CN110530434A - 一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，包括便携式主机与若干组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元；所述便携式主机、浓度测量单元和风速测量单元之间通过电源线、信号线或气源管连接，用于实现所述自动测量装置分析部件与测量部件的分离；所述便携式主机，用于控制浓度测量单元和风速测量单元的测量过程；每组匹配的浓度测量单元和风速测量单元，均包括一个浓度测量单元和一个风速测量单元，用于测量同一根煤粉输粉管道的风粉速度和煤粉浓度。本发明装置有利于实现分析部件与测量部件一对多的多重组合，方便现场的使用；本发明装置可以替代大部分的人工劳动，减少人员因试验而受到的粉尘危害。

Description

一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置

技术领域

本发明属于煤粉输粉管道测量技术领域，涉及一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置。

背景技术

现代火电机组中煤粉输粉管道的风速调平主要依据的是手动测量试验，实验员根据手动测量试验的结果，调整煤粉输粉管道的可调缩孔等调节设备。试验过程中，需要打开煤粉输粉管道的取样孔，由于管道内部是正压且输送煤粉，因此，试验时会有大量的煤粉喷出，输送的煤粉容易堵塞测量一次风速的皮托管，影响测量精度，测量时要反复吹扫皮托管，保证皮托管管道内部的通畅。

另外，煤粉浓度的测量采用等速取样方法，取样时间长，一般一根煤粉输粉管道的煤粉浓度测量需要10分钟左右，由于等速取样是由一个或多个取样点逐个进行取样，每个取样位置的停留时间保持一致，通过所取得的样品的煤量与风量求出煤粉管道的浓度。测量过程中要求煤粉输粉管道的风速和煤粉量要尽可能稳定，否则误差会增大。测量过程中也存在着严重的煤粉泄露。

以上煤粉输粉管道的风速、煤粉浓度测量均是由手动测量完成的，测量效率低，测量工作环境差，急需一台自动测量装置，提高测量工作效率，减少环境对人体的伤害。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，该装置能够替代传统的手动测量试验，为电厂煤粉输粉管道的调平提供依据。

为了实现上述目标，本申请采用如下技术方案：

一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，所述自动测量装置包括便携式主机与若干组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元；

所述便携式主机、浓度测量单元和风速测量单元之间通过电源线、信号线或气源管连接，用于实现所述自动测量装置分析部件与测量部件的分离；

所述便携式主机，用于控制浓度测量单元和风速测量单元的测量过程；

每组匹配的浓度测量单元和风速测量单元，均包括一个浓度测量单元和一个风速测量单元，用于测量同一根煤粉输粉管道的风粉速度和煤粉浓度。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，所述浓度测量单元包括浓度静电感应传感器、浓度信号分析设备和连接线缆；

所述浓度静电感应传感器和浓度信号分析设备，分别用于测量管路煤粉浓度的采集和分析，将煤粉浓度转变成电信号并通过连接线缆传送至便携式主机的控制器。

优选地，所述风速测量单元包括皮托管、气源管、第一电磁阀、第二电磁阀和差压变送器；

所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通常闭型电磁阀，均与差压变送器、皮托管和压缩空气的气源管连接；

所述第一电磁阀和第二电磁阀同步动作，第一电磁阀和第二电磁阀开启，则压缩气源流过第一电磁阀和第二电磁阀并对皮托管进行吹扫；第一电磁阀和第二电磁阀关闭，则皮托管将采集的压缩空气输送给差压变送器；

所述差压变送器，用于将压缩空气的压力信号转换成电信号并通过信号线传送至便携式主机的控制器。

优选地，所述皮托管为防堵型皮托管。

优选地，所述便携式主机包括控制器、24V电源模块、压缩空气过滤减压阀、压缩空气开关阀和压缩空气总电磁阀；

所述控制器，用于控制所述自动测量装置的测量过程；

所述控制器配有通讯卡，能够与风速测量单元和浓度测量单元进行数据交换；

所述24V电源模块，用于将220V电压转换为24V电压，供自动测量装置的所有用电设备用电；

所述压缩空气开关阀、压缩空气过滤减压阀和压缩空气总电磁阀串联连接，

所述压缩空气开关阀一端连接压缩气源，所述压缩空气开关阀用于控制压缩空气的进入与切断；

压缩空气开关阀的另一端连接压缩空气过滤减压阀的一端，所述压缩空气过滤减压阀用于压缩空气的过滤及减压；

所述压缩空气过滤减压阀的另一端连接压缩空气总电磁阀，所述压缩空气总电磁阀为两位三通常闭型电磁阀，用于所述自动测量装置不通电时，切断压缩气源，从而减少压缩空气对下游测量部件的干扰。

优选地，所述控制器中包括风速测量程序和浓度测量程序；

所述风速测量程序，用于控制风速测量单元进行风速测量，同时根据风速测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的风粉速度；

所述浓度测量程序，用于控制浓度测量单元进行浓度测量，同时根据浓度测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的煤粉浓度。

