CN112577915A - 燃煤电厂磨煤机出口co和温度在线监测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,其中,包括:零气系统、多组双探头恒流稀释预处理系统、多通道分时同步测量系统,每组双探头恒流稀释预处理系统,设置在每个磨煤机煤粉出口处,其中,每组双探头恒流稀释预处理系统,包括:两个设置在磨煤机煤粉出口处的恒流稀释取样装置,每个恒流稀释取样装置连接一个电磁阀的一端,其中,多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀的另一端均与零气系统连接,用于将零气系统输出的空气输出到磨煤机内部与磨煤机内部的气体稀释。由此,样气取样量小、管路无需高温伴热、日常维护量低和系统稳定性高、且测量精度和测量连续性也得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及煤电安全技术领域,尤其涉及一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统。
背景技术
磨煤机是火力发电厂燃煤机组制粉系统的主要辅助设备,目前制粉工艺可将煤粉直径减小到微米量级,大大提高了煤粉流中氧化剂和还原剂的接触面积,使之转变为一种对明火极其敏感的易燃易爆性混合气氛场。磨煤机运行过程中,煤与空气接触被氧化形成CO气体和碳,同时摩擦产生的热量将首先引起煤粉的不完全燃烧,从而产生大量的CO气体。CO气体浓度在磨煤机内部有限空间的增加,降低了磨煤机内可燃混合物的着火点,增加了磨煤机着火或爆炸的危险性。
然而,在这种工况下,一旦煤粉流接触到明火、磨煤机内高浓度CO气体或磨煤机某一局部温度升高到煤粉燃点以上,就会发生闪爆。造成设备破坏、生产过程中断,甚至人员伤亡的严重事故。
相关技术中,为了对磨煤机进行监测,传统的磨煤机监测系统仅基于温度进行安全预警,即在制粉系统最有可能发生煤粉累积的位置布多组温度传感器,在磨煤机进出口设测温点及测压点,监测系统是否正常运行。但在磨煤机内部CO气体的分布相对均匀,而温度的分布是不均匀的,导致温度监测系统复杂,需在不同位置安装多监测点,可靠性差,响应时间长。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的第一个目的在于提出一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,以实现监测的样气取样量小、管路无需高温伴热、日常维护量低和系统稳定性高、且测量精度和测量连续性也得到保证。
为达上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,包括:包括:零气系统、多组双探头恒流稀释预处理系统、多通道分时同步测量系统,其中,所述多通道分时同步测量系统中包括CO测量仪表,所述多组双探头恒流稀释预处理系统均与所述多通道分时同步测量系统连接,每组所述双探头恒流稀释预处理系统,设置在每个磨煤机煤粉出口处,其中,
每组所述双探头恒流稀释预处理系统,包括:两个设置在磨煤机煤粉出口处的恒流稀释取样装置,每个所述恒流稀释取样装置连接一个电磁阀的一端,其中,所述多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀的另一端均与零气系统连接,用于将所述零气系统输出的空气输出到磨煤机内部与磨煤机内部的气体稀释。
可选的,所述零气系统,用于输出纯净干燥空气,所述多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀通过总调压阀与所述零气系统连接。
可选的,所述系统还包括反吹电磁阀,
所述反吹电磁阀的一端与所述总调压阀相连,所述反吹电磁阀的另一端与所述多通道分时同步测量系统相连。
可选的,所述CO测量仪表采用激光吸收光谱技术测量。
可选的,所述恒流稀释取样装置,包括:
一级滤芯、二级滤芯、取样腔、恒流稀释模块,其中,
所述一级滤芯与所述二级滤芯相连,用于过滤磨煤机内部的稀释气体并向所述二级滤芯传输稀释后的样气;
所述二级滤芯与所述取样腔连接,用于将接收到的样气传输到所述取样腔;
所述取样腔与所述恒流稀释模块连接,所述恒流稀释模块与所述多通道分时同步测量系统连接,所述恒流稀释模块对所述样气稀释后传入所述多通道分时同步测量系统。
可选的,所述恒流稀释取样装置,包括:
陶瓷保护壳,其中,所述恒流稀释取样装置位于所述陶瓷保护壳形成的空间内部。
可选的,所述恒流稀释取样装置,包括:
热电偶,其中,所述热电偶设置在所述二级滤芯上,用于测量温度。
可选的,所述取样腔固定在焊接式法兰套筒上。
可选的,所述取样腔通过法兰螺栓固定在所述焊接式法兰套筒上。
可选的,所述恒流稀释取样装置,包括探头,其中,所述探头插入所述磨煤机煤粉出口的内部。
本发明的实施例,至少具有如下附加的技术效果:
采用双探头恒流稀释预处理技术,样气取样量小,管路无需高温伴热,日常维护量小;双探头切换方式,在系统反吹时不影响测量,实现连续在线监测,每台磨煤机出口安装双探头恒流稀释预处理装置,采用多通道分时轮测方式,多台磨煤机共用一台高精度CO分析仪,实现快速、准确监测每台磨煤机出口CO/温度,保证安全稳定运行,为磨煤机出口温度优化调整提供准确数据。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例所提供的一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统的结构示意图;
