CN112536145B - 一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法，包括石子煤料位传感器、磨煤机基座振动传感器、磨煤机入口风压传感器、磨煤机入口风温传感器、磨煤机本体振动传感器、磨煤机出口风压传感器、磨煤机出口温度传感器及数据处理中心，石子煤料位传感器、磨煤机基座振动传感器、磨煤机入口风压传感器与磨煤机入口风温传感器、磨煤机实时运行参数采集系统、磨煤机出口风压传感器、磨煤机出口温度传感器以及磨煤机本体振动传感器均与数据处理中心相连，该系统及方法能够对中速磨煤机的运行安全进行在线监测及预警。

Description

一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法
技术领域
本发明涉及一种在线监测与预警系统及方法，具体涉及一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法。
背景技术
目前火电厂燃用煤质复杂多变，这对磨煤机运行安全提出了更高的要求。中速磨煤机常见的运行安全风险主要是磨煤机振动异常、磨煤机堵磨、磨煤机粉管爆燃以及石子煤仓满仓后倒灌入磨煤机导致磨煤机石子煤刮板折断甚至磨煤机堵磨等。由于火电厂对上述中速磨煤机常见的运行安全风险的监测手段主要是间歇式人工就地巡检与集控室表盘参数监控。间歇式人工就地巡检存在一定的监测真空期，且时间较长，通常对中速磨煤机常见的安全风险不能做到及时发现与预警，只能在安全风险已发生后作出响应，而表盘参数监控由于操作人员需要时刻监控与调整整个火电机组的所有运行参数，监控与操作量非常巨大，很难实现对中速磨煤机常见的安全风险的及时发现与预警，并且有些安全风险只有在就地才能监测到。中速磨煤机安全对整个电站机组运行安全及稳定性有非常重要的作用，而目前国内尚未有较为成熟的中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法，该系统及方法能够对中速磨煤机的运行安全进行在线监测及预警。
为达到上述目的，本发明所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统包括石子煤料位传感器、磨煤机基座振动传感器、磨煤机入口风压传感器、磨煤机入口风温传感器、磨煤机本体振动传感器、磨煤机出口风压传感器、磨煤机出口温度传感器及数据处理中心；
石子煤料位传感器位于石子煤仓内，磨煤机基座振动传感器位于磨煤机基座上，磨煤机入口风压传感器与磨煤机入口风温传感器位于磨煤机入口一次风道内部，磨煤机本体振动传感器在磨煤机上，磨煤机出口风压传感器与磨煤机出口温度传感器在磨煤机出口粉管内部；
石子煤料位传感器、磨煤机基座振动传感器、磨煤机入口风压传感器与磨煤机入口风温传感器、磨煤机实时运行参数采集系统、磨煤机出口风压传感器、磨煤机出口温度传感器以及磨煤机本体振动传感器均与数据处理中心相连。
一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法包括以下步骤：
数据处理中心根据磨煤机实时运行参数采集系统、磨煤机基座振动传感器及磨煤机本体振动传感器采集的数据判断磨煤机振动是否异常现象，当磨煤机振动异常现象时，则产生报警信号；
数据处理中心根据磨煤机入口风压传感器、磨煤机出口风压传感器以及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据判断磨煤机是否发生堵磨现象，当磨煤机发生堵磨现象时，则产生报警信号；
数据处理中心根据磨煤机出口温度传感器及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，当磨煤机发生粉管爆燃现象时，则产生报警信号；
数据处理中心根据石子煤料位传感器及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据，判断是否出现石子煤倒灌入磨煤机现象，当出现石子煤倒灌入磨煤机现象时，则产生报警信号。
数据处理中心根据磨煤机实时运行参数采集系统、磨煤机基座振动传感器及磨煤机本体振动传感器采集的数据判断磨煤机振动是否异常现象，当磨煤机振动异常现象时，则产生报警信号的具体过程为：
