CN206863053U - 磨机入口风道的风速风量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了磨机入口风道的风速风量检测装置，包括：磨机入口风道的直段末端内设置有整流消旋装置，将该段风道分隔成若干矩形等截面的小风道；数根小机翼测速管垂直阵列布置在该装置内，使小机翼测速管在每个小风道中有一组全压和静压测点，测点距小风道上游端至少0.6d，距下游端至少0.2d。测速管上部全压管和静压管分别并联联通，通过传压管与微差压变送器连接，微差压变送器向DCS控制系统送出准确的测量信号。且在小机翼测速管的全压管和静压管上分别连接有吹灰系统以防止堵塞。该装置实现了磨机入口风道的风速风量的实时在线检测，使得磨机实现闭环自动控制具备了技术条件，使得进一步提高磨机的自动化操作和经济运行水平成为可能。

Description

磨机入口风道的风速风量检测装置

技术领域

本实用新型涉及以气流为干燥和输送介质的大型磨粉机的入口段风道内风速、风量的检测领域，特别针对大型电站锅炉配套磨煤机入口风道的风速检测，或水泥建材、钢铁行业的大型磨粉机入口风道的风速检测，及其它工业设备相似风道的风速、风量检测装置。

背景技术

大型电站锅炉是我国电力行业主力设备，所配套的大型磨煤机同样数量巨大。由于生产场地空间限制，磨煤机入口风道普遍设置直段较短，应用常规测量技术无法准确测量风速风量，且风道中热一次风携带有少量灰尘，容易堵塞测量传感器，更是增加了测量的难度。如附图1所示，为一台大型磨煤机的入口水平风道的平面示意图，热一次风经过风门后进入水平风道，再经过一个直角弯头后是一段长度有限的直段管道，连接着磨煤机入口渐扩形匀流装置；在直角弯头的下游，连接着冷一次管道的进风口；直角弯头中布置有3块弧形导流板，在冷一次风入口的上游侧，设置了一块长度有限的导流板。在冷一次风进口到磨入口的这段风道流经的风量就是进入磨机的风量。可是，这段风道直段太短，不能满足传统测量方法的要求，加上在弯头后冷一次风的混入，流场非常紊乱，温度场同样紊乱。具体状况是，冷一次风的进入，破坏了热一次风沿着风道宽度方向的均匀分布状态，整个气流被压向冷一次风口的对侧。而且随着冷一次风进入量的大小不同，沿着热一次风道宽度方向的风速、温度不均匀程度呈不同状态；同时，还不断产生气流涡动变化。这种情况下，即使新近出现的热电法测量技术也不能奏效。这样，就使得磨机实现闭环自动控制无法实现，为进一步提高磨机的自动化操作和经济运行水平造成了困难。

实用新型内容

测速管的特性参考专利申请号为201511000798.0，需要保证小机翼上游的直段L1≥0.6d(d为当量直径)，小机翼下游的直段L2≥0.2d，就能保证测量的准确性，其对测量直段的要求比传统差压法测量有了大幅度降低。

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种磨机入口风道的风速风量检测装置，该检测装置能够测量得到风道内的全压和静压，通过差压即可得出风速、风量。

本实用新型的技术方案为：

磨机入口风道的风速风量检测装置，该装置包括：在矩形截面的磨机入口的水平直段风道内设置有整流消旋装置，由所述整流消旋装置将该段风道分隔成若干矩形等截面的小风道，所述小风道在气流流动方向的长度至少为0.8d，d为小风道的当量直径；小机翼测速管垂直布置在该整流消旋装置上，小机翼测速管上带有若干组测点，每个小风道的截面中心具有一组测点，使小机翼测速管能够检测每个小风道内的全压和静压，在测速管的全压管和静压管上连接有吹灰系统。

进一步，所述小机翼测速管布置在所述整流消旋装置的位置：距离所述小风道上游端至少0.6d，且距离小风道下游端至少0.2d。

进一步，所述整流消旋装置是由若干个薄钢板构成的栅格结构。

进一步，所述小机翼测速管的上端通过传压管与微差压变送器连接，所述微差压变送器与DCS控制系统连接。

进一步，所述吹灰系统包括：压缩空气气源、排灰管、电磁吹扫阀、定时器和PLC控制器，所述压缩空气气源通过管路与所述传压管连接，在该段管路上设置有所述电磁吹扫阀，所述排灰管与所述小机翼测速管的全压管和静压管的下端连接，所述电磁气动排灰阀安装在排灰管上；其中，电磁吹扫阀、电磁气动排灰阀与所述定时器和PLC控制器信号连接。