图2是本发明实施例的磨煤机出口安装位置及恒流稀释取样装置结构示意图。
1至10-电磁阀;11-总调压阀;12-纯净干燥空气;13至22-恒流稀释取样装置;23-反吹电磁阀;24至28-中速磨煤机煤粉出口;29-CO测量仪表;30-多通道分时同步测量系统;31-一级滤芯;32-热电偶;33-二级滤芯;34-法兰套筒;35-取样腔;36-陶瓷保护壳;37-恒流稀释模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统。
正如背景技术中提到的,相关技术中,对磨煤机的监测中,监测技术落后:针对磨煤机出口CO检测方式多为电化学传感器和非分散红外测量技术(NDIR),其对取样预处理系统要求高,测量精度低,响应速度慢,日常维护量大,监测方式存在隐患:燃煤电厂磨煤机内部气氛场复杂,为防止磨煤机在运行过程中发生爆炸等安全事故,现对磨煤机出口处进行在线温度监测,实际磨出口温度并不能完全反映磨煤机内部是否处于危险工况,监测系统稳定性差:预处理系统采用传统高温伴热抽取式,其取样装置结构简单,样气取样量大,前端滤芯及管路堵塞严重,日常维护量大,单取样装置在实现反吹等功能时,不能实现连续在线监测,系统稳定性差,监测系统成本高:现磨煤机出口CO在线监测系统多采用单台磨煤机配单套监测系统,仪表数量及系统耗材成本高。
本发明实施例的燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,在磨煤机出口处安装在线监测预警系统能更真实、全面反映磨煤机内部气氛场,为提高磨煤机出口温度优化提供准确数据,其中,监测的对象包括CO或温度。
下面首先对本发明实施例的燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统的结构进行说明:
图1为本发明实施例所提供的一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统的结构示意图。如图1所示,该燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,包括:零气系统12、多组双探头恒流稀释预处理系统、多通道分时同步测量系统30,其中,多通道分时同步测量系统30中包括CO测量仪表29,多组双探头恒流稀释预处理系统均与多通道分时同步测量系统连接30,每组双探头恒流稀释预处理系统,设置在每个磨煤机煤粉出口处,其中,
每组双探头恒流稀释预处理系统,包括:两个设置在磨煤机煤粉出口处的恒流稀释取样装置13-22,每个恒流稀释取样装置连接一个电磁阀1-10的一端,其中,多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀的另一端均与零气系统12连接,用于将零气系统12输出的空气输出到磨煤机内部与磨煤机内部的气体稀释。
其中,零气系统12,用于输出纯净干燥空气,多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀通过总调压阀11与零气系统12连接。
在本发明的一个时候死里中,该监测系统还包括反吹电磁阀23,其中,反吹电磁阀23的一端与总调压阀11相连,反吹电磁阀23的另一端与多通道分时同步测量系统30相连。
在本发明的一个实施例中,CO测量仪表29采用激光吸收光谱技术测量有关CO的含量等。
下面对恒流稀释取样装置13-22的结构进行说明,其中,恒流稀释取样装置13-22每个恒流稀释取样装置的结构相同。参照图2,恒流稀释取样装置包括:一级滤芯31、二级滤芯33、取样腔35、恒流稀释模块37,其中,
一级滤芯31与二级滤芯33相连,用于过滤磨煤机内部的稀释气体并向二级滤芯33传输稀释后的样气;
二级滤芯33与取样腔35连接,用于将接收到的样气传输到取样腔35;
取样腔35与恒流稀释模块37连接,恒流稀释模块37与多通道分时同步测量系统30连接,恒流稀释模块37对样气稀释后传入多通道分时同步测量系统30。
在本发明的一个实施例中,继续参照图2,恒流稀释取样装置还包括:陶瓷保护壳36,其中,恒流稀释取样装置位于陶瓷保护壳36形成的空间内部。
在本发明的一个实施例中,继续参照图2,恒流稀释取样装置,包括:
热电偶32,其中,热电偶35设置在二级滤芯33上,用于测量温度。
在本发明的一个实施例中,继续参照图2,取样腔35固定在焊接式法兰套筒34上。在本实施例中,取样腔35通过法兰螺栓固定在焊接式法兰套筒34上。
在本发明的一个实施例中,恒流稀释取样装置实际上是探头形式,从而,形成了爽探头的恒流稀释预处理装置,参照图1,两个探头插入磨煤机煤粉出口的内部,以进行样气的采集,且由于以探头形式采集,样气取量少。比如,安装在磨煤机的磨出粉管水平和竖直两个方向通过对应的电磁阀切换实现连续在线测量。
下面其次说明本发明实施例的燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统的运行过程。
具体而言,零气系统12输出的纯净干燥空气流经总调压阀11、各支路电磁阀1-10,关闭反吹电磁阀23,在高精度的恒流稀释取样装置13-22内与磨煤机内部气体稀释,样气经恒流稀释取样装置的一级滤芯31过滤后进入二级滤芯33,取样腔35通过法兰螺栓固定在焊接磨出口法兰套筒34,每个取样装置有陶瓷保护壳36防磨损和热电偶32实现温度测量,样气经恒流稀释模块37稀释后送入多通道分时同步测量系统30,分时同步测量系统30内有高精度CO仪表29进行气体浓度测量;当多路恒流稀释取样装置前端一级滤芯31和二级滤芯33上表面积灰,定期打开反吹调压阀23,压缩空气通过吹扫管,由滤芯内部吹向外部,带走滤芯表面灰尘,保证长期运行下不堵灰。