数据处理中心根据磨煤机基座的振动强度f1及磨煤机本体的振动强度f2利用磨煤机实际振动特性函数f实时＝f(f1，f2)计算磨煤机振动强度f实时，根据磨煤机实时出力B、磨煤机入口风量Q、原煤可磨性指数KVTI、磨煤机进口风温T1、磨煤机出口风温T2、磨煤机进口风压P1、磨煤机出口风压P2及磨煤机煤粉细度R90利用磨煤机振动预警特性函数f预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警振动强度f预警，设f余量为预设常量，当f实时≥f预警-f余量时，则随后获取单位时间t1内f实时的升高速率Vf实时，设定Vf预警为预设常量，当Vf实时≥Vf预警时，则发出报警信号，并告知运行人员及时处理。
数据处理中心根据磨煤机入口风压传感器、磨煤机出口风压传感器以及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据判断磨煤机是否发生堵磨现象，当磨煤机发生堵磨现象时，则产生报警信号的具体过程为：
获取磨煤机进口风压P1及磨煤机出口风压P2，得磨煤机实时差压ΔP实时，根据磨煤机差压预警特性函数ΔP预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警差压ΔP预警，其中，B为磨煤机实时出力，Q为磨煤机入口风量、KVTI为原煤可磨性指数，T1为磨煤机进口风温，T2为磨煤机出口风温，P1为磨煤机进口风压，P2为磨煤机出口风压，R90为磨煤机煤粉细度，设ΔP余量为预设常量，当ΔP实时≥ΔP预警-ΔP余量时，则随后获取单位时间t2内ΔP实时的升高速率VΔP实时，设VΔP预警为预设常量，当VΔP实时≥VΔP预警时，则发出报警信号，以提醒运行人员及时处理。
数据处理中心根据磨煤机出口温度传感器及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，当磨煤机发生粉管爆燃现象时，则产生报警信号的具体过程为：
根据当前原煤干燥无灰基挥发分Vdaf计算磨煤机出口的最大允许温度T预警，将磨煤机出口风温T2与T预警-T余量进行对比，其中，T余量为预设常量，当T2≥T预警-T余量时，则随后获取单位时间t3内T2的升高速率VT2，设VT预警为预警升高速率，当VT2≥VT预警时，则发出报警信号，并将所述报警信号，以提醒运行人员及时处理，避免磨煤机堵磨现象的发生。
还包括：数据处理中心根据石子煤料位传感器对石子煤仓内石子煤量的实时在线监测。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统及方法在具体操作时，数据处理中心根据磨煤机实时运行参数采集系统、磨煤机基座振动传感器及磨煤机本体振动传感器采集的数据实现磨煤机振动实时监测与振动异常预警，根据磨煤机入口风压传感器、磨煤机出口风压传感器以及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据实现磨煤机进出口差压实时在线监测与磨煤机堵磨预警，根据磨煤机出口温度传感器及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据实现磨煤机粉管爆燃预警，根据石子煤料位传感器及磨煤机实时运行参数采集系统采集的数据实现石子煤量实时在线监测与石子煤倒灌入磨煤机预警，弥补该领域的市场空缺，适用于所有类型的中速磨煤机系统，工业推广应用性较强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为磨煤机、2为石子煤仓、3为石子煤料位传感器、4为磨煤机基座振动传感器、5为磨煤机入口风压传感器、6为磨煤机入口风温传感器、7为磨煤机入口一次风道、8为磨煤机实时运行参数采集系统、9为数据处理中心、10为磨煤机出口风压传感器、11为磨煤机出口温度传感器、12为磨煤机出口粉管、13为磨煤机本体振动传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统包括石子煤料位传感器3、磨煤机基座振动传感器4、磨煤机入口风压传感器5、磨煤机入口风温传感器6、磨煤机本体振动传感器13、磨煤机出口风压传感器10、磨煤机出口温度传感器11及数据处理中心9；石子煤料位传感器3位于石子煤仓2内，磨煤机基座振动传感器4位于磨煤机基座上，磨煤机入口风压传感器5与磨煤机入口风温传感器6位于磨煤机入口一次风道7内部，磨煤机本体振动传感器13在磨煤机1上，磨煤机出口风压传感器10与磨煤机出口温度传感器11在磨煤机出口粉管12内部；石子煤料位传感器3、磨煤机基座振动传感器4、磨煤机入口风压传感器5与磨煤机入口风温传感器6、磨煤机实时运行参数采集系统8、磨煤机出口风压传感器10、磨煤机出口温度传感器11以及磨煤机本体振动传感器13均与数据处理中心9相连。
