CN115888963A - 一种磨煤机入口一次风量调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磨煤机入口一次风量调节系统，包括磨煤机入口一次风道，所述磨煤机入口一次风道包括热一次风主管道和冷热一次风混合管道；所述热一次风主管道和冷热一次风混合管道分别设置上游热一次风调节门和下游一次风调节门，冷一次风管道上设置冷一次风调节门，所述的上游热一次风调节门和下游一次风调节门为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。本发明创造性地提出了一种具有流量调节作用还具有整流和均流作用的磨煤机入口一次风量调节系统，可提高磨煤机入口风量和温度测量的准确性和稳定性，进而提高燃烧系统的经济性和稳定性。

Description

一种磨煤机入口一次风量调节系统

技术领域

本发明涉及燃煤电厂磨煤机一次风均流技术领域，具体涉及一种具有流量调节作用还具有整流和均流作用的磨煤机入口一次风量调节系统。

背景技术

大型火电厂燃煤锅炉普遍采用磨煤机直吹式制粉系统，磨煤机一次风量测量的稳定性和准确性至关重要。既影响到风煤配比的精确度，又是提高燃烧系统的经济性和稳定性的重要因素之一。但是，大型磨煤机一次风道普遍存在管内流速不均的问题。由于实际运行工况复杂、现有技术的热一次风调节门对流场有不利的导流作用、风量测量仪表的缺陷等问题，导致风量测量存在异常波动、风门调节特性较差等问题，使得一次风量测量与实际偏差较大。近些年来一次风管道系统结构越来越紧凑，一次风道距离较短再加上常规调节门的存在使得管内流场越加复杂，甚至出现风量测量装置测得的风量和风门开度变化相反的现象。

但目前的解决方法着重于提高测量仪器的精度和额外安装较多均流装置，并没有从根本上解决上游一次风流速不均带来的问题，并且额外安装较多均流装置使得一次风管道结构变得复杂，成本增加且会带来较大压降增加运行成本。

因此基于上述问题，需要一种新型均流装置，需要对磨煤机入口一次风道进行均流改进，在较小压力损失前提下改善测量装置处流场和温度场状态，提高磨煤机入口风量和温度装置测量的准确性和稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有流量调节作用还具有整流和均流作用的磨煤机入口一次风量调节系统，从磨煤机入口一次风流速不均产生的源头解决问题，从而提高磨煤机入口风量和温度装置测量的准确性和稳定性。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种磨煤机入口一次风量调节系统，包括磨煤机入口一次风道，所述磨煤机入口一次风道包括热一次风主管道和冷热一次风混合管道；所述热一次风主管道位于上游，冷热一次风混合管道位于下游，冷一次风管道设置在热一次风主管道和冷热一次风混合管道之间的中间管道并从中间管道向外延伸，所述热一次风主管道和冷热一次风混合管道分别设置上游热一次风调节门和下游一次风调节门，冷一次风管道上设置冷一次风调节门，所述的上游热一次风调节门和下游一次风调节门为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。

作为优选，冷一次风调节门为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。

作为优选，所述上游热一次风调节门与下游一次风调节门布置方向不同，上游热一次风调节门叶片水平开向、下游一次风调节门叶片竖直开向，或者上游热一次风调节门叶片竖直开向、下游一次风调节门叶片水平开向。

作为优选，上游热一次风调节门、冷一次风调节门与下游一次风调节门三者之间相互独立调节。

作为优选，所述的多叶对开调节门其中每个叶片角度独立可调。

作为优选，所述的多叶对开调节门的每个叶片宽度大小可根据实际管道一次风分布情况进行确定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在现有磨煤机一次风道基础上，创造性地提出了一种具有流量调节作用还具有整流和均流作用的磨煤机入口一次风量调节系统，包含上下游两个多叶对开调节门可实现双重控制双重均流，从磨煤机入口一次风流速不均产生的源头解决问题，均流效果明显，可提高磨煤机入口风量和温度测量的准确性和稳定性，进而提高燃烧系统的经济性和稳定性。并且该装置结构简单，避免了现有均流技术中额外安装均流装置带来的压降过大、运行成本增加问题，具有较高经济效益。

