CN113154442B - 一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统，包括：二次风道所述二次风道的风门开口上等距设置有多个风门调节挡板组件，所述风门调节挡板组件包括调节转轴，所述调节转轴上固定有风门挡板，所述调节转轴的两端固定有调节齿轮，相邻两个风门调节挡板组件之间的调节齿轮之间通过连接齿轮相互啮合。本发明中采用多级挡板结构，齿轮传动可以避免在调节中连接铆钉出现磨损造成死行程较大情况，无法进行准确地风速调节，以及在开关过程中均无法到位的情况。同时连杆原理结构容易出现较多问题，齿轮传动可以实现1:1的传动比，在调整过程中不会出现死行程等情况，确保调整过程中，实际开度与理论开度保持一致。

Description

一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统

技术领域

本发明涉及二次风调节技术领域，尤其涉及一种直流燃烧器二次风智能精准 调节系统。

背景技术

燃煤锅炉仍占发电行业的重要地位，近几年煤价不断的上涨，造成电力企业 对燃烧的稳定性以及经济性更加重视，在燃煤锅炉燃烧过程中为了让锅炉燃烧更 经济更稳定，一般会在锅炉燃烧运行过程中对锅炉燃烧进行调整，其中在对锅炉 配风配比情况下找出锅炉最佳的燃烧运行方式是燃烧调整中较为重要的一项，燃 烧调整过程中炉膛内主要进行二次风配风方式的调整，在不同风速配比情况下，找出最佳的配风方式，达到炉内流场最佳状态，同时锅炉飞灰炉渣可燃物含量均 在最佳情况下，受热面温度在最佳状态下，来确定出最佳的配风方式，为以后燃 烧调整做依据。

锅炉二次风为炉内燃料充分燃烧提供足够的氧气和燃烧所需的切圆动力，同 时卷吸高温烟气至燃料根部加热燃料，起扰动、混合作用，对煤粉的燃烧由很大 的影响，但如果炉内的主要燃烧区域的氧含量较高的话，会造成高温高氧浓度的 环境，进而生成较多的氮氧化物，氧量不足的话会造成不完全燃烧热损失增大， 影响机组运行的经济性，在二次风量不变的情况下，一层风门开大其它层的风量就会相对减小，二次风精准控制可以更加精准的控制这一问题；

在传统的二次风调节装置中，均通过拉杆原理进行二次风门调节，该拉杆执 行机构连接处才用铆钉连接进行传动，本身铆钉与连杆就存在有一定间隙，经过 两段至三段的连接后，死行程会被放大，铆钉连接处由于执行机构经常进行操作， 造成铆钉与连杆间经常摩擦，此时铆钉与连杆连接处间隙会更大，间隙较大会造 成拉杆执行机构调节时存在较大的死区，在长期磨损后，死区会随铆钉处孔洞的增大而增加，最后导致在指令给出全开全关后，电机行程已达到开度，但实际位 置无法达到全开全关，影响该层二次风的调节，且二次风门有两个翻板门进行开 合，来调节通流面积改变风速，该风门的缺点为调节特性及线性较差，多数情况 下在风门开度为75％的情况下风速就达到最高，开度达到50％以上时，调节特性相对较差，在进行二次风门配风调整时，无法准确进行调整，影响燃烧调整的效果，也无法实施智能调节的方案，指令与实际执行器间偏差较大，且偏差随时间 的增加越来越大，为实现二次风智能精准调节，特对该二次风系统进行从新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统，采用多级 挡板结构，齿轮传动可以避免在调节中连接铆钉出现磨损造成死行程较大情况， 无法进行准确地风速调节，以及在开关过程中均无法到位的情况。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种直流燃烧器二次风智 能精准调节系统，包括：二次风道所述二次风道的风门开口上等距设置有多个风 门调节挡板组件，所述风门调节挡板组件包括调节转轴，所述调节转轴上固定有 风门挡板，所述调节转轴的两端固定有调节齿轮，相邻两个风门调节挡板组件之 间的调节齿轮之间通过连接齿轮相互啮合；

