CN112547294A - 一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，包括以下步骤：测试磨出口每个粉管的动压值、以及分别计算磨出口每个粉管的空气密度和磨出口每个粉管内煤粉流量；计算磨出口每个粉管内的空气流量；计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度；计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度；计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速；计算差值，并对差值进行判别；计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量，计算得到磨入口风量。本发明将计算得到的磨出口实测风粉混合物流速与预设的风粉混合物假定流速进行差值判别，循环迭代，通过在更有利保证测试结果准确性的测点处进行准确测试和计算，有效保障了中速磨煤机入口风量实测结果的准确性，从而可有效加强电站锅炉热态运行中一次风量的有效控制，提升锅炉运行的经济性和环保性。

Description

一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法
技术领域
本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法。
背景技术
传统中速磨煤机入口风量获取方法多基于冷态纯通风条件下在磨煤机入口矩形风道进行测试，难以保证测点长时间使用及热态运行中对风量准确性的要求。具体而言，磨煤机入口矩形风道常由于直管段较短或存在弯头等原因，使得测点处流场存在较大的紊流，影响等截面网格法测试的准确性。同时，长时间热态运行后，磨入口风量测试元件存在磨损、变形甚至局部堵塞等问题，表盘显示流量准确性降低。再者，热态运行中由于热一次风温度高以及磨入口风压大等原因，使得热态条件下在磨入口风量测点处测试困难。故长时间热态运行后，在线磨入口风量数据的准确性降低且试验标定测试开展困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，解决了传统中速磨煤机入口风量获取方法存在的准确性低的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，包括以下步骤：
步骤1，测试磨出口每个粉管的动压值、以及分别计算磨出口每个粉管的空气密度和磨出口每个粉管内煤粉流量；
步骤2，预设磨出口每个粉管内风粉混合物的假定气流速度，结合步骤1计算得到的空气密度，计算磨出口每个粉管内的空气流量；
步骤3，根据步骤1计算得到的磨出口每个粉管内煤粉流量和步骤2中得到的磨出口每个粉管内的空气流量，计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度；
步骤4，根据步骤1得到的空气密度和步骤3得到的磨出口每个粉管内的煤粉浓度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度；
步骤5，根据步骤1得到的磨出口每个粉管的动压值和步骤4中得到的风粉混合物气流密度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速；
步骤6，计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值；若该差值等于0时，进入步骤7；否则，进入步骤8；
步骤7，通过步骤4中得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度和步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量，之后进入步骤9；
步骤8，重复执行步骤2至步骤6，直至差值等于0，其中，迭代过程中，将步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速替换步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度；
步骤9，根据步骤7得到的磨出口各个粉管内的风粉混合物流量计算得到磨入口风量。
优选地，步骤1中，计算磨出口每个粉管的空气密度，具体方法是：
测试磨出口风粉混合物温度t，并通过下式(2)计算磨出口每个粉管的空气密度：
Figure BDA0002793681270000021
其中，
Figure BDA0002793681270000022
为第i个粉管的空气密度，kg/m3；t为磨出口风粉混合物温度，℃；pa为测量时当地实际大气压，Pa；
Figure BDA0002793681270000023
——第i个粉管的测量截面静压，Pa；ρ0为标准状态下的空气密度，kg/m3。
优选地，步骤1中，计算磨出口每个粉管内煤粉流量，具体方法是：
利用等速取样法在等时间内获取磨出口每个粉管的煤粉试样；
通过下式(3)计算各个粉管内的煤粉流量：
Figure BDA0002793681270000031
其中，
Figure BDA0002793681270000032
为第i个粉管内的煤粉流量，t/h；mi为所获取的第i个粉管内的煤粉试样的质量，g；Qco为单台磨入口的给煤量，t/h；n为磨出口粉管数量。
优选地，步骤2中，通过下式(4)计算磨出口每个粉管内的空气流量：
Figure BDA0002793681270000033
其中，
Figure BDA0002793681270000034
为第i个粉管内的空气流量，t/h；
Figure BDA0002793681270000035
为预设的磨出口第i个粉管内的风粉混合物的假定气流速度，m/s；d为磨出口管当量直径，m。
