CN111006205A - 一种火焰稳燃调整控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火焰稳燃调整控制系统，包括设在炉膛（5）四角煤粉燃烧器位置处的可调节智能火检装置（2）和与煤粉燃烧器连接的煤粉管（7），还包括与可调节智能火检装置（2）中火焰分析控制器电连接的智能火检分析系统（3），所述煤粉管（7）上串接有风速在线与在线标定系统（9），所述的煤粉管（7）上串接有电动可调均衡阀（1），所述的电动可调均衡阀（1）与在线均衡阀控制系统（6）电连接，所述的电动可调均衡阀（1）包括阀体（1.1），所述的阀体（1.1）内一侧设有凹槽（1.1.1），所述的凹槽（1.1.1）内通过芯轴（1.8）安装有闸板（1.10），所述的芯轴（1.10）穿出阀体（1.1）并外接驱动结构。本发明通过调节均衡阀实现了火焰品质的在线调节。

Description

一种火焰稳燃调整控制系统

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉燃烧火焰控制技术领域，具体是指一种火焰稳燃调整控制系统。

背景技术

目前大多数电厂所用的四角切圆直流燃烧锅炉的在线调节与检测手段都比较单一,影响燃烧的重要因素粉管风速与煤粉浓度只能通过可调缩孔和一次风机压力来调节,可调缩孔无法做到在线调整,只能靠一次风机在线调节,一次风机只能调节整体风压的变化,不能对每根粉管单独调节,给运行人员的燃烧调节带来很大的不便。火焰燃烧的效果主要是靠火检实时检测，现代大多数厂家火检只能检测有火和无火状态，无法检测每一根煤粉燃烧器的燃烧效果（例如：火焰燃烧强度、火焰温度、黑火头长度变化、火嘴喷射风粉流速等），对精细化的火焰燃烧控制十分不利。

由于锅炉燃烧系统是由多组燃烧器和相应的风粉系统组成，燃烧器喷出的火焰长度和稳定性直接影响炉膛燃烧系统和受热面的经济性和安全性，目前对燃烧器火焰检测主要有火检系统，对火焰长度和稳定性的调整手段主要依靠可调缩孔冷态调平和通过调整磨煤机容量风来调整一组燃烧器的风粉总量，这样就存在的如下问题：

一、传统火检只能检测炉膛有火和无火状态，无法判断每条粉管对应燃烧器的燃烧效果，例如燃烧强度、燃烧温度、黑火头长度等关键指标都无法测量，无法检测同一层燃烧器四角火焰的燃烧指标、火焰喷射速度、煤粉浓度是否平衡；每层假想切圆是否同心；火焰切圆是否有扫壁现象发生；是否有烧火嘴、烧粉管现象发生；是否有粉管积粉问题出现；等等以上问题的发生，传统火检都是无法检测的，而在实际应用中，传统火检无法区分背景光和每路燃烧器的火焰变化，无法对每路燃烧器的燃烧指标进行精确的检测，由于传统火检无法检测每路燃烧器火焰温度、黑火头变化趋势，而黑火头长度变化反映了煤粉燃烧速度和一次风粉混合物喷射速度之间的关系，是一个非常重要的参数。当煤种变化燃烧速度增大时，黑火头会变短，黑火头太短或没有会烧火嘴或粉管；当黑火头变长时，说明燃烧速度小于煤粉喷射速度，可能煤种变差不易着火，如果能提前发现、报警，可大大提高锅炉运行的安全性，另外，在低负荷时，燃烧强度的下降有可能会导致炉膛灭火，而传统火检是无法检测火焰强度变化的，给低负荷运行造成很大的安全隐患；

二、粉管风速和煤粉浓度调节手段欠缺，只能调节整体风量的变化，不能调节每条粉管风速和煤粉浓度的均衡，可调缩孔只能冷态调节，在热态工况下，被煤粉卡涩无法调节，另外，一次风量调整只能进行整体调节，无法对单个粉管进行针对性的调节，当四角燃烧器风速偏差，造成燃烧圆偏心时一次风量调整无能为力的问题。

针对上述问题，珠海华远公司经过多年的研究，首先开发了在线可调智能火检系统，并与2018年11月21日向国家知识产权局提交了一件名称为“一种火焰长度检测装置及检测方法”的发明专利（公开号为CN109323280A），通过该发明专利申请中提供的火焰长度检测装置及检测方法，很好的解决了上述提出的第一个关于智能火检的问题，在此基础上，珠海华远公司进一步开发了可在线调节煤粉管风速和浓度的电动均衡阀控制系统。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种火焰稳燃调整控制系统，该系统利用在线智能火检系统对火焰进行监测并通过稳燃控制系统进行控制，这种稳燃控制系统中使用了一种新型阀体结构的火焰稳燃调整用均衡阀，当调节闸板处于全开状态时，阀芯不占用管道内部流通截面，不造成流通截面的缩小，不对内部流体产生额外阻力，减少调节阀门对内部介质的阻碍作用。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种火焰稳燃调整控制系统，包括设在炉膛四角煤粉燃烧器位置处的可调节智能火检装置和与煤粉燃烧器连接的煤粉管，还包括与可调节智能火检装置中火焰分析控制器电连接的智能火检分析系统，所述的煤粉管上串接有电动可调均衡阀，所述的电动可调均衡阀与在线均衡阀控制系统电连接，所述的电动可调均衡阀包括阀体，所述的阀体内一侧设有凹槽，所述的凹槽内通过芯轴安装有闸板，所述的芯轴穿出阀体并外接驱动结构。