本发明所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法包括以下步骤：
数据处理中心9根据磨煤机实时运行参数采集系统8、磨煤机基座振动传感器4及磨煤机本体振动传感器13采集的数据判断磨煤机振动是否异常现象，当磨煤机1振动异常现象时，则产生报警信号；
具体过程为：
数据处理中心9根据磨煤机基座的振动强度f1及磨煤机本体的振动强度f2利用磨煤机实际振动特性函数f实时＝f(f1，f2)计算磨煤机振动强度f实时，根据磨煤机实时出力B、磨煤机入口风量Q、原煤可磨性指数KVTI、磨煤机进口风温T1、磨煤机出口风温T2、磨煤机进口风压P1、磨煤机出口风压P2及磨煤机煤粉细度R90利用磨煤机振动预警特性函数f预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警振动强度f预警，设f余量为预设常量，当f实时≥f预警-f余量时，则随后获取单位时间t1内f实时的升高速率Vf实时，设定Vf预警为预设常量，当Vf实时≥Vf预警时，则发出报警信号，并告知运行人员及时处理。
数据处理中心9根据磨煤机入口风压传感器5、磨煤机出口风压传感器10以及磨煤机实时运行参数采集系统8采集的数据判断磨煤机1是否发生堵磨现象，当磨煤机1发生堵磨现象时，则产生报警信号；
具体过程为：
获取磨煤机进口风压P1及磨煤机出口风压P2，得磨煤机实时差压ΔP实时，根据磨煤机差压预警特性函数ΔP预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警差压ΔP预警，其中，B为磨煤机实时出力，Q为磨煤机入口风量、KVTI为原煤可磨性指数，T1为磨煤机进口风温，T2为磨煤机出口风温，P1为磨煤机进口风压，P2为磨煤机出口风压，R90为磨煤机煤粉细度，设ΔP余量为预设常量，当ΔP实时≥ΔP预警-ΔP余量时，则随后获取单位时间t2内ΔP实时的升高速率VΔP实时，设VΔP预警为预设常量，当VΔP实时≥VΔP预警时，则发出报警信号，以提醒运行人员及时处理。
数据处理中心9根据磨煤机出口温度传感器11及磨煤机实时运行参数采集系统8采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，当磨煤机1发生粉管爆燃现象时，则产生报警信号；
具体过程为：
根据当前原煤干燥无灰基挥发分Vdaf计算磨煤机出口的最大允许温度T预警，将磨煤机出口风温T2与T预警-T余量进行对比，其中，T余量为预设常量，当T2≥T预警-T余量时，则随后获取单位时间t3内T2的升高速率VT2，设VT预警为预警升高速率，当VT2≥VT预警时，则发出报警信号，并将所述报警信号，以提醒运行人员及时处理，避免磨煤机堵磨现象的发生。
数据处理中心9根据石子煤料位传感器3及磨煤机实时运行参数采集系统8采集的数据，判断是否出现石子煤倒灌入磨煤机1现象，当出现石子煤倒灌入磨煤机1现象时，则产生报警信号。
本发明还包括：数据处理中心9根据石子煤料位传感器3对石子煤仓2内石子煤量的实时在线监测。
本发明能够同时对中速磨煤机常见运行安全风险的实时在线监测与预警，其中，包括磨煤机振动实时监测与振动异常预警、磨煤机进出口差压实时在线监测与磨煤机堵磨预警、磨煤机粉管爆燃预警以及石子煤量实时在线监测与石子煤倒灌入磨煤机预警。

Claims (4)

1.一种中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法，其特征在于，基于中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统，中速磨煤机运行安全在线监测与预警系统包括石子煤料位传感器(3)、磨煤机基座振动传感器(4)、磨煤机入口风压传感器(5)、磨煤机入口风温传感器(6)、磨煤机本体振动传感器(13)、磨煤机出口风压传感器(10)、磨煤机出口温度传感器(11)及数据处理中心(9)；
石子煤料位传感器(3)位于石子煤仓(2)内，磨煤机基座振动传感器(4)位于磨煤机基座上，磨煤机入口风压传感器(5)与磨煤机入口风温传感器(6)位于磨煤机入口一次风道(7)内部，磨煤机本体振动传感器(13)在磨煤机(1)上，磨煤机出口风压传感器(10)与磨煤机出口温度传感器(11)在磨煤机出口粉管(12)内部；
