CN112902158B - 一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，包括多个组合调节管件和多个煤粉管道；多个所述组合调节管件分别连通在多个所述煤粉管道上，所述组合调节管件包括内套管，所述内套管连通在煤粉管道上，内套管的上通过连接法兰密封套接有外套管，且外套管与所述内套管之间具有空气通道，所述内套管上等角度开设有多个通孔。本发明中，在煤粉管道上连通组合调节管件，采用压缩空气在组合调节管件内部通道中形成粉管风幕，进行各煤粉管道的偏差调节，通过控制不同煤粉管道的压缩空气流量调整风幕的强度，最终达到对不同煤粉管道流量进行独立控制调节，显著提高提高锅炉的燃烧效率和锅炉运行的安全性。

Description

一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及燃煤电站煤粉输送技术领域，尤其涉及一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置及调节方法。

背景技术

燃煤电站磨煤机和与其相连的若干根煤粉管道组成了制粉系统，制粉系统负责将原煤碾磨成细度合格的煤粉，并输送至锅炉燃烧，为了提高锅炉的燃烧效率和锅炉运行的安全性，要求每根煤粉管道内的煤粉细度、煤粉浓度和煤粉流量尽量一致。

目前大量试验研究表明，现有的制粉系统煤粉管道内风粉的偏差很大，其中煤粉量偏差、煤粉细度偏差、煤粉浓度偏差都很大，偏差±30％以上很普遍，锅炉结焦、爆管、温度场不均匀、飞灰含碳量高、NOx生成量大等都与风粉偏差有直接关系，所以制粉系统风粉偏差调整对提高锅炉运行的经济性和安全性是至关重要的。

而同一台磨煤机上的煤粉管道，由于连接到锅炉的不同位置，所以管道的走向和长度也不同，由于这种差别，导致煤粉管道对风粉混合物的阻力也不同，进一步影响到流量不同。为了解决这个问题，在煤粉管道上安装了可调缩孔，通过调节可调缩孔的开度，可以实现煤粉管道内一次风风速的平衡，但是煤粉量(煤粉浓度)的偏差依然很大，由此证明了当进入煤粉管道时，煤粉浓度已经偏差很大。因此，如何提供一种煤粉浓度调节装置或调节方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置及调节方法，在煤粉管道上连通组合调节管件，采用压缩空气在组合调节管件内部通道中形成粉管风幕，进行各煤粉管道的偏差调节，通过控制不同煤粉管道的压缩空气流量调整风幕的强度，最终达到对不同煤粉管道流量进行独立控制调节，显著提高提高锅炉的燃烧效率和锅炉运行的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，包括多个组合调节管件和多个煤粉管道；

多个所述组合调节管件分别连通在多个所述煤粉管道上，所述组合调节管件包括内套管，所述内套管连通在煤粉管道上，内套管的上通过连接法兰密封套接有外套管，且外套管与所述内套管之间具有空气通道，所述内套管上等角度开设有多个通孔；

所述外套管连通外部气源向所述空气通道内部通入压缩空气，压缩空气通过内套管上的通孔在所述内套管的内部通道中形成压缩空气风幕，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，通过风幕的强度可对具体粉管流速进行调节。

作为上述技术方案的进一步描述：

多个所述煤粉管道进口与磨煤机的出口连通，且多个所述煤粉管道的出口均嵌入连通在锅炉炉膛的内部。

作为上述技术方案的进一步描述：

多个所述组合调节管件中的外套管上均连通有供气连接管，且多个所述供气连接管的进口端均与外部调节气源连通。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述供气连接管上均设置有调节阀，所述调节阀为电动调节阀或手动调节阀中的任一种。

作为上述技术方案的进一步描述：

多个所述煤粉管道靠近出口的一端中均安装有粉管风速检测传感器，且多个所述粉管风速检测传感器与综合调节平台无线通信连接，所述综合调节平台与多个调节阀无线通信连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述综合调节平台用于接收粉管风速检测传感器检测的数据，得到对应煤粉管道内部流速，然后将该流速与设定值比对并生成控制信号传输至对应煤粉管道上的调节阀，调节阀接收控制信号进行自动进行调节，直到对应煤粉管道内部流速达到设定值预设的阈值范围内。