作为上述技术方案的进一步描述：

还包括驱动机构，所驱动机构与调节齿轮传动连接，且驱动机构上设置有 移动指示器，所述移动指示器接收所述驱动机构驱动同步对风门调节挡板组件的 开口角度进行显示。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述风门开口的顶部和底部均固定有外部轴承箱，调节转轴转动贯穿连接 在两个所述外部轴承箱之间，且两个调节转轴位于外部轴承箱内部端头固定有调 节齿轮。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述驱动机构包括电动执行机构电机，所述电动执行机构电机通过安装架固 定在二次风道上，所述电动执行机构电机通过执行连接杆连接有驱动齿轴，所述 驱动齿轴延伸至外部轴承箱中并与调节齿轮相啮合。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电动执行机构电机为双向转动电机。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述移动指示器包括检测盒，所述检测盒固定在安装架的底部并套接在执行 连接杆上，所述执行连接杆位于检测盒内部区段上开设有调节螺纹，所述检测盒 的内部设置有角度指示器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述角度指示器包括螺母座，所述螺母座通过连接滑块滑动设置在检测盒 中，且螺母座螺旋套接在执行连接杆上，所述检测盒上喷涂有角度标。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述风门开口的两侧对称设置有固定挡板。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述二次风道的内部还设置有风速测量机构，所述风速测量机构包括内置在 二次风道中的矩阵式风量测量装置，且矩阵式风量测量装置通过全压侧传压管和 负压侧传压管与风速测量模块连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述风速测量模块和电动执行机构电机分别通过连接线均与锅炉控制间 DCS系统连接，通过锅炉控制间DCS系统逻辑指令输出进行控制。

本发明提供了一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统。具备以下有益效 果：

(1)：该直流燃烧器二次风智能精准调节系统采用多级挡板结构，配合齿 轮传动，齿轮传动可以避免在调节中连接铆钉出现磨损造成死行程较大情况，以 及在开关过程中均无法到位的情况，同时连杆原理结构容易出现较多传动死角问 题，齿轮传动可以实现1:1的传动比，在调整过程中不会出现死行程等情况，确 保调整过程中，实际开度与理论开度保持一致，多级挡板可以更精准的对风速进行调节。

(2)该直流燃烧器二次风智能精准调节系统是控制通道流通面积的大小来 控制风速及风量，多级挡板调节可以更精准的对流通面积进行控制，从而达到调 节时具有较好的线性，保证在对应开度下具有对应的风速。

(3)该直流燃烧器二次风智能精准调节系统的多级挡板结构可适用于二次 大风箱，对冲式燃烧锅炉小风箱，燃尽风风箱，四角切圆各层二次风处等风量的 调节，保证在不同燃烧器层不同燃烧区域位置，送入更为合适的风量、氧量，为 后期燃烧调整提供更为有力的条件。

(4)：该直流燃烧器二次风智能精准调节系统通过设置移动指示器与多级挡板驱动机构中的执行连接杆传动配合，使得执行连接杆在驱动多节挡板调节 时，同步驱动移动指示器进行调节，对多级挡板的调节角度进行同步显示，便于 工作人员明确当前和风门调节挡板组件的开度情况，使用方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统的整体结构 示意图；

图2为本发明中多个风门调节挡板组件的装配示意图；

图3为本发明中风门调节挡板组件的结构示意图；

图4为本发明中驱动机构传动的结构示意图；

图5为本发明中移动指示器的结构示意图；

图6为传统挡板二次风挡板特性曲线图；

图7为本发明精准调节二次风挡板特性曲线图。

图例说明：

1、二次风道；2、风门开口；21、外部轴承箱；22、固定挡板；3、风门调 节挡板组件；31、调节转轴；32、风门挡板；33、调节齿轮；34、连接齿轮；4、 安装架；5、电动执行机构电机；6、执行连接杆；61、驱动齿轴；7、移动指示 器；71、检测盒；72、角度标；73、调节螺纹；74、螺母座；75、连接滑块；8、 风速测量机构；81、矩阵式风量测量装置；82、全压侧传压管；83、负压侧传压 管；84、风速测量模块。