优选地，所述控制器中还包括吹扫程序，用于控制自动测量装置进行吹扫。

优选地，所述控制器中还包括存储程序，用于记录所有的测量数据，以备后期分析查用。

优选地，一台便携式主机最多支持连接六组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元。

优选地，所述便携式主机在其主机箱的外侧设有总开关，所述总开关用于在不打开箱体的条件下控制自动测量装置的运行。

本申请所达到的有益效果：

1.本发明装置可以实现自动测量，并不需要实验人员全程参与，解决了传统的通过皮托管测量管道差压来计算煤粉输粉管道速度的方法以及传统的煤粉浓度等速取样方法，在测量过程中，需要试验人员全程手动操作的问题；

2.本发明装置兼具吹扫功能，测量过程中不会有大量的煤粉喷出；

3.本发明装置针对传统的通过皮托管测量管道差压来计算煤粉输粉管道速度的方法以及传统的煤粉浓度等速取样方法，在测量过程中，一般选取的是部分稳定工况的试验点的弊端，采用分析部件与测量部件分离的结构，可以在多工况以及变工况的情况下进行有效测量，

4.传统的等速取样方法测量煤粉浓度的单个测点需要十分钟左右，测量效率低，而本发明装置对于煤粉浓度的测量基本可以实现实时测量；

综上所述，本发明具有方便实用，测量效率高，且操作简单的优点。

附图说明

图1是本发明一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置的结构示意图；

图2是本发明风速测量单元的结构示意图；

图3是本发明便携式主机的结构示意图；

图4是本发明一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置的自动吹扫流程图；

图5是本发明一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置的风速测量的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图1所示，本发明的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，包括便携式主机与若干组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元；

实施例中，主机与所述的浓度测量单元、风速测量单元的数量可以根据现场测量需要进行选择配置；

但是一台便携式主机最多支持连接六组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元，对应的浓度测量单元与速度测量单元的编号设定为A、B、C、D、E、F；

所述便携式主机在其主机箱的外侧设有总开关，所述总开关用于在不打开箱体的条件下控制自动测量装置的运行。

所述便携式主机、浓度测量单元和风速测量单元之间通过电源线、信号线或气源管连接，用于实现所述自动测量装置分析部件与测量部件的分离；

所述便携式主机，用于控制浓度测量单元和风速测量单元的测量过程；

每组匹配的浓度测量单元和风速测量单元，均包括一个浓度测量单元和一个风速测量单元，用于测量同一根煤粉输粉管道的风粉速度和煤粉浓度。

实施例中，所述浓度测量单元包括浓度静电感应传感器、浓度信号分析设备和连接线缆；

所述浓度静电感应传感器和浓度信号分析设备，分别用于测量管路煤粉浓度的采集和分析，将煤粉浓度转变成电信号并通过连接线缆传送至便携式主机的控制器，控制器接收并存储煤粉浓度信息。

如图2所示，所述风速测量单元包括皮托管(所述皮托管为防堵型皮托管)、气源管、第一电磁阀、第二电磁阀和差压变送器；

所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通常闭型电磁阀，均与差压变送器、皮托管和压缩空气的气源管连接；

所述第一电磁阀和第二电磁阀同步动作，第一电磁阀和第二电磁阀开启，则压缩气源流过第一电磁阀和第二电磁阀并对皮托管进行吹扫；第一电磁阀和第二电磁阀关闭，则皮托管将采集的压缩空气输送给差压变送器；

所述差压变送器，用于将压缩空气的压力信号转换成电信号并通过信号线传送至便携式主机的控制器，控制器中的风速测量程序，可根据伯努利方程计算出煤粉输粉管道的风速。

如图3所示，实施例中，所述便携式主机包括PLC控制器、24V电源模块、压缩空气过滤减压阀、压缩空气开关阀和压缩空气总电磁阀；

所述控制器，用于控制所述自动测量装置的测量过程；

所述控制器配有通讯卡，能够与风速测量单元和浓度测量单元进行数据交换；

所述24V电源模块，通过插座1或2与220V电源连接，用于将220V电压转换为24V电压，供自动测量装置的所有用电设备(如控制器、各电磁阀、差压变送器、静电传感器等)用电；

所述压缩空气开关阀、压缩空气过滤减压阀和压缩空气总电磁阀串联连接，

所述压缩空气开关阀一端连接压缩气源，所述压缩空气开关阀用于控制压缩空气的进入与切断；

压缩空气开关阀的另一端连接压缩空气过滤减压阀的一端，所述压缩空气过滤减压阀用于压缩空气的过滤及减压；

所述压缩空气过滤减压阀的另一端连接压缩空气总电磁阀，所述压缩空气总电磁阀为两位三通常闭型电磁阀，用于所述自动测量装置不通电时，切断压缩气源，从而减少压缩空气对下游差压测量的干扰。

实施例中，所述控制器中包括风速测量程序和浓度测量程序；

所述风速测量程序，用于控制风速测量单元进行风速测量，同时根据风速测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的风粉速度；