优选地，步骤3中，通过下式(5)计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度，具体方法是：
Figure BDA0002793681270000036
其中，μi为第i个粉管内的煤粉浓度。
优选地，步骤4中，通过下式(6)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度，具体方法是：
Figure BDA0002793681270000037
其中，
Figure BDA0002793681270000038
为第i个粉管内的风粉混合物气流密度，kg/m3；k为考虑管内煤粉和空气流速差异的系数，取0.75～0.8。
优选地，步骤5中，通过下式(7)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，具体方法是：
Figure BDA0002793681270000039
其中，
Figure BDA00027936812700000310
为计算的第i个粉管内的风粉混合物流速，m/s；K为测试仪器风速标定系数。
优选地，步骤6中，通过下式(8)计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值：
Figure BDA0002793681270000041
其中，δi为第i个粉管内的差值，m/s。
差值优选地，步骤7中，通过下式(9)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量：
Figure BDA0002793681270000042
其中，
Figure BDA0002793681270000043
为第i个粉管内的风粉混合物流量，t/h。
优选地，步骤9中，通过下式(10)计算得到磨入口风量：
Figure BDA0002793681270000044
其中，Qin为磨入口风量，t/h；Qs为设备说明书提供的磨密封风量，t/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，通过预设磨出口每个粉管内的风粉混合物假定流速，并依赖该每个粉管内的风粉混合物假定流速计算得到热态条件下风粉混合物密度这一关键参数，从而保证计算流程的顺利进行；继而将计算得到的实测风粉混合物流速与假定风粉混合物流速进行差值判别，循环迭代，直至计算流速与假定流速相等；最终使用实测磨出口风粉混合物质量流量与给煤量和密封风量的差值得到磨煤机入口风量的准确测试结果，有效保障了中速磨煤机入口风量实测结果的准确性，从而可有效加强电站锅炉热态运行中一次风量的控制，提升锅炉运行的经济性和环保性。
进一步，根据实际测试的风粉混合物流速对假定的风粉混合物流速进行判别和迭代，最终使得实测流速和假定流速相等，从而得到准确的风粉混合物流速，以满足各项流量计算对流速的需求。
进一步，本发明采用磨出口各粉管质量流量的实测值与给煤量和密封风量的差值计算热态条件下中速磨煤机入口风量，试验测点流场条件更好，测点处温度较低，试验条件和工况要求基本无制约，试验可在日常运行中随时开展。
综上所述，本发明提出的热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，旨在通过在更有利保证测试结果准确性的测点处进行准确测试和计算，从而保证热态运行中磨入口一次风量的准确性，实现热态运行中磨入口一次风量的准确控制，保障电站锅炉经济环保运行的目标。
附图说明
图1是本发明测试计算流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法是本申请的一个创新性的技术，在热态运行条件下，采用磨出口各粉管质量流量的实测值与给煤量和密封风量的差值获取磨入口风量，能很好的保证测试数据的准确性，同时，磨出口流场及温度条件适宜，试验的开展对磨运行状态无特殊要求，能更好的反映磨入口风量热态运行条件下的实际状态。热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法对热态运行中准确控制磨入口一次风量、保障电站锅炉经济环保运行具有重要意义。
参见图1，本发明提供的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，包括以下步骤：
步骤1，测试磨出口每个粉管的动压值、以及分别计算磨出口每个粉管的空气密度和磨出口每个粉管内煤粉流量；
步骤2，预设磨出口每个粉管内风粉混合物的假定气流速度，结合步骤1计算得到的空气密度，计算磨出口每个粉管内的空气流量；
步骤3，根据步骤1计算得到的磨出口每个粉管内煤粉流量和步骤2中得到的磨出口每个粉管内的空气流量，计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度；
步骤4，根据步骤1得到的空气密度和步骤3得到的磨出口每个粉管内的煤粉浓度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度；
步骤5，根据步骤1得到的磨出口每个粉管的动压值和步骤4中得到的风粉混合物气流密度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速；
步骤6，计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值；若该差值等于0时，进入步骤7；否则，进入步骤8；
步骤7，通过步骤4中得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度和步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量，之后进入步骤9；