作为上述技术方案的进一步描述：

还包括清理机构；

所述清理机构转动设置在空气通道内侧位于通孔的位置处，且环形清理机构与内套管外壁和外套管内壁相啮合，当所述环形清理机构在所述空气通道中转动时其上的清理凸部自动对通孔进行清理。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述清理机构包括环形架，所述环形架上呈环形等角度设置有多个用于对通孔进行清理使用的清理凸部，所述环形架周面两端均设置有环形凸齿；

所述外套管的内壁转动设置有清理电机，且清理电机的输出轴与环形架传动连接，所述清理电机与综合调节平台无线通讯连接，所述外套管的内壁与通孔相对位置处开设有环形适配槽，所述外套管的内壁开设有配合环形凸齿使用的环槽，所述内套管的内壁呈环形等角度开设有配合环形凸齿使用的齿槽。

一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的调节方法，包括以下步骤：

S1：对原煤粉管道进行截断，然后将组合调节管件中内套管两端连接在原煤粉管道上，再将外套管通过供气连接管与外部调节气源连通,供气连接管上设置有用于调节压缩空气流量的调节阀,启动调节阀，压缩空气通过内套管上的通孔在所述内套管的内部通道中形成压缩空气风幕，再启动磨煤机，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，从而对粉管气流流速进行调节；

S2：通过粉管风速检测传感器实时检测煤粉管道内部流速，然后将数据传输至综合调节平台，综合调节平台接收流速数据和与对应煤粉管道流速预设值进行对比，获取偏差值并同步计算对应调节量生成控制信号，最终综合调节平台将控制信号传输至调节阀；

S3：调节阀接收控制信号后自动进行调节，通过调节阀对供气连接管的压缩空气供气量进行调节，实现对供气连接管对应的单个煤粉管道的风幕强度调节，直到对应煤粉管道内部流速达到预设的阈值范围内，保持风幕强度，最终实现调整煤粉管道的煤粉气流偏差。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述燃煤电站煤粉气流偏差调节装置启动时，先启动外部调节气源，再启动磨煤机；停运时，先停运磨煤机，再停运外部调节气源。

本发明提供了一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置及调节方法。具备以下有益效果：

(1)：该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置通过在煤粉管道上连通组合调节管件，采用压缩空气在组合调节管件内部通道中形成粉管风幕，进行各煤粉管道的偏差调节，通过控制不同煤粉管道的压缩空气流量调整风幕的强度，最终达到对不同煤粉管道流量进行独立控制调节，显著提高提高锅炉的燃烧效率和锅炉运行的安全性，解决现有煤粉管道结构复杂无法增设流速调节装置的问题，且组合调节管件便于制造更换，为内套管结构，装置结构简单，可对原粉管进行截断后，直接更换为套管结构，更换后连接上压缩空气即可使用。调整方便，开大或关小单个根管压缩空气，即可调整单个粉管的风幕效果，用以调整单个粉管的煤粉气流偏差，调节阀可采用手动阀，也可采用远方调节阀，方便灵活，且通过设置清理机构，当通孔出现堵塞时，可以通过清理机构辅助对通孔进行清理，不需要对组合调节管件进行拆卸清理，使用时更加方便，提高运行的稳定性。

(2)：该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的调节方法，通过粉管风速检测传感器对煤粉管道风速进行测量并反馈至综合调节平台，由综合调节平台进行计算并自动对调节阀传输控制信号进行控制调节，操作方便，可以进行远程监控调整，操作方便，更加智能化，且避免组合调节管件中的空气通道积聚煤粉，造成空气通道堵塞。

附图说明

图1为现有技术中磨煤机、煤粉管道及锅炉炉膛连接示意图；

图2为本发明提出的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的整体连接示意图；

图3为本发明中组合调节管件的连接结构示意图；

图4为本发明中组合调节管件的内部结构示意图；

图5为本发明中清理机构的装配结构示意图；

图6为本发明中清理机构的截面结构示意图；

图7为本发明中外套管的结构示意图；

图8为本发明中内套管的结构示意图；

图9为本发明提出的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的控制系统框图。

图例说明：

1、磨煤机；2、煤粉管道；3、锅炉炉膛；4、组合调节管件；41、内套管；410、齿槽；42、外套管；420、环槽；421、适配槽；43、空气通道；44、通孔；45、连接法兰；5、外部调节气源；6、供气连接管；7、调节阀；8、粉管风速检测传感器；9、综合调节平台；10、清理机构；101、环形架；102、清理凸部；103、环形凸齿；104、清理电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-9，一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，包括多个组合调节管件4和多个煤粉管道2；

