CN112206916A - 一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统 - Google Patents

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王恒
刘龙
周长伟
祝传卫
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C23/04—Safety devices

Abstract

本发明提供的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，涉及火电工程技术领域；所述系统包括：磨煤机本体、一次风粉管、取样探头、CO实时在线监测设备和DCS主机；对磨煤机本体以及一次风粉管通过安装取样探头，实时在线监测磨煤机本体以及一次风粉管的全工况情况下的CO数值，通过煤的热解理论，对磨煤机本体以及一次风粉管的实际运行安全情况进行全方位无死角地监控，并提供充足的时间裕量消除隐患，同时建立磨煤机一次风粉管的CO监控数据库，进而实现可控地、科学量化地提升磨煤机一次风出口温度，进而达到节能降耗的目的。

Description

一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统
技术领域
本发明涉及火电工程技术领域，尤其涉及一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统。
背景技术
目前，我国现有运行的300MW以上机组的制粉系统，绝大部分采用的双进双出钢球磨或中速磨煤机，这两种磨煤机主要针对Vdaf＝20％-40％的烟煤系列，内部均为正压5-8KPa左右，煤粉细度R90＝15-30％区间，能够满足锅炉动力用煤的细度、均匀度等要求。
磨煤机出口温度依据烟煤煤种挥发分以及磨煤机形式的不同一般控制在60-85℃区间。据国内150台运行锅炉调查统计，约有42％的燃煤锅炉发生过自燃或内爆事故。很多电厂为了确保制粉系统安全，尽量降低磨煤机出口一次风温，导致锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降。
从一次风粉管布置可以看出，弯头较多，还存在煤粉管道倾斜布置的情况出现，这些都会导致发生煤粉在管道内部聚集、自燃进而烧损一次风管。目前磨煤机保护系统大多采用温度监测系统，但这种监测系统布点复杂，可靠性差，且监测结果严重滞后，需要严格控制磨煤机出口一次风粉温度，严重制约了锅炉效率地提升。因此，针对目前磨煤机及一次风粉管存在的安全监控措施手段匮乏，磨煤机出口温度过低等问题，提供一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，以解决磨煤机及一次风粉管存在的安全监控措施手段匮乏，磨煤机出口温度过低的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，所述系统包括：
磨煤机本体和一次风粉管；
所述磨煤机本体与一次风粉管连接，在所述磨煤机本体的两侧安装取样探头，在所述磨煤机本体的一侧安装CO实时在线监测设备，所述取样探头与所述CO实时在线监测设备连接，所述CO实时在线监测设备与DCS主机连接；
所述取样探头用于对相应位置处的CO进行取样，所述CO实时在线监测设备用于接收取样探头传输的CO，并对CO浓度进行监测，所述DCS主机用于接收CO实时在线监测设备传输的监测数据，根据CO监控数据库对监测数据进行分析；
其中，所述CO监控数据库的建立包括：根据不少于24h时间内获取的不同负荷情况下的CO数据参数所建立的不同温升梯段时的CO数据库模板，以CO实时在线监测设备测量的监测数据为控制参量，直接控制磨煤机本体出口温度的算法进行建模。
优选的，所述根据CO监控数据库对监测数据进行分析包括：
以CO监控数据库为基础，设定CO浓度的上限值和报警值，所述报警值包括报警上限值和报警下限值，当CO浓度达到报警上限值时，停止磨煤机本体工作，同时打开消防蒸汽确保磨煤机本体安全；当CO浓度达到报警下限值时，调整冷热风门的开度控制CO浓度的升高。
优选的，所述取样探头安装在所述一次风粉管与锅炉喷燃器之间的垂直段管道上。
优选的，所述取样探头安装在所述一次风粉管的出口处管道上。
优选的，所述取样探头安装在输粉管道的垂直管段。
优选的，在磨煤机煤粉管出口垂直段、快关阀下部及磨煤机本体出口安装两个监测点。