步骤8，重复执行步骤2至步骤6，直至差值等于0，其中，迭代过程中，将步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速替换步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度；
步骤9，根据步骤7得到的磨出口各个粉管内的风粉混合物流量计算得到磨入口风量。
其中，步骤1中，测试磨出口每个粉管的动压值，具体方法是，利用等截面网格法测试磨出口每个粉管的动压值；具体方法是：
首先，测试得到每个粉管内每个测点的动压值，其中，测试时所需设备以及工艺要求需满足GB/T10184-2015《电站锅炉性能试验规程》；
其次，根据得到的每个粉管内每个测点的动压值，通过下式(1)计算得到每个粉管内整个截面的均方根值，根据均方根值求取磨出口每个粉管的动压值：
Figure BDA0002793681270000061
其中，
Figure BDA0002793681270000062
分别为第i个粉管内每个测点的动压值，Pa；y为整个测量截面的测点总数；i为每个粉管编号；
Figure BDA0002793681270000063
为第i个粉管的动压值；
Figure BDA0002793681270000064
为第i个粉管内整个截面动压的均方根值。
步骤1中，计算磨出口每个粉管的空气密度，具体方法是：
测试磨出口风粉混合物温度t，并通过下式(2)计算磨出口每个粉管的空气密度：
Figure BDA0002793681270000071
其中，
Figure BDA0002793681270000072
为第i个粉管的空气密度，kg/m3；t为磨出口风粉混合物温度，℃；pa为测量时当地实际大气压，Pa；
Figure BDA0002793681270000073
——第i个粉管的测量截面静压，Pa；ρ0为标准状态下的空气密度，kg/m3。
步骤1中，计算磨出口每个粉管内煤粉流量，具体方法是：
利用等速取样法在等时间内获取磨出口每个粉管的煤粉试样；其中，煤粉试样的取样测点与等截面网格法测试磨出口每个粉管动压值中的测点相同；
通过下式(3)计算各个粉管内的煤粉流量：
Figure BDA0002793681270000074
其中，
Figure BDA0002793681270000075
为第i个粉管内的煤粉流量，t/h；mi为等时间内获取的第i个粉管内的煤粉试样的质量，g；Qco为单台磨入口的给煤量，t/h；n为磨出口粉管数量。
步骤2中，通过下式(4)计算磨出口每个粉管内的空气流量：
Figure BDA0002793681270000076
其中，
Figure BDA0002793681270000077
为第i个粉管内的空气流量，t/h；
Figure BDA0002793681270000078
为预设的磨出口第i个粉管内的风粉混合物的假定气流速度，m/s；d为磨出口管当量直径，m。
步骤3中，通过下式(5)计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度，具体方法是：
Figure BDA0002793681270000079
其中，μi为第i个粉管内的煤粉浓度。
步骤4中，通过下式(6)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度，具体方法是：
Figure BDA00027936812700000710
其中，
Figure BDA0002793681270000081
为第i个粉管内的风粉混合物气流密度，kg/m3；k为考虑管内煤粉和空气流速差异的系数，取0.75～0.8。
步骤5中，通过下式(7)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，具体方法是：
Figure BDA0002793681270000082
其中，
Figure BDA0002793681270000083
为计算的第i个粉管内的风粉混合物流速，m/s；K为测试仪器风速标定系数。
步骤6中，通过下式(8)计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值：
Figure BDA0002793681270000084
其中，δi为第i个粉管内的差值，m/s。
差值如果δi≠0，则将步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速替换步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度，重新计算每个粉管内的风粉混合物流速，直至δi＝0。
步骤7中，通过下式(9)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量：
Figure BDA0002793681270000085
其中，
Figure BDA0002793681270000086
为第i个粉管内的风粉混合物流量，t/h。
步骤9中，通过下式(10)计算得到磨入口风量：
Figure BDA0002793681270000087
其中，Qin为磨入口风量，t/h；Qs为设备说明书提供的磨密封风量，t/h。

Claims (10)

1.一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，测试磨出口每个粉管的动压值、以及分别计算磨出口每个粉管的空气密度和磨出口每个粉管内煤粉流量；
步骤2，预设磨出口每个粉管内风粉混合物的假定气流速度，结合步骤1计算得到的空气密度，计算磨出口每个粉管内的空气流量；
步骤3，根据步骤1计算得到的磨出口每个粉管内煤粉流量和步骤2中得到的磨出口每个粉管内的空气流量，计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度；
