CN205691362U - 一次风粉管监控取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一次风粉管监控取样装置，包括：与风粉管管壁取样口连接的取样管、温度传感器、温度变送器和控制器，取样管外侧敷设电热丝，取样管内设置温度测点并安装温度传感器，通过温度变送器将取样管内温度信号反馈给控制器，由控制器控制电热丝热源电路的通、断电；取样管内设置管径大于取样管的腔体，温度传感器设置在腔体内。本实用新型能够防止风粉管取压过程一次风中水蒸气凝结致使煤粉结块造成取样管堵塞，提高煤燃锅炉一次风速测定的准确性，对指导火电厂锅炉安全稳定运行有重要意义。

Description

一次风粉管监控取样装置

技术领域

本实用新型属于燃煤锅炉设备技术领域，尤其涉及于锅炉燃烧器相连的一次风粉管的监控取样装置。

背景技术

当今人类的生存和发展离不开能源作基础，作为国家发展的基础工业，能源工业中能源设备的稳定高效运行对国民经济的可持续发展至关重要。作为国民经济的先行产业，电力工业在能源工业占据重要地位。目前在我国的电力结构中，火电占主力地位，每年开采的煤炭有60％用于火力发电。

锅炉作为燃煤电厂的三大主机之一，其能否稳定高效运行直接影响着燃煤电厂的安全性和经济性。一次风粉管直接和锅炉的燃烧器相连，其内部一次风粉混合物速度准确、实时地监测直接影响到锅炉的燃烧状况，特别是采用多层四角直流喷射切圆燃烧技术的大型燃煤锅炉，若各层各角喷射的一次风速差异较大、分布不均匀会导致炉膛火焰中心偏移、火焰贴壁、炉膛热负荷不均匀、温度偏差大、NOx排放量增加，产生局部水冷壁超温、结焦等问题。因此一次风速的准确监测对锅炉的安全经济运行至关重要。

据统计，我国燃煤机组的一次风速监测装置普遍采用毕托管原理。因此，监测装置的动、静压取样管中存在的是一次风粉混合物，且由于一次风在磨煤机中对原煤进行了干燥，原煤中的水分大部分蒸发到一次风气流中，导致一次风湿度变大。当一次风粉混合物进入温度较低的取样管后，一次风中的水蒸气遇冷凝结导致取样管中的煤粉结块堵塞取样管，造成取压错误，最终影响一次风速的准确测量和监测。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种一次风粉管监测取样装置，能够使取样测量条件更接近风粉管中的实际情况，实现一次风速的准确测量和监测，准确、实时的监测锅炉的燃烧情况。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一次风粉管监控取样装置，所述取样装置包括：与风粉管管壁取样口连接的取样管、温度传感器、温度变送器和控制器，所述取样管外侧敷设电热丝，取样管内设置温度测点并安装所述温度传感器，通过所述温度变送器将取样管内温度信号反馈给所述控制器，由控制器控制电热丝热源电路的通、断电；所述取样管内设置管径大于取样管的腔体，所述温度传感器设置在腔体内。

进一步的，所述取样管包括动压取样管和静压取样管，所述取样管通过螺口或焊接的方式与风粉管管壁取样口连接。

进一步的，所述温度测点根据取样管的长度设置有多个，温度测点与温度测点之间的距离在40cm至50cm之间。

进一步的，所述动压取样管和静压取样管之间距离大于或等于10cm。

进一步的，所述电热丝在取样管外侧轴向缠绕设置。

进一步的，所述取样管为不锈钢管，不锈钢管直径10mm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过建立一个一次风速测量装置取样管温度控制系统，使控制器接受到一次风风粉管取样管内的反馈温度，与控制器预设的给定温度进行比较，当反馈温度低于给定温度时，对取样管外的电热丝进行加热，当反馈温度高于给定温度时，控制器控制电热丝断电，停止加热。如此可使取样管内一次风温度始终保持在其露点温度以上，成功的防止了因为一次风中水蒸气凝结致使煤粉结块造成取样管堵塞，提高一次煤燃锅炉一次风速测定的准确性，高效可靠，简便易行，对指导火电厂锅炉安全稳定运行有重要意义。

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1.动压取样管；2.静压取样管；3.电热丝；4.温度变送器；5.热源开关；6.控制器；7.一次风速测量装置；8.温度传感器；9.腔体。

具体实施方式

一次风粉管监控取样装置，所述取样装置包括：与风粉管管壁取样口连接的取样管、温度传感器、温度变送器和控制器，所述取样管外侧敷设电热丝，取样管内设置温度测点并安装所述温度传感器，通过所述温度变送器将取样管内温度信号反馈给所述控制器，由控制器控制电热丝热源电路的通、断电；所述取样管内设置管径大于取样管的腔体，所述温度传感器设置在腔体内。

