灰料下落至仓泵底部，而气体通过仓泵顶部的排气口排出仓泵。由于第一单向阀的开启阈值大于第二单向阀的开启阈值，使得仓泵进料初始阶段气体不会从第一单向阀流出，从而可以利用仓泵内的气体在进料初始阶段循环清扫仓泵供料管道和仓泵供料阀的作用，由于灰斗在仓泵的正上方，灰斗内的灰分在重力作用下向下流动，不会由于仓泵内气体压力微小升高而影响灰斗向仓泵正常进料。在仓泵进料末期，仓泵内气体压力增大至第一单向阀的开启阈值，使得第一单向阀开启，从而可以在进料末期同步排出仓泵内的气体。气力输灰系统正常工作时，仓泵的每个进料周期内：初始进料阶段第一气流监测机构能够检测到气体流动，进料末期第一气流监测机构和第二气流监测机构能够同时检测到气体流动，进料结束后第一气流监测机构和第二气流监测机构均检测不到气体流动。间隔一定的时间(仓泵内灰分流化加压、仓泵出料以及吹扫总时间)，如果第一气流监测机构和第二气流监测机构同时检测到气体流动，则说明仓泵出料不畅，可能仓泵出料口、仓泵出料口连接管道或者仓泵出料输送管发生了堵塞；如果第一气流监测机构和第二气流监测机构均未能检测到气体流动，则说明仓泵供料管道发生了堵塞；如果第一气流监测机构检测到气体流速骤然降低，则说明灰斗内灰料不足，需要加大向灰斗内供料。
附图说明
图1现有技术中气力输灰系统的结构示意图；
图2本发明气力输灰灰斗下料智能监测控制系统中仓泵的结构示意图；
图3图2所示A处的结构示意图；
图4本发明气力输灰灰斗下料智能监测控制系统中仓泵供料管道的结构示意图。
图中附图标记表示为：1-灰斗；2-仓泵；3-仓泵供料阀；4-仓泵供料管道；5-仓泵出料阀；6-气力输灰管道；7-灰库；8-仓泵出料输送管；9-排气总管；10-第一排气管路；11-第一单向阀；12-第二单向阀；13-第一排气阀；14-第二排气阀；15-第一阀球；16-第一压缩弹簧；17-环形台阶；18-阀体进气口；19-第二阀球；20-第二压缩弹簧；21-灰尘滤网；22-排气总阀；23-第一气流监测机构；24-第二气流监测机构；25-第二排气管路；26-环形供气管；27-吹气通道；28-仓泵供料管道轴线；29-吹气通道轴线；30-检修阀。
具体实施方式
本实施例是在现有的气力输灰系统的基础上，对仓泵2的排气管路以及灰斗和仓泵之间的仓泵供料管道进行升级改造。
如图1和图2所示，本实施例气力输灰灰斗下料智能监测控制系统包括灰斗1、仓泵2、仓泵供料阀3、仓泵供料管道4、检修阀30、仓泵出料阀5、气力输灰管道6和灰库7；所述检修阀30安装在所述灰斗1的出料口上、并依次通过所述仓泵供料管道4和所述仓泵供料阀3与所述仓泵2的进料口导通，所述仓泵2的出料口依次通过仓泵出料输送管8、所述仓泵出料阀5和所述气力输灰管道6与所述灰库7导通；所述仓泵2的排气口通过排气总管9分别与第一排气管路10的进气端和第二排气管路25的进气端流体导通，所述第一排气管路10的出气端与所述灰斗1的进料口导通，所述第二排气管路25的出气端与所述仓泵供料管道4导通；所述第一排气管路10上安装有第一单向阀11和第一气流监测机构，所述第二排气管路25上安装有第二单向阀12和第二气流监测机构，所述第一单向阀11的开启阈值大于所述第二单向阀12的开启阈值。
所述排气总管9的排气通道横截面积等于所述第一排气管路10的排气通道横截面积和所述第二排气管路25的排气通道横截面积之和，所述第一排气管路10的排气通道横截面积等于所述第二排气管路25的排气通道横截面积。
所述第一排气管路10上安装有第一排气阀13，所述第二排气管路25上安装有第二排气阀14；所述第一气流监测机构位于所述第一排气阀13与所述第一单向阀11之间的所述第一排气管路10上，所述第二气流监测机构位于所述第二单向阀12与所述第二排气阀14之间的所述第二排气管路25上。
所述第一单向阀11邻近所述第一排气管路10的气体入口，所述第一排气阀13邻近所述第一排气管路10的气体出口，所述第二单向阀12邻近所述第二排气管路25的气体入口，所述第二排气阀14邻近所述第二排气管路25的气体出口。所述第二单向阀12的开启阈值为所述第一单向阀11的开启阈值的30％。