石子煤料位传感器(3)、磨煤机基座振动传感器(4)、磨煤机入口风压传感器(5)与磨煤机入口风温传感器(6)、磨煤机实时运行参数采集系统(8)、磨煤机出口风压传感器(10)、磨煤机出口温度传感器(11)以及磨煤机本体振动传感器(13)均与数据处理中心(9)相连；
包括以下步骤：
数据处理中心(9)根据磨煤机实时运行参数采集系统(8)、磨煤机基座振动传感器(4)及磨煤机本体振动传感器(13)采集的数据判断磨煤机振动是否异常现象，当磨煤机(1)振动异常现象时，则产生报警信号；
数据处理中心(9)根据磨煤机入口风压传感器(5)、磨煤机出口风压传感器(10)以及磨煤机实时运行参数采集系统(8)采集的数据判断磨煤机(1)是否发生堵磨现象，当磨煤机(1)发生堵磨现象时，则产生报警信号；
数据处理中心(9)根据磨煤机出口温度传感器(11)及磨煤机实时运行参数采集系统(8)采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，当磨煤机(1)发生粉管爆燃现象时，则产生报警信号；
数据处理中心(9)根据石子煤料位传感器(3)及磨煤机实时运行参数采集系统(8)采集的数据，判断是否出现石子煤倒灌入磨煤机(1)现象，当出现石子煤倒灌入磨煤机(1)现象时，则产生报警信号；
数据处理中心(9)根据磨煤机实时运行参数采集系统(8)、磨煤机基座振动传感器(4)及磨煤机本体振动传感器(13)采集的数据判断磨煤机振动是否异常现象，当磨煤机(1)振动异常现象时，则产生报警信号的具体过程为：
数据处理中心(9)根据磨煤机基座的振动强度f1及磨煤机本体的振动强度f2利用磨煤机实际振动特性函数f实时＝f(f1，f2)计算磨煤机振动强度f实时，根据磨煤机实时出力B、磨煤机入口风量Q、原煤可磨性指数KVTI、磨煤机进口风温T1、磨煤机出口风温T2、磨煤机进口风压P1、磨煤机出口风压P2及磨煤机煤粉细度R90利用磨煤机振动预警特性函数f预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警振动强度f预警，设f余量为预设常量，当f实时≥f预警-f余量时，则随后获取单位时间t1内f实时的升高速率Vf实时，设定Vf预警为预设常量，当Vf实时≥Vf预警时，则发出报警信号，并告知运行人员及时处理。
2.根据权利要求1所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法，其特征在于，数据处理中心(9)根据磨煤机入口风压传感器(5)、磨煤机出口风压传感器(10)以及磨煤机实时运行参数采集系统(8)采集的数据判断磨煤机(1)是否发生堵磨现象，当磨煤机(1)发生堵磨现象时，则产生报警信号的具体过程为：
获取磨煤机进口风压P1及磨煤机出口风压P2，得磨煤机实时差压△P实时，根据磨煤机差压预警特性函数△P预警＝f(B，Q，KVTI，T1，T2，P1，P2，R90)计算预警差压△P预警，其中，B为磨煤机实时出力，Q为磨煤机入口风量、KVTI为原煤可磨性指数，T1为磨煤机进口风温，T2为磨煤机出口风温，P1为磨煤机进口风压，P2为磨煤机出口风压，R90为磨煤机煤粉细度，设△P余量为预设常量，当△P实时≥△P预警-△P余量时，则随后获取单位时间t2内△P实时的升高速率V△P实时，设V△P预警为预设常量，当V△P实时≥V△P预警时，则发出报警信号，以提醒运行人员及时处理。
3.根据权利要求1所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法，其特征在于，数据处理中心(9)根据磨煤机出口温度传感器(11)及磨煤机实时运行参数采集系统(8)采集的数据，判断磨煤机粉管爆燃现象，当磨煤机(1)发生粉管爆燃现象时，则产生报警信号的具体过程为：
根据当前原煤干燥无灰基挥发分Vdaf计算磨煤机出口的最大允许温度T预警，将磨煤机出口风温T2与T预警-T余量进行对比，其中，T余量为预设常量，当T2≥T预警-T余量时，则随后获取单位时间t3内T2的升高速率VT2，设VT预警为预警升高速率，当VT2≥VT预警时，则发出报警信号，并将所述报警信号，以提醒运行人员及时处理，避免磨煤机堵磨现象的发生。
4.根据权利要求1所述的中速磨煤机运行安全在线监测与预警方法，其特征在于，还包括：数据处理中心(9)根据石子煤料位传感器(3)对石子煤仓(2)内石子煤量的实时在线监测。
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