实施例1

如图1所示，本实施例中一次风粉管监控取样装置，包括：与风粉管管壁取样口连接的静压取样管1和动压取样管2(取样口连接一次分粉管内的一次风速测量装置7)、温度传感器8、温度变送器4和控制器6，所述动压取样管2和静压取样管1外侧均轴向敷设电热丝3；动压取样管2和静压取样管1内分别设置各自独立的温度传感器8，并分别通过各自连接的温度变送4将各自的温度信号分别反馈给所述控制器6，所述控制器6通过两个独立的热源开关5(空气开关)分别控制动压取样管2和静压取样管1的电热丝热源电路的通、断电。

动压取样管2和静压取样管1之间距离为10cm。动压取样管2和静压取样管1内均设置管径大于取样管的圆形腔体9，腔体9内设置温度测点并安装温度传感器8。动压取样管2和静压取样管1均为不锈钢管，直径10mm。温度测点根据取样管的长度设置有多个，温度测点与温度测点之间的距离在40cm至50cm之间。

本实用新型的工作原理：

建立一个一次风速测量装置取样管内温度闭环控制系统；其中热源布置采用沿一次风速测量装置取样管外侧轴向辐射电热丝；该控制系统的逻辑为:给定控制器一温度信号t，和经温度变送器反馈的取样管内温度t_i进行比较；若t_i＜t，控制器控制电热丝开关闭合，对取样管内一次风进行加热；若t_i＞t，控制器控制电热丝开关断开，停止对取样管内一次风加热；在取样管中间位置设置一管径较大的圆形腔体，用以安装温度测点，以防止温度测点的安装堵塞取样管；

计算给定控制器的温度信号t：

假设所给煤种中的全水全部蒸发到一次风中；

磨煤机出口一次风含湿量：

$d_o=\frac{q_c\×M_{ar}+q_a\×\frac{d}{1+d}}{q_a\×\frac{1}{1+d}}=\frac{q_c\×M_{ar}\×(1+d)+q_a\×d}{q_a}$

式中：d_o—磨煤机出口一次风相对含湿量；q_c—磨煤机给煤量/t/h；M_ar—所给煤种的全水分；q_a—磨煤机入口一次风量/t/h；d—磨煤机入口一次风相对含湿量；

一次风粉管内压力取磨煤机后压力P，则一次风粉管内气流中的水蒸气分压：

$P_v=\frac{d_{o}P}{0.622+d_o};$

查饱和水蒸气温压表得此时的露点温度为：

t_d＝f(P_v)；

为了使取样管内水蒸气不凝结，则给定控制器温度t应大于磨煤机后一次风露点温度t_d，因此t取极限条件下的t_d最大值即可。当磨煤机一次风入口相对含湿量d取最大d_max，磨煤机出口压力P取最大值P_max时，t_d最大。d_max和P_max查当地水文资料和磨煤机设备参数获得；

为了消除取样管被加热后动、静压取样管内的压力差受到影响，则动、静压取样管设置同一给定控制器温度t。

在本实施例中：

动、静压取样管的电热丝分别接入220V交流电源，用空气开关控制电热丝的通、断电，用PLC控制器控制两空气开关的闭合和断开；在取样管中间焊接一管径较大的圆形腔体，在腔体内焊接温度测点；在温度测点中加装温度传感器，并通过温度变送器将温度信号反馈给控制器；给定控制器一温度信号t

温度测点的温度传感器精度<0.2℃。取样管端部带内螺纹螺帽、垫片结构，取样管与取样口通过螺纹连接。

Claims (6)

1.一次风粉管监控取样装置，其特征在于：所述取样装置包括：与

风粉管管壁取样口连接的取样管、温度传感器、温度变送器和控制器，

所述取样管外侧敷设电热丝，取样管内设置温度测点并安装所述温度

传感器，通过所述温度变送器将取样管内温度信号反馈给所述控制

器，由控制器控制电热丝热源电路的通、断电；所述取样管内设置管

径大于取样管的腔体，所述温度传感器设置在腔体内。

2.根据权利要求1 所述一次风粉管监控取样装置，其特征在于：所述

取样管包括动压取样管和静压取样管，所述取样管通过螺口或焊接的

方式与风粉管管壁取样口连接。

3.根据权利要求1 所述一次风粉管监控取样装置，其特征在于：所

述温度测点根据取样管的长度设置有多个，温度测点与温度测点之间

的距离在40cm 至50cm 之间。

4.根据权利要求2所述一次风粉管监控取样装置，其特征在于：

所述动压取样管和静压取样管之间距离大于或等于10cm。

5.根据权利要求1 所述一次风粉管监控取样装置，其特征在于：所

述电热丝在取样管外侧轴向缠绕设置。

6.根据权利要求1 所述一次风粉管监控取样装置，其特征在于：所

述取样管为不锈钢管，不锈钢管直径10mm。