优选的，所述CO实时在线监测设备包括电化学分析仪。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，对磨煤机本体以及一次风粉管通过安装取样探头，实时在线监测磨煤机本体以及一次风粉管的全工况情况下的CO数值，通过煤的热解理论，对磨煤机本体以及一次风粉管的实际运行安全情况进行全方位无死角地监控，并提供充足的时间裕量消除隐患，同时建立磨煤机一次风粉管的CO监控数据库，进而实现可控地、科学量化地提升磨煤机一次风出口温度，进而达到节能降耗的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统的连接示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示为本说明书一个或多个实施例提供了一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统的连接示意图；磨煤机本体和一次风粉管；
所述磨煤机本体与一次风粉管连接，在所述磨煤机本体的两侧安装取样探头，在所述磨煤机本体的一侧安装CO实时在线监测设备，所述取样探头与所述CO实时在线监测设备连接，所述CO实时在线监测设备与DCS主机连接；
所述取样探头用于对相应位置处的CO进行取样，所述CO实时在线监测设备用于接收取样探头传输的CO，并对CO浓度进行监测，所述DCS主机用于接收CO实时在线监测设备传输的监测数据，根据CO监控数据库对监测数据进行分析；
其中，所述CO监控数据库的建立包括：根据不少于24h时间内获取的不同负荷情况下的CO数据参数所建立的不同温升梯段时的CO数据库模板，以CO实时在线监测设备测量的监测数据为控制参量，直接控制磨煤机本体出口温度的算法进行建模。
本说明书一个或多个实施例提供的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，对磨煤机本体以及一次风粉管通过安装取样探头，实时在线监测磨煤机本体以及一次风粉管的全工况情况下的CO数值，通过煤的热解理论，对磨煤机本体以及一次风粉管的实际运行安全情况进行全方位无死角地监控，并提供充足的时间裕量消除隐患，同时建立磨煤机一次风粉管的CO监控数据库，进而实现可控地、科学量化地提升磨煤机一次风出口温度，进而达到节能降耗的目的。
本说明书一个或多个实施例还提供了一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统的连接示意图；磨煤机本体和一次风粉管；
所述磨煤机本体与一次风粉管连接，在所述磨煤机本体的两侧安装取样探头，在所述磨煤机本体的一侧安装CO实时在线监测设备，所述取样探头与所述CO实时在线监测设备连接，所述CO实时在线监测设备与DCS主机连接；
所述取样探头用于对相应位置处的CO进行取样，所述CO实时在线监测设备用于接收取样探头传输的CO，并对CO浓度进行监测，所述DCS主机用于接收CO实时在线监测设备传输的监测数据，根据CO监控数据库对监测数据进行分析；
其中，所述CO监控数据库的建立包括：根据不少于24h时间内获取的不同负荷情况下的CO数据参数所建立的不同温升梯段时的CO数据库模板，以CO实时在线监测设备测量的监测数据为控制参量，直接控制磨煤机出口温度的算法进行建模。
CO数据库的建立方式：CO数据库数据的收集方法、标准、范围需要考虑不同煤种、运行状态(稳定运行、启停炉、磨煤机本身的切换调整、制粉系统启停时的状态分析：特别是停运时磨煤机与一次风粉管的流场状态)等因素的综合影响，既要达到避免误报警影响正常稳定生产，又不能影响设备的安全性，以前期运行储备的CO数据库为基础，将CO实时在线监控系统整合进DCS系统，确定联锁执行方式，进入正常运行工作。
其中，所述根据CO监控数据库对监测数据进行分析包括：
以CO监控数据库为基础，设定CO浓度的上限值和报警值，所述报警值包括报警上限值和报警下限值，当CO浓度达到报警上限值时，停止磨煤机工作，同时打开消防蒸汽确保磨煤机安全；当CO浓度达到报警下限值时，调整冷热风门的开度控制CO浓度的升高。
研究CO数据的规律，进行逻辑设定并调整相应的报警上下限值，并确保磨煤机出口温升10℃的安全可靠性。
其中，所述取样探头安装在所述一次风粉管与锅炉喷燃器之间的垂直段管道上。
其中，所述取样探头安装在所述一次风粉管的出口处管道上。
其中，所述取样探头安装在输粉管道的垂直管段。
其中，在磨煤机煤粉管出口垂直段、快关阀下部及磨煤机出口安装两个监测点。
其中，所述CO实时在线监测设备包括电化学分析仪。
CO在线监测设备必须符合现场实际运行要求，最好可以就地安装、维护量要尽可能小，相对于精度，更重要的是免维护、运行稳定性、可靠性、适用性高。