多个组合调节管件4分别连通在多个煤粉管道2上，组合调节管件4包括内套管41，内套管41连通在煤粉管道2上，内套管41的上通过连接法兰45密封套接有外套管42，且外套管42与内套管41之间具有空气通道43，内套管41上等角度开设有多个通孔44；

外套管42连通外部气源向空气通道43内部通入压缩空气，压缩空气通过内套管41上的通孔44在内套管41的内部通道中形成压缩空气风幕，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，通过风幕的强度可对具体粉管流速进行调节。多个煤粉管道2进口与磨煤机1的出口连通，且多个煤粉管道2的出口均嵌入连通在锅炉炉膛3的内部。

具体的，该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置用于燃煤电站煤粉输送系统中，公知的：现有的燃煤电站煤粉输送系统为通过一次风和原煤同时进入磨煤机1，一次风在磨煤机1内携带碾磨过的煤粉进入煤粉分离器，经过分离器分离后，一次风继续携带煤粉进入煤粉管道2，直至进入锅炉炉膛3中燃烧，该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置通过在煤粉管道2上连通组合调节管件4，采用压缩空气在组合调节管件4内部煤粉通道中形成粉管风幕，进行各煤粉管道的偏差调节，通过控制不同煤粉管道2的压缩空气流量调整风幕的强度，最终达到对不同煤粉管道2流量进行独立控制调节，显著提高提高锅炉的燃烧效率和锅炉运行的安全性。

多个组合调节管件4中的外套管42上均连通有供气连接管6，且多个供气连接管6的进口端均与外部调节气源5连通。供气连接管6上均设置有调节阀7，调节阀7为电动调节阀或手动调节阀中的任一种。

进一步的，通过外部调节气源5配合供气连接管6箱组合调节管件4内部空气通道43中输送压缩空气，进入空气通道43中的压缩空气通过内套管41上的通孔44在内套管41的内部通道中形成压缩空气风幕，实现调节对应煤粉管道2流量，同时可以根据实际需要通过调节阀7进行调节压缩空气流量，从而对风幕强度进行调整。

多个煤粉管道2靠近出口的一端中均安装有粉管风速检测传感器8，且多个粉管风速检测传感器8与综合调节平台9无线通信连接，综合调节平台9与多个调节阀7无线通信连接。综合调节平台9用于接收粉管风速检测传感器8检测的数据，得到对应煤粉管道2内部流速，然后将该流速与设定值进行对并生成控制信号传输至对应煤粉管道2上的调节阀7，调节阀7接收控制信号进行自动进行调节，直到对应煤粉管道2内部流速达到设定值预设的阈值范围内。

进一步的，综合调节平台包括PLC控制器和无线通信模块，PLC控制器通过无线通信模块与粉管风速检测传感器8和调节阀7无线通讯连接，实现对粉管风速检测传感器8采集的数据进行调用，同时实现将控制指令传输至调节阀7，通过粉管风速检测传感器8对煤粉管道2风速进行测量并反馈至综合调节平台9，由综合调节平台9进行计算并自动对调节阀7传输控制信号进行控制调节，操作方便，可以进行远程监控调整，操作方便，更加智能化。

实际应用时，多个粉管风速检测传感器8与综合调节平台9也可以通过信号线有线连接，综合调节平台9与多个调节阀7也可以通过信号线有线连接。

通孔44的数量大于等于2，通孔44直径大于等于1mm，且多个通孔44均开设在内套管41同一截面。

还包括清理机构10；清理机构10转动设置在空气通道43内侧位于通孔44的位置处，且环形清理机构10与内套管41外壁和外套管42内壁相啮合，当环形清理机构10在空气通道43中转动时其上的清理凸部102自动对通孔44进行清理，清理机构10包括环形架101，环形架101上呈环形等角度设置有多个用于对通孔44进行清理使用的清理凸部102，环形架101周面两端均设置有环形凸齿103；外套管42的内壁转动设置有清理电机104，且清理电机104的输出轴与环形架101传动连接，清理电机104与综合调节平台9无线通讯连接，外套管42的内壁与通孔44相对位置处开设有环形适配槽421，外套管42的内壁开设有配合环形凸齿103使用的环槽420，内套管41的内壁呈环形等角度开设有配合环形凸齿103使用的齿槽410。