比如,可以监测恒流稀释取样装置的运行时长是否达到预设时长,当达到预设时长,则打开反吹调压阀23,压缩空气通过吹扫管,由滤芯内部吹向外部,带走滤芯表面灰尘,保证长期运行下不堵灰。
另外,由于恒流稀释取样装置13-22是双探头的,因此,可以通过探头连接的电磁阀控制双探头轮询工作,实现连续不间断的样气采集,恒流稀释取样装置13-22采用双探头高精度恒流稀释技术,其具有样气取样量小、管路无需高温伴热、日常维护量低和系统稳定性高等优势,对单台磨煤机实现连续在线监测,将采样后的洋气输送到分时同步测量系统30。
分时同步测量系统30中的高精度CO测量仪表29采用激光吸收光谱技术(TDLAS),利用窄带激光扫描目标气体特征谱线,抗干扰能力强、测量精度高、响应速度快,另外,采用多通道分时同步测量方案,可实现单台仪表对多台磨煤机出口(CO/温度)连续在线监测,降低烟气分析仪成本,降低烟气分析仪成本,最终监测数据上传电厂DCS系统,为工作人员提供可靠依据,保证磨煤机内部高效、安全运行。
在本发明的一个实施例中,在分时同步测量系统30中设置与每个磨煤机对应的测量通道,该测量通道用于接收对应磨煤机上由双探头恒流稀释预处理系统输送的样气,在实际操作中,CO测量仪表29可以分时轮测方式对每个通道的样气进行测量,使得多台磨煤机共用一台高精度CO分析仪。
综上,本发明实施例的燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,采用双探头恒流稀释预处理技术,样气取样量小,管路无需高温伴热,日常维护量小;双探头切换方式,在系统反吹时不影响测量,实现连续在线监测,每台磨煤机出口安装双探头恒流稀释预处理装置,采用多通道分时轮测方式,多台磨煤机共用一台高精度CO分析仪,实现快速、准确监测每台磨煤机出口CO/温度,保证安全稳定运行,为磨煤机出口温度优化调整提供准确数据。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种燃煤电厂磨煤机出口CO和温度在线监测预警系统,其特征在于,包括:零气系统、多组双探头恒流稀释预处理系统、多通道分时同步测量系统,其中,所述多通道分时同步测量系统中包括CO测量仪表,所述多组双探头恒流稀释预处理系统均与所述多通道分时同步测量系统连接,每组所述双探头恒流稀释预处理系统,设置在每个磨煤机煤粉出口处,其中,
每组所述双探头恒流稀释预处理系统,包括:两个设置在磨煤机煤粉出口处的恒流稀释取样装置,每个所述恒流稀释取样装置连接一个电磁阀的一端,其中,所述多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀的另一端均与零气系统连接,用于将所述零气系统输出的空气输出到磨煤机内部与磨煤机内部的气体稀释。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述零气系统,用于输出纯净干燥空气,所述多组双探头恒流稀释预处理系统的电磁阀通过总调压阀与所述零气系统连接。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括反吹电磁阀,
所述反吹电磁阀的一端与所述总调压阀相连,所述反吹电磁阀的另一端与所述多通道分时同步测量系统相连。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述CO测量仪表采用激光吸收光谱技术测量。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述恒流稀释取样装置,包括:
一级滤芯、二级滤芯、取样腔、恒流稀释模块,其中,
所述一级滤芯与所述二级滤芯相连,用于过滤磨煤机内部的稀释气体并向所述二级滤芯传输稀释后的样气;
所述二级滤芯与所述取样腔连接,用于将接收到的样气传输到所述取样腔;
所述取样腔与所述恒流稀释模块连接,所述恒流稀释模块与所述多通道分时同步测量系统连接,所述恒流稀释模块对所述样气稀释后传入所述多通道分时同步测量系统。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述恒流稀释取样装置,包括:
陶瓷保护壳,其中,所述恒流稀释取样装置位于所述陶瓷保护壳形成的空间内部。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述恒流稀释取样装置,包括:
热电偶,其中,所述热电偶设置在所述二级滤芯上,用于测量温度。
8.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述取样腔固定在焊接式法兰套筒上。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述取样腔通过法兰螺栓固定在所述焊接式法兰套筒上。
10.如权利要求1-9任一所述的系统,其特征在于,所述恒流稀释取样装置,包括探头,其中,所述探头插入所述磨煤机煤粉出口的内部。
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