本说明书一个或多个实施例提供的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，对磨煤机本体以及一次风粉管通过安装取样探头，实时在线监测磨煤机本体以及一次风粉管的全工况情况下的CO数值，通过煤的热解理论，对磨煤机以及一次风粉管的实际运行安全情况进行全方位无死角地监控，并提供充足的时间裕量消除隐患，同时建立磨煤机一次风粉管的CO监控数据库，进而实现可控地、科学量化地提升磨煤机一次风出口温度，进而达到节能降耗的目的。
本发明所提供的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，建立制粉系统的CO实时在线安全与提效降耗监控系统，实现具体CO在线监测设备的就地布线、安装与调试，CO在线监测设备输出信号与DCS主机的连接；监测点如下：三台磨煤机本体主两侧出粉管各一个监测点共6个监测点，两台磨煤机一次风粉管进入喷燃器的入口处个安装8根监测点共16个监测点；建立数据建模以及数据库：包括CO实时在线监控系统投运后正常运行时的测量数据库的创建工作(入炉煤种变化时要分别建立不同的数据库，如果不同煤种经过实测CO差别不大可以合并数据库)；以CO监控设备测量的数据为控制参量，直接控制磨煤机出口温度的算法建模或报警值设定标准设定；以磨煤机出口一次风粉管进入锅炉喷燃器前的垂直段作为监控点安装取样探头；上述监控点作为磨煤机本体与整个一次风粉管安全监控的核心点，保证磨煤机本体与一次风粉管在正常运行、启停、变煤种运行时的安全；在保证安全的前提下(在火情危险源出现时及时预警，提供60分钟左右的时间裕量)，以5℃温升(最高温升不大于20℃)为梯段进行温度提升验证工作并建立不同温升梯段时的CO数据库模板，作为提升磨煤机出口温度的综合标定数据。
从煤的自热析出CO至达到煤的着火点有一定的时间间隔，此时间间隔即为冗余时间；常见的动力用煤种，从CO监测到至着火点有充足的时间裕量，保守的冗余时间为120min以上，因此监测CO浓度可以提前预警设备是否存在煤粉聚集和自燃隐患；为制粉系统安全监控以及一次风出口温度提升的推广和应用提供技术支持，提高磨煤机出口温度10℃以上，降低排烟温度3.6℃，同时可以强化锅炉燃烧，降低飞灰含碳量，预计可提高锅炉效率0.17％，降低机组供电煤耗0.57g/kWh；同时还能提高制粉系统的安全性。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
磨煤机本体和一次风粉管；
所述磨煤机本体与一次风粉管连接，在所述磨煤机本体的两侧安装取样探头，在所述磨煤机本体的一侧安装CO实时在线监测设备，所述取样探头与所述CO实时在线监测设备连接，所述CO实时在线监测设备与DCS主机连接；
所述取样探头用于对相应位置处的CO进行取样，所述CO实时在线监测设备用于接收取样探头传输的CO，并对CO浓度进行监测，所述DCS主机用于接收CO实时在线监测设备传输的监测数据，根据CO监控数据库对监测数据进行分析；
其中，所述CO监控数据库的建立包括：根据不少于24h时间内获取的不同负荷情况下的CO数据参数所建立的不同温升梯段时的CO数据库模板，以CO实时在线监测设备测量的监测数据为控制参量，直接控制磨煤机本体出口温度的算法进行建模。
2.根据权利要求1所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述根据CO监控数据库对监测数据进行分析包括：
以CO监控数据库为基础，设定CO浓度的上限值和报警值，所述报警值包括报警上限值和报警下限值，当CO浓度达到报警上限值时，停止磨煤机本体工作，同时打开消防蒸汽确保磨煤机本体安全；当CO浓度达到报警下限值时，调整冷热风门的开度控制CO浓度的升高。
3.根据权利要求2所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述取样探头安装在所述一次风粉管与锅炉喷燃器之间的垂直段管道上。
4.根据权利要求3所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述取样探头安装在所述一次风粉管的出口处管道上。
5.根据权利要求4所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述取样探头安装在输粉管道的垂直管段。
6.根据权利要求5所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，在磨煤机煤粉管出口垂直段、快关阀下部及磨煤机本体出口安装两个监测点。
7.根据权利要求6所述的一种磨煤机及一次风粉管在线监测系统，其特征在于，所述CO实时在线监测设备包括电化学分析仪。
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