作为优选，所述的智能火检分析系统和在线均衡阀控制系统均与设有的DCS控制系统电连接。

采用以上方案后，本发明利用在线智能火检系统对火焰状态进行实时监测并通过在线均衡阀控制系统对电动均衡阀进行实时控制，阀芯处于全开时，均衡阀对管道不产生阻力。阀芯轴安装在方形侧壁一侧，阀芯全部开启时，阀芯紧贴侧壁，阀芯处流通截面大于风管截面，其管道阻力为零，另外，由于管道中间风速快，磨损大，旁边风速小，阀芯从侧壁向中间开启，阀芯磨损小，阀门全开时，阀芯几乎不受磨损，不挂杂物。

综上所述，本发明在保持原有火检系统不变的情况下，在现有燃烧器附近加装可调智能火检探头，安装可以热态带粉调节一次风粉的均衡阀取代传统可调缩孔，并加装智能火检分析系统及均衡阀控制系统。智能火检分析系统可根据测量的火焰闪烁频率、火焰强度、火焰温度、AC脉动振幅等信号以及其动态变化位置等信息，经过数据处理和智能分析，可在线判断黑火头长度及临界点位置变化、火焰燃烧指标、火头喷射速度等火焰品质参数，据此通过调节均衡阀实现了火焰品质的在线调节。

附图说明

图1为本发明一种火焰稳燃调整控制系统的整体结构示意图；

图2为本发明一种火焰稳燃调整用均衡阀与煤粉管连接及内部剖面结构示意图；

图中所示：

1、电动可调均衡阀，1.1、阀体，1.1.1、凹槽， 1.8、芯轴， 1.10、闸板，2、可调节智能火检装置，3、智能火检分析系统，4、DCS控制系统，5、炉膛，6、在线均衡阀控制系统，7、煤粉管。

具体实施方式

为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合附图，并通过具体实施方式，对本方案进一步阐述。

如图1至图2中所示，一种火焰稳燃调整控制系统，包括设在炉膛5四角煤粉燃烧器位置处的可调节智能火检装置2和与煤粉燃烧器连接的煤粉管7，还包括与可调节智能火检装置2中火焰分析控制器电连接的智能火检分析系统3，所述的煤粉管7上串接有电动可调均衡阀1，所述的电动可调均衡阀1与在线均衡阀控制系统6电连接，所述的电动可调均衡阀1包括阀体1.1，所述的阀体1.1内一侧设有凹槽1.1.1，所述的凹槽1.1.1内通过芯轴1.8安装有闸板1.10，所述的芯轴1.10穿出阀体1.1并外接驱动结构。

在本实施例中，所述的智能火检分析系统3和在线均衡阀控制系统6均与设有的DCS控制系统4电连接，为便于说明，在附图2中还标示出了阀体1.1与煤粉管7连接结构示意图。

还需说明的是，本发明中所使用的智能火检分析系统3及在线均衡阀控制系统可根据本发明所提供的机械及电路结构结合本领域公知常识和现有技术进行设计和制造，其中的实现虽然离不开软件系统，但所使用的软件可由本领域技术人员根据现有技术和公知常识轻易编程或设计，因此，这些软件系统不在本专利保护范围内，即不属于本专利申请中所要保护的客体。

最后，还应说明，上述举例和说明也并不仅限于上述实施例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (2)

1.一种火焰稳燃调整控制系统，包括设在炉膛（5）四角煤粉燃烧器位置处的可调节智能火检装置（2）和与煤粉燃烧器连接的煤粉管（7），其特征在于，还包括与可调节智能火检装置（2）中火焰分析控制器电连接的智能火检分析系统（3），所述的煤粉管（7）上串接有电动可调均衡阀（1），所述的电动可调均衡阀（1）与在线均衡阀控制系统（6）电连接，所述的电动可调均衡阀（1）包括阀体（1.1），所述的阀体（1.1）内一侧设有凹槽（1.1.1），所述的凹槽（1.1.1）内通过芯轴（1.8）安装有闸板（1.10），所述的芯轴（1.10）穿出阀体（1.1）并外接驱动结构。

2.根据权利要求1所述的一种火焰稳燃调整控制系统，其特征在于，所述的智能火检分析系统（3）和在线均衡阀控制系统（6）均与设有的DCS控制系统（4）电连接。

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