进一步的，通过在空气通道43中与通孔44位置相对应设置清理机构10，当通孔44堵塞时，由综合调节平台9传输控制指令至清理电机104，清理电机104开始工作，通过清理电机104带动的清理机构10上的环形架101自转，由于清理电机104，在外套管42的内部转动设置，其可以沿外套管42的内壁进行转动移动，使得清理机构10自转的同时会沿内套管41轴向转动，通过清理机构10上的环形架101自转时其上的的清理凸部102自动对通孔44进行清理，使得该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置具有辅助对通孔44进行清理的措施，当通孔44堵塞时不需要对组合调节管件4进行拆卸清理，使用时更加方便，提高运行的稳定性。

一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的调节方法，包括以下步骤：

S1：对原煤粉管道2进行截断，然后将组合调节管件4中内套管41两端连接在原煤粉管道2上，再将外套管42通过供气连接管6与外部调节气源5连通,供气连接管6上设置有用于调节压缩空气流量的调节阀7,启动调节阀7，压缩空气通过内套管41上的通孔44在内套管41的内部通道中形成压缩空气风幕，再启动磨煤机1，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，从而对粉管气流流速进行调节；

实际应用时，也可以将原煤粉管道作为内套管，在内套管上开孔作为通孔44；

S2：通过粉管风速检测传感器8实时检测煤粉管道2内部流速，然后将数据传输至综合调节平台9，综合调节平台9接收流速数据和与对应煤粉管道2流速预设值进行对比，获取偏差值并同步计算对应调节量生成控制信号，最终综合调节平台9将控制信号传输至调节阀7；

S3：调节阀7接收控制信号后自动进行调节，通过调节阀7对供气连接管6的压缩空气供气量进行调节，实现对供气连接管6对应的单个煤粉管道2的风幕强度调节，直到对应煤粉管道内部流速达到预设的阈值范围内，保持风幕强度，最终实现调整煤粉管道2的煤粉气流偏差。

燃煤电站煤粉气流偏差调节装置启动时，先启动外部调节气源5，再启动磨煤机1；停运时，先停运磨煤机1，再停运外部调节气源5。进一步的，通过启动时，先启动外部调节气源5，停运时后关闭外部调节气源5，使得空气通道43的气压始终保持大于或等于内套管41内部煤粉通道的气压，避免组合调节管件4中的空气通道43积聚煤粉，造成空气通道43堵塞，影响使用。

工作原理：该燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，在煤粉管道2上连通组合调节管件4，采用压缩空气在组合调节管件4内部煤粉通道中形成粉管风幕，进行各煤粉管道的偏差调节，通过控制不同煤粉管道2的压缩空气流量调整风幕的强度，最终达到对不同煤粉管道2流量进行独立控制调节，通过粉管风速检测传感器8对煤粉管道2风速进行测量并反馈至综合调节平台9，由综合调节平台9进行计算并自动对调节阀7传输控制信号进行控制调节，调节阀7对供气连接管6的供气量进行调节，实现对供气连接管6对应的单个煤粉管道2的风幕强度调节，最终实现调整煤粉管道2的煤粉气流偏差，且当通孔44出现堵塞时，可以通过清理电机104驱动清理机构10沿内套管41轴向转动并自转，通过清理机构10上的清理凸部101自动对通孔44进行清理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，包括多个组合调节管件(4)和多个煤粉管道(2)；

多个所述组合调节管件(4)分别连通在多个所述煤粉管道(2)上，所述组合调节管件(4)包括内套管(41)，所述内套管(41)连通在煤粉管道(2)上，内套管(41)的上通过连接法兰(45)密封套接有外套管(42)，且外套管(42)与所述内套管(41)之间具有空气通道(43)，所述内套管(41)上等角度开设有多个通孔(44)；

