CN204084340U - 煤粉锅炉的二次风配风装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤粉锅炉的二次风配风装置，包括风源、多根送风管、二次风测量装置、煤粉浓度、流速测量装置和PLC控制器。送风管连接风源和与每根送风管对应的一个燃烧器，每根送风管上均设有一个二次风调节门；PLC控制器根据每个燃烧器内一次风中煤粉的浓度和流速以及二次风流速发出相应的控制信号，所述二次风调节门根据所述控制信号调整其开度。本实用新型，因为PLC控制器可根据每台磨煤机上各燃烧器的空燃比控制二次风调节门的开度，以增加或减小每根送风管的送风量，从而精确调节第一个燃烧器的空燃比，实现最佳的燃烧效果，提升煤粉锅炉的安全性、经济性和环保性。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃煤发热，具体涉及煤粉锅炉的二次风配风装置。
背景技术
煤粉锅炉是以煤粉为燃料的锅炉设备，该锅炉设备的通常都配有几十只煤粉燃烧器，并配有一、二次风配风装置，其中，一次风的主要作用是输送煤粉到炉膛并保证挥发分的着火燃烧。二次风的作用补充燃烧所需空气量，保证燃料燃烧完全。煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或相邻于燃烧器喷口的二次风口引入炉膛，燃料在悬浮状态下燃烧，因此具有燃烧迅速、完全、容量大、效率高、适应煤种广，便于控制调节等优点。
煤粉锅炉中，由于煤粉在炉膛内停留的时间很短，仅有1～2秒的时间，在这样短的时间内要保证煤粉在炉内燃尽，必须合理调整一、二次风的配比，以创造良好的燃烧条件，保证锅炉可靠地安全经济运行。
现有的煤粉锅炉，二次风一般都采用一个大风箱向一组燃烧器提供二次风，总风量按照锅炉尾部烟气中的氧量浓度为控制依据，没有考虑一次风中煤粉及空气含量的变化。众所周知，当煤粉锅炉启动、增减负荷或者煤种变化时，燃烧器之间的煤粉分配偏差会发生改变，这样就需要根据煤粉量和空气量调整每一个相应燃烧器的二次风配风量，以实现最佳的燃烧效果。然而，现有的煤粉锅炉的二次风配风系统无法针对每个燃烧器进行精确调整，因此煤粉燃烧的效率较低，进而影响煤粉锅炉的安全性、经济性和环保性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是解决传统的煤粉锅炉无法精确的调节每个燃烧器内空气和煤粉的比值，难以实现最佳的燃烧效果，进而影响锅炉的安全性、经济性和环保性的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种煤粉锅炉的二次风配风装置，包括风源、多根送风管、二次风测量装置、煤粉浓度、流速测量装置和PLC控制器。送风管连接风源和与每根送风管对应的一个燃烧器，每根所述送风管上均设有一个二次风调节门，用于调节所述送风管的送气量的大小；煤粉浓度、流速测量装置用于测量一次配风中煤粉的浓度和流速；二次风测量装置用于测量每根所述送风管的二次风流速；PLC控制器根据每个燃烧器内一次风中煤粉的浓度和流速以及二次风流速发出相应的控制信号，所述二次风调节门根据所述控制信号调整其开度。
在上述方案中，所述煤粉浓度、流速测量装置包括煤粉浓度测量单元和煤粉流速测量单元，所述煤粉浓度测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管内的微波发射传感器和微波接收传感器，所述煤粉流速测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管内的上游流速传感器和下游流速传感器。
在上述方案中，所述风源为风箱或鼓风机。
在上述方案中，所述二次风调节门包括调节挡板，所述调节挡板转动设置于所述送风管的送风口内，所述PLC控制器通过控制所述调节挡板转动的角度改变所述送风口的流道面积，从而调节所述送风管送风量的大小。
本实用新型，因为在与每个燃烧器连接的送风管内均设有二次风测量装置和二次风调节门，PLC控制器可根据每台磨煤机所有燃烧器空燃比控制相应的二次风调节门的开度，以增加或减小每根送风管的送风量，从而精确每个燃烧器内空气和煤粉的比值，实现最佳的燃烧效果，提升煤粉锅炉 的安全性、经济性和环保性。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型中二次风调节阀门的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。
如图1所示，本实用新型提供的煤粉锅炉的二次风装置，包括风源1、多根送风管2、PLC控制器和用于测量一次风中煤粉的浓度和流速的煤粉浓度、流速测量装置以及用于测量每根送风管内的二次风量和二次风测量装置。
风源1可选用风箱或鼓风机。
每根煤粉输送管连接一个送风管2，每根送风管2连接风源1与一个对应的燃烧器3，每根送风管2上均设有一个二次风调节门4，用于调节送风管2的送风量的大小。
二次风测量装置用于测量每根送风管2的二次风流速。
煤粉浓度、流速测量装置设置于煤粉输送管5内，用于测量煤粉输送管5中煤粉的浓度和流速。煤粉浓度、流速测量装置包括煤粉浓度测量单元和煤粉流速测量单元。
PLC控制器根据每个燃烧器内一次风中煤粉的浓度和流速以及二次风流速发出相应的控制信号，所述二次风调节门根据所述控制信号调整其开度。具体实现方法是：PLC控制器根据一次风中煤粉的浓度和流速计算得出一次风中的煤粉含量和空气含量，根据二次风的流速计算出二次风量，根据每个燃烧器内一次风粉管内的煤粉含量、空气含量以及二次风总量得到每个燃烧器内空燃比，通过控制二次风调节门4的开度，以增加或减小每 根送风管2的送风量，使各燃烧器的空燃比偏差小于±10%或者达到最佳设定值，以优化燃烧器的空燃比。