附图说明

图1为本发明提供的一种使用多叶对开风调节门系统的磨煤机入口一次风道整体结构示意图；

图2示出了本发明提供的一种风量调节系统在打开状态下的局部立体结构示意图；

图3示出了本发明提供的一种风调节系统在闭合状态下的局部立体结构示意图；

图4示出了本发明风量调节系统中其中一道多叶对开调节门分别在打开和闭合两种状态下的等轴测视图；

图5示出了本发明风量调节系统中其中一道多叶对开调节门分别在打开和闭合两种状态下的正视图；

图6示出了本发明风量调节系统中其中一道多叶对开调节门分别在打开和闭合两种状态下的俯视图；

图7示出了现有技术中磨煤机入口一次风道水平中心剖面处速度分布及流线图；

图8示出了使用本发明调节系统的磨煤机入口一次风道水平中心剖面处速度分布及流线图；

图9示出了现有技术中磨煤机入口一次风道竖直中心剖面处速度分布及流线图；

图10示出了使用本发明调节系统的磨煤机入口一次风道竖直中心剖面处速度分布及流线图；

图11示出了使用现有技术与本发明提供的调节系统在风道测量截面处速度分布对比云图；

图12展示了系统结构示意图；

图13展示了扇叶角度示意图。

图中序号所对应的名称如下：

1热一次风入口、2热一次风出口、3热一次风主管道、4上游热一次风调节门、5下游一次风调节门、6冷一次风入口、7冷一次风管道、8冷一次风调节门、9冷热一次风混合管道、10流量与温度测量截面、11磨煤机入口、12热一次风调节门壳体、13热一次风调节门叶片。

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补充说明。

图1-6展示了本发明的使用多叶对开风调节门系统的磨煤机入口一次风道整体结构示意图。如图1所示，一种磨煤机入口一次风量调节系统，包括磨煤机入口一次风道，所述磨煤机入口一次风道包括热一次风主管道3和冷热一次风混合管道9；所述热一次风主管道3位于上游，冷热一次风混合管道9位于下游，冷一次风管道7设置在热一次风主管道3和冷热一次风混合管道9之间的中间管道并从中间管道向外延伸，所述热一次风主管道3和冷热一次风混合管道9分别设置上游热一次风调节门4和下游一次风调节门5，冷一次风管道7上设置冷一次风调节门8，所述冷一次风管道7设置在上游热一次风调节门4和下游一次风调节门5之间的管道上，所述的上游热一次风调节门4和下游一次风调节门5为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。

在现有磨煤机一次风道基础上，创造性地提出了一种具有流量调节作用还具有整流和均流作用的磨煤机入口一次风量调节系统，包含上下游两个对开调节门（4和5）可实现双重控制双重均流，从磨煤机入口一次风流速不均产生的源头解决问题，均流效果明显，可提高磨煤机入口风量和温度测量的准确性和稳定性，进而提高燃烧系统的经济性和稳定性。并且该装置结构简单，避免了现有均流技术中额外安装均流装置带来的压降过大、运行成本增加问题，具有较高经济效益。

作为优选，有多台磨煤机并联运行，图中划出的是其中一台磨煤机对应的一次风管道。

作为优选，冷一次风来自周围空气，热一次风来自烟气的加热。

作为优选，热风来自于大气环境，冷空气通过空气预热器后形成热一次风。热一次风的热量来自烟气，但是冷空气在预热器内与烟气不混合，而是间接式换热。

热一次风出口是通向磨煤机，用于预热和烘干磨煤机里面的煤粉。

冷一次风直接来自于大气。热一次风与冷一次风混合，原因在于热一次风温度高于磨煤机允许的温度（温度过高产生爆燃），必须通过混入冷风调节到合适的温度。

风流量需要控制，本发明的对开式调节风门，既有均流作用，也有流量调节作用。以往一般都采用普通风门（朝向一个方向的风门）控制流量，孔板用于均流。但是普通风门会把热一次风从一侧导流到另一侧，会加剧管道内的流动紊乱程度。而孔板会显著减少流通面积，导致阻力较大。

对开风门只要不是接近关闭的状态，对通流面积影响较小。对开风门的叶片，会使气流从叶片两侧绕行，而不是普通风门那种朝一侧导流。这个过程中会对流动施加一定阻力，使流速较高的区域流速降低，诱导气流从流速较低的区域通过。特别是采用两组相互垂直的对开风门，均流效果较好。同时对开风门叶片角度（叶片与横截面的夹角）改变，也能起到调节流量的作用。

作为优选，冷一次风调节门8为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。通过设置对开调节结构，可以使得输入的冷一次风进风均匀。

作为优选，所述上游热一次风调节门4与下游一次风调节门5布置方向不同，上游热一次风调节门4叶片水平开向、下游一次风调节门5叶片竖直开向，或者上游热一次风调节门4叶片竖直开向、下游一次风调节门5叶片水平开向。调节风门部分开启时，每组对开的两片扇叶能够将流动向两侧导流。调节风门4可使流速沿水平方向扩散，调节风门5可使流速沿垂直方向扩散；调节风门4和5组合之后，由于两组风门相互垂直，可以使流动沿水平和垂直四个方向都扩散，均匀化程度更高。

作为优选，上游热一次风调节门4、冷一次风调节门8与下游一次风调节门5三者之间相互独立调节。当风门开度不同时，流动阻力不同，均流效果也不同。当设备能够承受较大的流动阻力时，可采用较小的风门开度，实现更好的均流效果。

作为优选，所述的多叶对开调节中，每个叶片可以独立控制角度，优选由一个伺服电机控制其开启角度，独立可调。当局部流速过大时，附近的叶片可采用较小的角度，从而增大局部阻力，使气体向流速较低的方向运动，进一步提升流场的均匀性。每个扇叶由一个伺服电机控制开启角度。