所述外套管(42)连通外部气源向所述空气通道(43)内部通入压缩空气，压缩空气通过内套管(41)上的通孔(44)在所述内套管(41)的内部通道中形成压缩空气风幕，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，通过风幕的强度可对具体粉管流速进行调节；

还包括清理机构(10)；所述清理机构(10)转动设置在空气通道(43)内侧位于通孔(44)的位置处，且环形清理机构(10)与内套管(41)外壁和外套管(42)内壁相啮合，当所述环形清理机构(10)在所述空气通道(43)中转动时其上的清理凸部(102)自动对通孔(44)进行清理，所述清理机构(10)包括环形架(101)，所述环形架(101)上呈环形等角度设置有多个用于对通孔(44)进行清理使用的清理凸部(102)，所述环形架(101)周面两端均设置有环形凸齿(103)；所述外套管(42)的内壁转动设置有清理电机(104)，且清理电机(104)的输出轴与环形架(101)传动连接，所述清理电机(104)与综合调节平台(9)无线通讯连接，所述外套管(42)的内壁与通孔(44)相对位置处开设有环形适配槽(421)，所述外套管(42)的内壁开设有配合环形凸齿(103)使用的环槽(420)，所述内套管(41)的内壁呈环形等角度开设有配合环形凸齿(103)使用的齿槽(410)。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，多个所述煤粉管道(2)进口与磨煤机(1)的出口连通，且多个所述煤粉管道(2)的出口均嵌入连通在锅炉炉膛(3)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，多个所述组合调节管件(4)中的外套管(42)上均连通有供气连接管(6)，且多个所述供气连接管(6)的进口端均与外部调节气源(5)连通。

4.根据权利要求3所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，所述供气连接管(6)上均设置有调节阀(7)，所述调节阀(7)为电动调节阀或手动调节阀中的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，多个所述煤粉管道(2)靠近出口的一端中均安装有粉管风速检测传感器(8)，且多个所述粉管风速检测传感器(8)与综合调节平台(9)无线通信连接，所述综合调节平台(9)与多个调节阀(7)无线通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置，其特征在于，所述综合调节平台(9)用于接收粉管风速检测传感器(8)检测的数据，得到对应煤粉管道(2)内部流速，然后将该流速与设定值进行对并生成控制信号传输至对应煤粉管道(2)上的调节阀(7)，调节阀(7)接收控制信号进行自动进行调节，直到对应煤粉管道(2)内部流速达到设定值预设的阈值范围内。

7.一种采用权利要求1所述燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对原煤粉管道(2)进行截断，然后将组合调节管件(4)中内套管(41)两端连接在原煤粉管道(2)上，再将外套管(42)通过供气连接管(6)与外部调节气源(5)连通,供气连接管(6)上设置有用于调节压缩空气流量的调节阀(7),启动调节阀(7)，压缩空气通过内套管(41)上的通孔(44)在所述内套管(41)的内部通道中形成压缩空气风幕，再启动磨煤机(1)，通过调节压缩空气量的大小调节风幕的强度，从而对粉管气流流速进行调节；

S2：通过粉管风速检测传感器(8)实时检测煤粉管道(2)内部流速，然后将数据传输至综合调节平台(9)，综合调节平台(9)接收流速数据和与对应煤粉管道(2)流速预设值进行对比，获取偏差值并同步计算对应调节量生成控制信号，最终综合调节平台(9)将控制信号传输至调节阀(7)；

S3：调节阀(7)接收控制信号后自动进行调节，通过调节阀(7)对供气连接管(6)的压缩空气供气量进行调节，实现对供气连接管(6)对应的单个煤粉管道(2)的风幕强度调节，直到对应煤粉管道内部流速达到预设的阈值范围内，保持风幕强度，最终实现调整煤粉管道(2)的煤粉气流偏差。

8.根据权利要求7所述的一种燃煤电站煤粉气流偏差调节装置的调节方法，其特征在于，所述燃煤电站煤粉气流偏差调节装置启动时，先启动外部调节气源(5)，再启动磨煤机(1)；停运时，先停运磨煤机(1)，再停运外部调节气源(5)。