所述第一单向阀11包括第一阀球15和第一压缩弹簧16，所述第一压缩弹簧16的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶17上，所述第一压缩弹簧16的另一端与所述第一阀球15固定连接，并且所述第一压缩弹簧16将所述第一阀球15抵顶在阀体进气口18上。所述第二单向阀12包括第二阀球19和第二压缩弹簧20，所述第二压缩弹簧20的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶17上，所述第二压缩弹簧20的另一端与所述第二阀球19固定连接，并且所述第二压缩弹簧20将所述第二阀球19抵顶在阀体进气口18上。
所述仓泵供料管道4的周向外侧壁上安装有环形供气管26，并且所述仓泵供料管道4的管壁上开设有吹气通道27，所述第二排气管路25依次通过所述环形供气管26和所述吹气通道27与所述仓泵供料管道4导通。所述第二排气管路25与所述环形供气管26导通的出气口上安装有灰尘滤网21；所述灰尘滤网21的网孔孔径小于所述灰斗1内灰分的粒径。
本实施例中所述第一气流监测机构和所述第二气流监测机构均为超声气体流量计，利用超声波的传播速度随流速变化而发生变化的原理来测量的气体的流速，能够比较准确且精确地检测到所述第一排气管路10和所述第二排气管路25内的少量气体流动；所述第二单向阀12的开启阈值大小为所述第一单向阀11的开启阈值大小的30％，确保仓泵2内的气体能够在进料初期至接近进料末期的过程中，始终保持循环清扫仓泵供料管道和仓泵供料阀，防止进料过程中仓泵供料管道和仓泵供料阀发生堵塞，同时可以使得在排气总阀22和仓泵供料阀3关闭之后，仓泵供料管道4与第二单向阀12之间的第二排气管路25内留存的气体具有较大的压力，可以对仓泵供料管道4内灰料施加较大的下行外力。
如图3所示，所述第一单向阀11包括第一阀球15和第一压缩弹簧16，所述第一压缩弹簧16的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶17上，所述第一压缩弹簧16的另一端与所述第一阀球15固定连接，并且所述第一压缩弹簧16将所述第一阀球15抵顶在阀体进气口18上。所述第二单向阀12包括第二阀球19和第二压缩弹簧20，所述第二压缩弹簧20的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶17上，所述第二压缩弹簧20的另一端与所述第二阀球19固定连接，并且所述第二压缩弹簧20将所述第二阀球19抵顶在阀体进气口18上。
对于不同电场的输灰系统进行升级改造的时候，要根据所述仓泵2进料口处灰料下落的惯性选择合适弹性系数的所述第一压缩弹簧16及合适重量的所述第一阀球15，确保在所述第一单向阀11达到开启阈值的时候，所述仓泵2内的气体远远不足以阻挡进料口处灰料下落到所述仓泵2内。假设在仓泵供料阀3打开的时候，所述仓泵2进料口处灰料下落的净推动力为F，进料口处横截面积为S，仓泵2内气体压强为P，进料过程中只有F>P*S才能实现顺利进料。假设所述第一单向阀11的开启阈值为F1(即使得所述第一阀球15离开阀体进气口18的气体压力)，选择所述第一压缩弹簧16及所述第一阀球15时，第一要使得在仓泵进料的整个过程中仓泵内气体对所述仓泵2进料口处灰料施加的压力始终小于F，第二要使得所述仓泵2进料初期以及进料中期所述仓泵2内气压升高不足以开启所述第一单向阀11。假设所述第二单向阀12的开启阈值为F2(即使得所述第二阀球19离开阀体进气口18的气体压力)，由于所述第一单向阀11的开启阈值F1为所述第二单向阀12的开启阈值为F2的30％，因而在所述仓泵2进料初期以及进料中期，所述仓泵2内气体能够一直清扫仓泵供料管道4和仓泵供料阀3，直至所述仓泵2进料末期，仓泵2内气压升高到足以开启所述第一单向阀11而实现仓泵2向外排气至进料结束。