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1-5，一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统，包括：二次风道1； 二次风道1的风门开口2上等距设置有多个风门调节挡板组件3，风门调节挡板 组件3包括调节转轴31，调节转轴31上固定有风门挡板32，调节转轴31的两 端固定有调节齿轮33，相邻两个风门调节挡板组件3之间的调节齿轮33之间通 过连接齿轮34相互啮合；风门开口2的顶部和底部均固定有外部轴承箱21，调 节转轴31转动贯穿连接在两个外部轴承箱21之间，且两个调节转轴31位于外 部轴承箱21内部端头固定有调节齿轮33，连接齿轮34转动设置在外部轴承箱21中。具体的，本实施例提供的一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统用于 锅炉燃烧调整过程中炉膛内主要进行二次风配风方式的调整，实现在不同风速配比情况下，找出最佳的配风方式，达到炉内流场最佳状态，在二次风道1的风门 开口2上等距设置有多个风门调节挡板组件3，通过多个风门调节挡板组件3实 现采用多级挡板结构进行调节，且风门调节挡板组件3中的调节转轴31顶端配 合调节齿轮33进行转动调节，相邻两个风门调节挡板组件3之间的调节齿轮33 之间通过连接齿轮34相互啮合，使得相邻的风门调节挡板组件3转动方向保持 一致，两个齿轮传动可以避免在调节中连接铆钉出现磨损造成死行程较大情况， 无法进行准确地风速调节，以及在开关过程中均无法到位的情况。同时连杆原理 结构容易出现较多问题。齿轮传动可以实现1:1的传动比，在调整过程中不会出 现死行程等情况，确保调整过程中，实际开度与理论开度保持一致，多级挡板可以更精准的对风速进行调节，该风门的调节原理主要是控制通道流通面积的大小 来控制风速及风量，多级挡板调节可以更精准的对流通面积进行控制，从而达到 调节时具有较好的线性，保证在对应开度下具有对应的风速。该挡板结构可适用 于二次大风箱，对冲式燃烧锅炉小风箱，燃尽风风箱，四角切圆各层二次风处等 风量的调节。

还包括驱动机构，所驱动机构与调节齿轮33传动连接，且驱动机构上设置 有移动指示器7，移动指示器7接收驱动机构驱动同步对风门调节挡板组件3的 开口角度进行显示。进一步的，通过驱动机构驱动风门调节挡板组件3上的调节 齿轮33转动，调节齿轮33配合调节转轴31带动风门挡板32进行转动调节，同 时多个风门调节挡板组件3上的调节齿轮33通过连接齿轮34相互啮合传动，使 得任意一个风门调节挡板组件3上的调节齿轮33转动时可以同步驱动其余所有的风门调节挡板组件3进行同步转动调节，并设置移动指示器7与多级挡板驱动 机构传动配合，使得驱动机构在驱动风门调节挡板组件3调节时，同步驱动移动 指示器7进行调节，对风门调节挡板组件3的调节角度进行同步显示，便于工作 人员明确当前和风门调节挡板组件3的开度情况，使用方便。

驱动机构包括电动执行机构电机5，电动执行机构电机5通过安装架4固定 在二次风道1上，电动执行机构电机5通过执行连接杆6连接有驱动齿轴61， 驱动齿轴61延伸至外部轴承箱21中并与调节齿轮33相啮合，电动执行机构电 机5为双向转动电机。