进一步，所述排灰管为两根管或者是一根管上的具有两个气流通道，使两根排灰管或者一根排灰管上的两个气流通道分别与全压管和静压管连接，排灰管的出灰端插入所述检测装置下游的斜置风道内部。

进一步，所述小机翼测速管及所述小风道呈阵列式全截面分布。

进一步，所述整流消旋装置对气流的流动阻力低于120Pa。

进一步，所述整流消旋装置和所述小机翼测试管布置在水平直段风道的末端，尽量远离上游弯头和冷一次风入口。

进一步，所述微差压变送器、所述PLC控制器、所述定时器、所述压缩空气气源和所述电磁吹扫阀设置在控制箱内。

根据矩形流道当量直径的计算公式d＝2a*b/(a+b)可以获知，当量直径d 与流道的截面长度a和流道的截面宽度b有关，因此本实用新型利用缩小流道的截面长度和截面宽度的方法，减少了小机翼测速管需要的流道直段长度，使测速管能够适用在直段很短的磨机入口风道内进行检测，从而获得风道的准确风速和风量。

若干个小流道能够削弱气流的涡流旋转，使流体均匀性被提高，有利于测量的准确性。

吹灰系统能够由定时器、PLC控制器及相关器件控制，定时向小机翼测速管内送入压缩空气，以清除全压管和静压管内沉积的飞灰，防止小机翼测速管堵塞。

形成全截面测量点，保证测量的准确性、代表性和可靠性，易于实施。

本方案可以实现磨机入口风道风速风量的实时在线检测，使磨机实现进风量和进料量的闭环自动控有了可靠的技术基础。

附图说明

图1为磨煤机入口风道平面示意图；

图2为安装本实用新型的磨煤机入口风道平面示意图；

图3为安装本实用新型的磨煤机入口风道立面示意图；

图4为本实用新型的结构立面示意图；

图5为本实用新型的结构俯视平面示意图；

图6为本实用新型的吹扫管路系统示意图；

图中，1小机翼测速管、2整流消旋装置、3传压管、4控制箱、5压缩空气气源、6电磁吹扫阀、7排灰管、8磨机入口风道、9微差压变送器、10电磁气动排灰阀、11全压管、12静压管。

具体实施方式

下面利用实施例对本实用新型进行更全面的说明。本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图2、图3、图4、图5、图6所示磨机入口风道的风速风量检测装置包括：在矩形截面的磨机入口风道8的水平直线段内设置有整流消旋装置2，整流消旋装置2是由若干个薄钢板构成的栅格结构，薄钢板的厚度尽可能的薄以减少厚度阻力。由整流消旋装置2将该段风道分隔成若干个矩形等截面的小风道，小风道呈阵列式分布，同时被分隔成的小风道数量恰当，不致数量过大引起阻力过大，使测量装置的流动阻力120Pa以下。小风道在气流流动方向的长度至少为0.8d，d为小风道的当量直径；小机翼测速管1垂直阵列插置在整流消旋装置2上，全截面测量的点数较多、准确性高，特别有利于克服竖直方向上的流场偏差带来的误差。从小机翼测速管1上部引出全压11、静压传压管12，利用小机翼测速管1检测每个小风道内的全压和静压，小机翼测速管1距离小风道上游端至少0.6d，且距离小风道下游端至少0.2d，小机翼测速管1通过传压管3与控制箱4内的微差压变送器9连接，微差压变送器9与DCS控制系统连接，微差压变送器9将0—24mA信号送向DCS控制系统。