作为优选，所述的多叶对开调节门的每个叶片宽度大小可根据实际管道一次风分布情况进行确定。作为优选，管道直径是扇叶间距的9-11倍，优选是10倍。通过上述尺寸，可以使得均流效果明显，可提高磨煤机入口风量和温度测量的准确性和稳定性，进而提高燃烧系统的经济性和稳定性。并且该装置结构简单，避免了现有均流技术中额外安装均流装置带来的压降过大、运行成本增加问题，具有较高经济效益。

进一步的，所述风量调节系统由于采用对开形式不仅具有流量调节作用，还有整流和均流作用。

进一步的，所述风量调节系统可实现双重控制双重均流以达到更好的均流效果，来自热一次风主管道的热一次风首先会通过上游热一次风调节门，经过该调节门后其整流作用使得热一次风速度分布较为均匀，随后冷一次风接入，由于冷一次风的温度和速度不同使得混合后的速度不均和温度不均上升，混合的一次风再次通过第二个多叶对开调节门，经过第二道调节门后可实现更好的速度和温度均匀分布。

进一步的，所述的多叶对开调节门其中每个叶片角度独立可调，优选通过伺服电机控制其开启每个叶片角度，由于叶片在不同开合角度下带来的压力损失不同带来其整流和均流效果不同，由于热一次风主管道与混合管道构成T型结构导致流入的热一次风本身存在速度不均，所以可根据来流热一次风速度分布状态对叶片角度进行精细化调节。优选，其中是风扇扇叶的变化角度 ，V为扇叶附近的局部速度，为截面平均速度，角度a是初始角度，是叶片与管道横截面之间的夹角，优选是25-35°，进一步优选30度。

当扇叶角度小（趋于闭合状态）时，流动阻力大；反之扇叶角度大（趋于开启）流动阻力小；如果某处流动速大，附近扇叶应当采用小角度（趋于闭合），可诱导流体向扇叶角度大的区域流动，起到均流效果。如果所有扇叶角度相同，虽然也能起到均流效果，但是效果差一些。

通过上述的角度的调节，可以使得实现在最小阻力下最佳的均流效果。

作为优选，每个扇叶附近放置1个速度探针，如毕托管等测速，开启角度是叶片与管道横截面之间的夹角，如图13所示。

进一步的，所述的多叶对开调节门的每个叶片宽度大小可根据实际管道一次风分布情况进行确定，优选宽度=扇叶间距，扇叶间距=管道直径/10；这是由于叶片大小不同也会带来不同的压力损失其整流和均流效果不同，可根据来流一次风速度分布与温度分布状态进行确定以达到更好的均流效果。

作为优选，上游热一次风调节门4和下游一次风调节门5均为对开风门，风门扇叶间距210mm。冷一次风管道7为冷风道，直径800mm；冷热一次风混合管道9为热风道，直径2100mm。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磨煤机入口一次风量调节系统，包括磨煤机入口一次风道，所述磨煤机入口一次风道包括热一次风主管道和冷热一次风混合管道；所述热一次风主管道位于上游，冷热一次风混合管道位于下游，冷一次风管道设置在热一次风主管道和冷热一次风混合管道之间的中间管道并从中间管道向外延伸，所述热一次风主管道和冷热一次风混合管道分别设置上游热一次风调节门和下游一次风调节门，冷一次风管道上设置冷一次风调节门，所述的上游热一次风调节门和下游一次风调节门为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。

2.如权利要求1所述的风量调节系统，其特征在于，冷一次风调节门为多叶片结构，所述相邻叶片为对开调节结构。

3.如权利要求1所述的风量调节系统，其特征在于，所述上游热一次风调节门与下游一次风调节门布置方向不同，上游热一次风调节门叶片水平开向、下游一次风调节门叶片竖直开向，或者上游热一次风调节门叶片竖直开向、下游一次风调节门叶片水平开向。

4.如权利要求1所述的风量调节系统，其特征在于，风门扇叶间距210mm；

上游热一次风调节门、冷一次风调节门与下游一次风调节门三者之间相互独立调节。

5.如权利要求1所述的风量调节系统，其特征在于，所述的多叶对开调节门其中每个叶片角度独立可调。

6.如权利要求1所述的风量调节系统，其特征在于，通过伺服电机控制其开启每个叶片角度，由于叶片在不同开合角度下带来的压力损失不同带来其整流和均流效果不同，由于热一次风主管道与混合管道构成T型结构导致流入的热一次风本身存在速度不均，所以可根据来流热一次风速度分布状态对叶片角度进行精细化调节，采用如下调节公式：

，其中是风扇扇叶的变化角度，V为扇叶附近的局部速度，为截面平均速度，角度a是初始角度，是叶片与管道横截面之间的夹角。

7.如权利要求6所述的风量调节系统，其特征在于，角度a是25-35°。

8.如权利要求7所述的风量调节系统，其特征在于，优选30度。

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