进一步的，驱动机构驱动风门调节挡板组件3进行转动调节具体为，由电动 执行机构电机5通过执行连接杆6带动驱动齿轴61转动，驱动齿轴61与调节齿 轮33相啮合驱动调节齿轮33转动，且电动执行机构电机5为双向转动电机实现 配合执行连接杆6带动驱动齿轴61双向转动调节。

移动指示器7包括检测盒71，检测盒71固定在安装架4的底部并套接在执 行连接杆6上，执行连接杆6位于检测盒71内部区段上开设有调节螺纹73，检 测盒71的内部设置有角度指示器。角度指示器包括螺母座74，螺母座74通过 连接滑块75滑动设置在检测盒71中，且螺母座74螺旋套接在执行连接杆6上， 检测盒71上喷涂有角度标72。进一步的，驱动机构同步驱动移动指示器7进行 移动调节具体为，电动执行机构电机5通过执行连接杆6带动驱动齿轴61转动时，执行连接杆6的转动配合其上的调节螺纹73带动螺母座74在执行连接杆6 上水平移动，然后配合检测盒71上喷涂的角度标72对应读数确定风门调节挡板 组件3开合角度。

风门开口2的两侧对称设置有固定挡板22，具体的，固定挡板22不能进行 调节，作用为在风门开口2两侧辅助密封。固定挡板22与风门挡板32间有一定 的2毫米的重合部分，保证在风门挡板32全关时的严密性，所有风门挡板32 在全开全关的行程角度为90°

二次风道1的内部还设置有风速测量机构8，风速测量机构8包括内置在二 次风道1中的矩阵式风量测量装置81，且矩阵式风量测量装置81通过全压侧传 压管82和负压侧传压管83与风速测量模块84连接。风速测量模块84和电动执 行机构电机5分别通过连接线均与锅炉控制间DCS系统连接，通过锅炉控制间 DCS系统逻辑指令输出进行控制。风速测量机构8在安装后，选取在风门开度为 25％、50％、75％、100％的开度下对风速进行标定出标定系数，将四个风速下标定 系数的均值输入逻辑公式中，根据锅炉设说明书及热力计算书，确定出在不同负 荷下，各台磨煤机不同煤量下所需要的风速配比，将对应的数据植入DCS操作系 统中，在不同工况下，风门调节挡板组件3的开度根据风速测量机构8显示的风 速自动进行开关调节，保证燃烧的稳定性，实现二次风系统自动智能调节的功能， 安装矩阵式风量测量装置81，相比于传统皮托管式测量装置好处为，皮托管测 量装置测量代表性相对较差，风道尺寸相对较大，在风门开关过程中，风道流场变化相对较多，不同位置风速偏差相对较大，矩阵式风量测量装置81为多点测 量，各点分布与烟道各个位置，在启动前对风速测量装置进行系数标定，取不同 开度下不同风速下数据进行系数标定。

选取在风门开度为0％、25％、50％、75％、100％的开度下对该将直流燃烧器二 次风智能精准调节系统和传统的二次风挡板的出口风速进行检测标定获得性能 测试结果如图6-7所示；

根据传统挡板二次风挡板特性曲线图和精准调节二次风挡板特性曲线图可 知，传统挡板二次风挡板开度调节时，调节特性及线性较差，在进行二次风门配 风调整时，无法准确进行调整，影响燃烧调整的效果，本申请直流燃烧器二次风 智能精准调节系统实现的精准调节二次风挡板特性曲线图，随着挡板开度不断增 大与出口风速呈线性变化，具有优良的调节特性及线性控制效果，实现精确的通过挡板开度调节对出口风速进行控制。