所述仓泵2进料的时候，仓泵供料阀3、排气总阀22、第一排气阀13(常开)和第二排气阀14(常开)均打开，仓泵出料阀5关闭；所述仓泵2进料结束，仓泵供料阀3、排气总阀22均关闭，仓泵出料阀5打开。在灰斗1内的料进入仓泵2的同时，将仓泵2排出的气体引导至仓泵供料管道4，从而使得气体随灰料下行通过仓泵供料管道4和仓泵供料阀5而进入到仓泵2内，随后灰料下落至仓泵2底部，而气体则通过仓泵2顶部的排气口排出仓泵2。由于第一单向阀11的开启阈值大于第二单向阀12的开启阈值，使得仓泵2进料初始阶段气体不会从第一单向阀11流出，从而可以利用仓泵2内的气体在进料初始阶段循环清扫仓泵供料管道4和仓泵供料阀5的作用，由于灰斗1在仓泵2的正上方，灰斗1内的灰分在重力以灰斗内灰料压力的作用下向下流动，不会由于仓泵2内气体压力微小升高而影响灰斗1向仓泵2正常进料；当然，为了加快进料速度及防止由于仓泵2内气体压力微升而可能造成的进料不畅，所述吹气通道轴线29与所述仓泵供料管道轴线28的夹角必须要大于或等于60°，使得所述吹气通道27的出气口斜向下朝向仓泵供料阀3，这样可以将仓泵2内的气压更加有效地施加在灰料上以加速灰斗1内的灰料出料。在仓泵2进料末期，仓泵2内气体压力增大至第一单向阀13的开启阈值，使得第一单向阀13开启，从而可以在进料末期同步排出仓泵2内的气体，实现持续进料。进料结束后，排气总阀22和仓泵供料阀3关闭，排气总管9内气压逐渐降低至第一单向阀11和第二单向阀12依次自动关闭，此时仓泵供料管道4与第二单向阀12之间的第二排气管路25内留存的气体具有一定的压力，可以对仓泵供料管道4内灰料施加一定的下行外力。
气力输灰系统正常工作时，仓泵2的每个进料周期内：初始进料阶段第一气流监测机构能够检测到气体流动，进料末期第一气流监测机构和第二气流监测机构能够同时检测到气体流动，进料结束后第一气流监测机构和第二气流监测机构均检测不到气体流动。间隔一定的时间(仓泵内灰分流化加压、仓泵出料以及吹扫总时间)，如果第一气流监测机构和第二气流监测机构同时检测到气体流动，则说明仓泵2出料不畅，可能仓泵2出料口、仓泵出料口连接管道或者仓泵出料输送管发生了堵塞；如果第一气流监测机构和第二气流监测机构均未能检测到气体流动，则说明仓泵供料管道发生了堵塞；如果第一气流监测机构只检测到气体流速骤然降低且不再升高，则说明灰斗内灰料不足，需要加大向灰斗内供料。
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专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (6)
1.气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，包括灰斗(1)、仓泵(2)、仓泵供料阀(3)、仓泵供料管道(4)、检修阀(30)、仓泵出料阀(5)、气力输灰管道(6)和灰库(7)；所述检修阀(30)安装在所述灰斗(1)的出料口上、并依次通过所述仓泵供料管道(4)和所述仓泵供料阀(3)与所述仓泵(2)的进料口导通，所述仓泵(2)的出料口依次通过仓泵出料输送管(8)、所述仓泵出料阀(5)和所述气力输灰管道(6)与所述灰库(7)导通；所述仓泵(2)的排气口通过排气总管(9)分别与第一排气管路(10)的进气端和第二排气管路(25)的进气端流体导通，所述第一排气管路(10)的出气端与所述灰斗(1)的进料口导通，所述第二排气管路(25)的出气端与所述仓泵供料管道(4)导通；所述第一排气管路(10)上安装有第一单向阀(11)和第一气流监测机构，所述第二排气管路(25)上安装有第二单向阀(12)和第二气流监测机构，所述第一单向阀(11)的开启阈值大于所述第二单向阀(12)的开启阈值；所述排气总管(9)的排气通道横截面积等于