小机翼测速管1的全压管11和静压管12上连接有吹灰系统，吹灰系统包括：压缩空气气源5、排灰管7、电磁吹扫阀6和排灰电磁气动阀10，压缩空气气源5通过管路与传压管3连接，在该段管路上设置有电磁吹扫阀6，排灰管7具体设置成两根管或者具有两个气流通道的一根管，使两根排灰管7或者一根排灰管7上的两个气流通道能够分别与全压管11和静压管12的下端连接，便于对全压管11和静压管12分别进行排灰。如图4所示，数根小机翼测速管1的全压管11、静压管12分别并列联通，然后连向控制箱4中的微差压变送器9；每根小机翼测速管1下部有两根排灰管7一根与全压管11连接的全压排灰管和一根与静压管12连接的静压排灰管，二者分别并列联通，形成2根排灰管道进入磨机斜风道，每个排灰管7上安装一个排灰气动电磁阀10。

电磁吹扫阀6、排灰电磁气动阀10与定时器、PLC控制器信号连接，由PLC 控制器和定时器控制电磁吹扫阀6和排灰电磁气动阀10的开闭时间。微差压变送器9、PLC控制器、定时器、压缩空气气源5和电磁吹扫阀6设置在控制箱4 内。

优选的，将排灰管7的出灰端与整流消旋装置2下游的风道8连接，将飞灰送回风道8内。吹扫时，打开压缩空气的电磁阀吹扫6分别对全压管11、静压管12于不同的时间分别进行吹扫，小机翼测速管1下部的排灰气动电磁阀10预先打开。这样，小机翼测速管1中的灰尘就被吹入磨机的入口风道8中。要求有具体的吹扫间隔、吹扫时长，并且吹扫间隔、吹扫时长、吹扫时点、配合时差均可根据实际情况和需求进行调整或更改。采取措施，使得DCS能够根据吹扫反馈信号避免吹扫时差压变送器的不正常信号影响磨机的控制。

在获得差压后计算风速、风量可以参考如下公式：

1、根据伯努利方程可计算流体中测点流速V：

式中：V——被测介质流速(m/s)

ρ——被测介质密度(kg/m³)

K——测速管校准系数

ΔP——标定仪器输出的压差值(Pa)

其中，ρ为空气密度，ΔP可由微差压变送器测出，故只需标定小翼型传感器的校准系数，根据公式计算出风速V。

上述示例只是用于说明本实用新型，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本实用新型思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.磨机入口风道的风速风量检测装置，其特征在于，该装置包括：在矩形截面的磨机入口的水平直段风道内设置有整流消旋装置，由所述整流消旋装置将该段风道分隔成若干矩形等截面的小风道，所述小风道在气流流动方向的长度至少为0.8d，d为小风道的当量直径；小机翼测速管垂直布置在该整流消旋装置上，小机翼测速管上带有若干组测点，每个小风道的截面中心具有一组测点，使小机翼测速管能够检测每个小风道内的全压和静压，在测速管的全压管和静压管上连接有吹灰系统。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述小机翼测速管布置在所述整流消旋装置的位置为：距离所述小风道上游端至少0.6d，且距离小风道下游端至少0.2d。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述整流消旋装置是由若干个薄钢板构成的栅格结构。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述小机翼测速管的上端通过传压管与微差压变送器连接，所述微差压变送器与DCS控制系统连接。

5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述吹灰系统包括：压缩空气气源、排灰管、电磁吹扫阀、定时器和PLC控制器，所述压缩空气气源通过管路与所述传压管连接，在该段管路上设置有所述电磁吹扫阀，所述排灰管与所述小机翼测速管的全压管和静压管的下端连接，所述电磁气动排灰阀安装在排灰管上；其中，电磁吹扫阀、电磁气动排灰阀与所述定时器和PLC控制器信号连接。

6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述排灰管为两根管或者是一根管上的具有两个气流通道，使两根排灰管或者一根排灰管上的两个气流通道分别与全压管和静压管连接，排灰管的出灰端插入所述检测装置下游的斜置风道内部。

7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述小机翼测速管及所述小风道呈阵列式全截面分布。

8.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述整流消旋装置对气流的流动阻力低于120Pa。

9.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述整流消旋装置和所述小机翼测试管布置在水平直段风道的末端，尽量远离上游弯头和冷一次风入口。

10.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述微差压变送器、所述PLC控制器、所述定时器、所述压缩空气气源和所述电磁吹扫阀设置在控制箱内。