步骤4，根据步骤1得到的空气密度和步骤3得到的磨出口每个粉管内的煤粉浓度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度；
步骤5，根据步骤1得到的磨出口每个粉管的动压值和步骤4中得到的风粉混合物气流密度，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速；
步骤6，计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值；若该差值等于0时，进入步骤7；否则，进入步骤8；
步骤7，通过步骤4中得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度和步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量，之后进入步骤9；
步骤8，重复执行步骤2至步骤6，直至差值等于0，其中，迭代过程中，将步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速替换步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度；
步骤9，根据步骤7得到的磨出口各个粉管内的风粉混合物流量计算得到磨入口风量。
2.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤1中，计算磨出口每个粉管的空气密度，具体方法是：
测试磨出口风粉混合物温度t，并通过下式(2)计算磨出口每个粉管的空气密度：
Figure FDA0002793681260000021
其中，
Figure FDA0002793681260000022
为第i个粉管的空气密度，kg/m3；t为磨出口风粉混合物温度，℃；pa为测量时当地实际大气压，Pa；
Figure FDA0002793681260000023
——第i个粉管的测量截面静压，Pa；ρ0为标准状态下的空气密度，kg/m3。
3.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤1中，计算磨出口每个粉管内煤粉流量，具体方法是：
利用等速取样法在等时间内获取磨出口每个粉管的煤粉试样；
通过下式(3)计算各个粉管内的煤粉流量：
Figure FDA0002793681260000024
其中，
Figure FDA0002793681260000025
为第i个粉管内的煤粉流量，t/h；mi为所获取的第i个粉管内的煤粉试样的质量，g；Qco为单台磨入口的给煤量，t/h；n为磨出口粉管数量。
4.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤2中，通过下式(4)计算磨出口每个粉管内的空气流量：
Figure FDA0002793681260000026
其中，
Figure FDA0002793681260000027
为第i个粉管内的空气流量，t/h；
Figure FDA0002793681260000028
为预设的磨出口第i个粉管内的风粉混合物的假定气流速度，m/s；d为磨出口管当量直径，m。
5.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤3中，通过下式(5)计算磨出口每个粉管内的煤粉浓度，具体方法是：
Figure FDA0002793681260000029
其中，μi为第i个粉管内的煤粉浓度。
6.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤4中，通过下式(6)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物气流密度，具体方法是：
Figure FDA0002793681260000031
其中，
Figure FDA0002793681260000032
为第i个粉管内的风粉混合物气流密度，kg/m3；k为考虑管内煤粉和空气流速差异的系数，取0.75～0.8。
7.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤5中，通过下式(7)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流速，具体方法是：
Figure FDA0002793681260000033
其中，
Figure FDA0002793681260000034
为计算的第i个粉管内的风粉混合物流速，m/s；K为测试仪器风速标定系数。
8.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤6中，通过下式(8)计算步骤5得到的磨出口每个粉管内的风粉混合物流速与步骤2中预设的磨出口每个粉管内的风粉混合物假定气流速度之间的差值：
Figure FDA0002793681260000035
其中，δi为第i个粉管内的差值，m/s。
9.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤7中，通过下式(9)计算磨出口每个粉管内的风粉混合物流量：
Figure FDA0002793681260000036
其中，
Figure FDA0002793681260000037
为第i个粉管内的风粉混合物流量，t/h。
10.根据权利要求1所述的一种热态条件下中速磨煤机入口风量的获取方法，其特征在于，步骤9中，通过下式(10)计算得到磨入口风量：
Figure FDA0002793681260000038
其中，Qin为磨入口风量，t/h；Qs为设备说明书提供的磨密封风量，t/h。
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