该直流燃烧器二次风智能精准调节系统使用时，通过电动执行机构电机5 带动执行连接杆6转动，执行连接杆6通过驱动齿轴61带动调节齿轮33转动， 调节齿轮33配合调节转轴31带动风门挡板32进行转动调节，同时多个风门调 节挡板组件3上的调节齿轮33通过连接齿轮34相互啮合传动，使得任意一个风 门调节挡板组件3上的调节齿轮33转动时可以同步驱动其余所有的风门调节挡板组件3进行同步转动调节，电动执行机构电机5通过执行连接杆6带动驱动齿 轴61转动时，执行连接杆6的转动配合其上的调节螺纹73带动螺母座74在执 行连接杆6上水平移动，然后配合检测盒71上喷涂的角度标72对应读数确定风 门调节挡板组件3开合角度，且该直流燃烧器二次风智能精准调节系统的多级挡 板结构可适用于二次大风箱，对冲式燃烧锅炉小风箱，燃尽风风箱，四角切圆各 层二次风处等风量的调节，保证在不同燃烧器层不同燃烧区域位置，送入更为合 适的风量、氧量，为后期燃烧调整提供更为有力的条件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于 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 一定指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 可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。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 (2)

1.一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统，其特征在于，包括：二次风道（1）；所述二次风道（1）的风门开口（2）上等距设置有多个风门调节挡板组件（3），所述风门调节挡板组件（3）包括调节转轴（31），所述调节转轴（31）上固定有风门挡板（32），所述调节转轴（31）的两端固定有调节齿轮（33），相邻两个风门调节挡板组件（3）之间的调节齿轮（33）之间通过连接齿轮（34）相互啮合；还包括驱动机构，所驱动机构与调节齿轮（33）传动连接，且驱动机构上设置有移动指示器（7），所述移动指示器（7）接收所述驱动机构驱动同步对风门调节挡板组件（3）的开口角度进行显示；所述风门开口（2）的顶部和底部均固定有外部轴承箱（21），调节转轴（31）转动贯穿连接在两个所述外部轴承箱（21）之间，且两个调节转轴（31）位于外部轴承箱（21）内部端头固定有调节齿轮（33），所述驱动机构包括电动执行机构电机（5），所述电动执行机构电机（5）通过安装架（4）固定在二次风道（1）上，所述电动执行机构电机（5）通过执行连接杆（6）连接有驱动齿轴（61），所述驱动齿轴（61）延伸至外部轴承箱（21）中并与调节齿轮（33）相啮合，所述电动执行机构电机（5）为双向转动电机，所述移动指示器（7）包括检测盒（71），所述检测盒（71）固定在安装架（4）的底部并套接在执行连接杆（6）上，所述执行连接杆（6）位于检测盒（71）内部区段上开设有调节螺纹（73），所述检测盒（71）的内部设置有角度指示器，所述角度指示器包括螺母座（74），所述螺母座（74）通过连接滑块（75）滑动设置在检测盒（71）中，且螺母座（74）螺旋套接在执行连接杆（6）上，所述检测盒（71）上喷涂有角度标（72）；

所述二次风道（1）的内部还设置有风速测量机构（8），所述风速测量机构（8）包括内置在二次风道（1）中的矩阵式风量测量装置（81），且矩阵式风量测量装置（81）通过全压侧传压管（82）和负压侧传压管（83）与风速测量模块（84）连接，所述风速测量模块（84）和电动执行机构电机（5）分别通过连接线均与锅炉控制间DCS系统连接，通过锅炉控制间DCS系统逻辑指令输出进行控制，风速测量机构(8)在安装后，选取在风门开度为25%、50%、75%、100%的开度下对风速进行标定出标定系数，将四个风速下标定系数的均值输入逻辑公式中，根据锅炉设说明书及热力计算书，确定出在不同负荷下，各台磨煤机不同煤量下所需要的风速配比，将对应的数据植入DCS操作系统中，在不同工况下，风门调节挡板组件(3)的开度根据风速测量机构(8)显示的风速自动进行开关调节，保证燃烧的稳定性，实现二次风系统自动智能调节的功能。

2.根据权利要求1所述的一种直流燃烧器二次风智能精准调节系统，其特征在于，所述风门开口（2）的两侧对称设置有固定挡板（22）。