所述浓度测量程序，用于控制浓度测量单元进行浓度测量，同时根据浓度测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的煤粉浓度。

所述控制器中还包括吹扫程序，用于控制自动测量装置进行吹扫。

所述控制器中还包括存储程序，用于记录所有的测量数据，以备后期分析查用。

实施例中，在风速测量过程中，皮托管采集的为煤粉与空气的混合物，皮托管容易被煤粉所堵塞，因此增加了吹扫功能。

如图4所示，本发明一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置的自动吹扫流程为：

首先打开压缩空气总阀，即压缩空气开关阀和压缩空气总电磁阀都需要打开，4秒后(时间可调)，打开压缩空气过滤减压阀，压缩空气对管路和皮托管进行吹扫，吹扫10秒后(时间可调)关闭该阀，再过4秒(时间可调)进行下一路吹扫，直到最后一组吹扫结束，关闭压缩空气总阀，这时一个完整的吹扫过程结束，间隔1小时后(时间可调)再重复吹扫。其中，吹扫时间以及间隔时间可根据现场情况进行设定。

如图5所示，本发明一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置的风速测量的流程为：

首先确定主机控制器程序处于非吹扫状态，关闭所有电磁阀，皮托管将压力信号传送给差压变送器，差压变送器将压力信号转换成电信号传送给控制器，控制器中风速测量程序根据伯努利方程计算出煤粉输粉管道的风速；同时执行存储程序保存测量记录，风速测量程序如果没有终止则继续执行风速测量，否则结束测量。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述自动测量装置包括便携式主机与若干组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元；

所述便携式主机、浓度测量单元和风速测量单元之间通过电源线、信号线或气源管连接，用于实现所述自动测量装置分析部件与测量部件的分离；

所述便携式主机，用于控制浓度测量单元和风速测量单元的测量过程；

每组匹配的浓度测量单元和风速测量单元，均包括一个浓度测量单元和一个风速测量单元，用于测量同一根煤粉输粉管道的风粉速度和煤粉浓度。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述浓度测量单元包括浓度静电感应传感器、浓度信号分析设备和连接线缆；

所述浓度静电感应传感器和浓度信号分析设备，分别用于测量管路煤粉浓度的采集和分析，将煤粉浓度转变成电信号并通过连接线缆传送至便携式主机的控制器。

3.根据权利要求1所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述风速测量单元包括皮托管、气源管、第一电磁阀、第二电磁阀和差压变送器；

所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通常闭型电磁阀，均与差压变送器、皮托管和压缩空气的气源管连接；

所述第一电磁阀和第二电磁阀同步动作，第一电磁阀和第二电磁阀开启，则压缩气源流过第一电磁阀和第二电磁阀并对皮托管进行吹扫；第一电磁阀和第二电磁阀关闭，则皮托管将采集的压缩空气输送给差压变送器；

所述差压变送器，用于将压缩空气的压力信号转换成电信号并通过信号线传送至便携式主机的控制器。

4.根据权利要求3所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述皮托管为防堵型皮托管。

5.根据权利要求1所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述便携式主机包括控制器、24V电源模块、压缩空气过滤减压阀、压缩空气开关阀和压缩空气总电磁阀；

所述控制器，用于控制所述自动测量装置的测量过程；

所述控制器配有通讯卡，能够与风速测量单元和浓度测量单元进行数据交换；

所述24V电源模块，用于将220V电压转换为24V电压，供自动测量装置的所有用电设备用电；

所述压缩空气开关阀、压缩空气过滤减压阀和压缩空气总电磁阀串联连接，

所述压缩空气开关阀一端连接压缩气源，所述压缩空气开关阀用于控制压缩空气的进入与切断；

压缩空气开关阀的另一端连接压缩空气过滤减压阀的一端，所述压缩空气过滤减压阀用于压缩空气的过滤及减压；

所述压缩空气过滤减压阀的另一端连接压缩空气总电磁阀，所述压缩空气总电磁阀为两位三通常闭型电磁阀，用于所述自动测量装置不通电时，切断压缩气源，从而减少压缩空气对下游测量部件的干扰。

6.根据权利要求5所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述控制器中包括风速测量程序和浓度测量程序；

所述风速测量程序，用于控制风速测量单元进行风速测量，同时根据风速测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的风粉速度；

所述浓度测量程序，用于控制浓度测量单元进行浓度测量，同时根据浓度测量单元传输来的电信号计算煤粉输粉管道的煤粉浓度。

7.根据权利要求6所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述控制器中还包括吹扫程序，用于控制自动测量装置进行吹扫。

8.根据权利要求6所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述控制器中还包括存储程序，用于记录所有的测量数据，以备后期分析查用。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

一台便携式主机最多支持连接六组相互匹配的浓度测量单元和风速测量单元。

10.根据权利要求1-8任一所述的一种煤粉输粉管道中风粉速度和煤粉浓度自动测量装置，其特征在于：

所述便携式主机在其主机箱的外侧设有总开关，所述总开关用于在不打开箱体的条件下控制自动测量装置的运行。