煤粉浓度测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管5内的微波发射传感器和微波接收传感器。煤粉浓度测量原理如下：煤粉浓度采用微波谐振测量原理，微波信号通过安装在煤粉输送管5内的微波发射传感器和微波接收传感器进行发射和接收。接收的微波信号的谐振频率大小与煤粉输送管内的煤粉浓度成正比，煤粉浓度越高，谐振频率越低。用空管的谐振频率f0减去输送煤粉的煤粉输送管的谐振频率fε就可以算出由煤粉浓度导致的谐振频率变化量。这个变化量乘以频率浓度因子k就是浓度（ρ）：
ρ＝(f0-fε)·k
式中：f0为空管状态时的微波谐振频率；fε为有煤粉负载时的微波谐振频率；k为频率浓度因子，根据每个磨煤机的原煤输入量、各根煤粉输送管内的煤粉流速、煤粉浓度以及f0和f1进行标定获得。
标定频率浓度因子k的方法如下：
（1）通过皮带输送机均匀向磨煤机供煤，并通过皮带输送机上的皮带
称测量一段时间（如10分钟）内第i台磨煤机的原煤输入量Mi；
（2）测量该磨煤机每根煤粉输送管的煤粉流速Vji和相应的谐振频率
f1ji、谐振频率f2ji；
根据公式：计算得到k值，Sji为煤粉输送管的截面积。
煤粉流速测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管5内的上游流速传感器和下游流速传感器。煤粉流速的测量采用交相关计算方法如下：煤粉在流动过程中将产生静电信号，得到上游流速传感器及下游流速传感器接收到的静电信号X(t)与Y(t)，X(t)与Y(t)之差Tm为两个信号 之间的时差，然后用两个传感器之间的距离L除以这个时差Tm就可得到煤粉的流速。
如图2所示，二次风调节门4设置于送风管2的送风口处，用于调节送风管2的送风量的大小。二次风调节门4包括沿垂直于送风管流道方向从上到下依次设置的若干个调节挡板，调节挡板转动设置于送风口内，PLC控制器通过控制调节挡板转动的角度改变送风口的流道面积，从而调节送风管2送风量的大小。
每个燃烧器3内的二次风量的计算过程如下：
每个燃烧器3内空气量=每个煤粉输送管5内一次风量及密封风量＋每个燃烧器3的二次风量；
每个燃烧器3内的一次风量及密封风量=（每个煤粉输送管内煤粉流速/（所有煤粉输送管5内煤粉流速之和））×（每台磨煤机6一次风总量+密封风总量）；
每个燃烧器3内的燃料量=煤粉质量流量；
每个燃烧器3的空燃比=（每个煤粉输送管内的一次风量+密封风量+二次风量）/每个燃烧器内的煤粉质量流量。
由上述各式导出：
每个燃烧器3内的二次风量＝每个燃烧器3内的空燃比×每个燃烧器内煤粉质量流量-（每个煤粉输送管5内煤粉流速/（每台磨煤机6上所有煤粉输送管内流速之和））×（一次风总量+密封风总量）。
本实用新型，因为在与每个燃烧器3连接的送风管2内均设有二次风调节门4，PLC控制器可根据燃烧器之间空燃比偏差值或设定值控制二次风调节门4的开度，以增加或减小每条送风管2的送风量，从而精确的调节每个燃烧器3内空气和煤粉的比值，实现最佳的燃烧效果，提升煤粉锅炉的安全性、经济性和环保性。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.煤粉锅炉的二次风配风装置，其特征在于，包括：
风源；
多根送风管，每根所述送风管分别连接风源和一个对应的燃烧器，每根所述送风管上均设有一个二次风调节门；
用于测量一次配风中煤粉浓度的煤粉浓度测量装置和用于测量一次配风中煤粉流速的煤粉流速测量装置；
用于测量每根所述送风管的二次风流速的二次风测量装置；
用于调整二次风调节门开度的PLC控制器；
所述煤粉浓度、流速测量装置包括煤粉浓度测量单元和煤粉流速测量单元，所述煤粉浓度测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管内的微波发射传感器和微波接收传感器，所述煤粉流速测量单元包括沿煤粉流向前后依次设置于煤粉输送管内的上游流速传感器和下游流速传感器。
2.如权利要求1所述的煤粉锅炉的二次风配风装置，其特征在于，所述风源为风箱或鼓风机。
3.如权利要求1所述的煤粉锅炉的二次风配风装置，其特征在于，所述二次风调节门包括调节挡板，所述调节挡板转动设置于所述送风管送风口内，所述PLC控制器通过控制所述调节挡板转动的角度改变所述送风口的流道面积，从而调节所述送风管送风量的大小。
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|---|---|---|---|---|
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| CN108253412A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-07-06 | 山西煜能科技开发有限公司 | 一种燃油燃烧机分级燃烧用可调式供风装置 |
| CN110805924A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-02-18 | 上海电力大学 | 一种电站锅炉的二次风通道调节装置及燃烧数值模拟方法 |
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