所述第一排气管路(10)的排气通道横截面积和所述第二排气管路(25)的排气通道横截面积之和，所述第一排气管路(10)的排气通道横截面积等于所述第二排气管路(25)的排气通道横截面积；所述第一排气管路(10)上安装有第一排气阀(13)，所述第二排气管路(25)上安装有第二排气阀(14)；所述第一气流监测机构位于所述第一排气阀(13)与所述第一单向阀(11)之间的所述第一排气管路(10)上，所述第二气流监测机构位于所述第二单向阀(12)与所述第二排气阀(14)之间的所述第二排气管路(25)上；所述第一单向阀(11)邻近所述第一排气管路(10)的气体入口，所述第一排气阀(13)邻近所述第一排气管路(10)的气体出口，所述第二单向阀(12)邻近所述第二排气管路(25)的气体入口，所述第二排气阀(14)邻近所述第二排气管路(25)的气体出口；
所述仓泵供料管道(4)的周向外侧壁上安装有环形供气管(26)，并且所述仓泵供料管道(4)的管壁上开设有吹气通道(27)，所述第二排气管路(25)依次通过所述环形供气管(26)和所述吹气通道(27)与所述仓泵供料管道(4)导通；吹气通道轴线(29)与仓泵供料管道轴线(28)的夹角大于或等于60°。
2.根据权利要求1所述的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，所述第一气流监测机构和所述第二气流监测机构均为流量计。
3.根据权利要求1所述的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，所述第二单向阀(12)的开启阈值大小为所述第一单向阀(11)的开启阈值大小的20-50％。
4.根据权利要求1所述的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，所述第一单向阀(11)包括第一阀球(15)和第一压缩弹簧(16)，所述第一压缩弹簧(16)的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶(17)上，所述第一压缩弹簧(16)的另一端与所述第一阀球(15)固定连接，并且所述第一压缩弹簧(16)将所述第一阀球(15)抵顶在阀体进气口(18)上。
5.根据权利要求1所述的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，所述第二单向阀(12)包括第二阀球(19)和第二压缩弹簧(20)，所述第二压缩弹簧(20)的一端固定安装在阀体出气口端的环形台阶(17)上，所述第二压缩弹簧(20)的另一端与所述第二阀球(19)固定连接，并且所述第二压缩弹簧(20)将所述第二阀球(19)抵顶在阀体进气口(18)上。
6.根据权利要求1所述的气力输灰灰斗下料智能监测控制系统，其特征在于，所述第二排气管路(25)与所述环形供气管(26)导通的出气口上安装有灰尘滤网(21)；所述灰尘滤网(21)的网孔孔径小于所述灰斗(1)内灰分的粒径。
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Denomination of invention: Intelligent Monitoring and Control System of Pneumatic Ash Hopper Effective date of registration: 20221031 Granted publication date: 20200616 Pledgee: Xiamen International Bank Co.,Ltd. Beijing Branch Pledgor: BEIJING ZHONGDIAN YONGCHANG TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022110000283 |