CN206990484U - 风送煤粉发热量测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了风送煤粉发热量测量仪，它由三向管道连接器、风‑粉分离装置、测量管、输送机以及灰分测量装置、挥发分测量装置、数据采集控制器等构成，安装在风送煤粉管道上。三向管道连接器分流取出风‑粉二相流物质，风‑粉二相流物质经风‑粉分离装置将风‑粉分离后的煤粉进入测量管，由灰分测量装置测出煤粉灰分值A_测，挥发分测量装置测出煤粉挥发分值V_测，数据采集控制器根据接收A_测、V_测信号，按数学模型计算出煤粉发热量Q_粉。本实用新型解决了多年来一直困扰的风送煤粉发热量问题，它对实现按发电所需热量要求供给煤粉热量，并使二者热量相一致，实现按热量供粉，这对提高燃烧质量、提高热效率、降耗减排有重要意义。

Description

风送煤粉发热量测量仪

技术领域

本实用新型涉及燃煤发热量测量，特别涉及风送煤粉发热量测量。

背景技术

大型热力锅炉、大型火电锅炉、水泥窑炉等均采用风送管道输粉、供粉，特别是大型火电锅炉都采用多层(3-6层)，每层四个风送管道供粉，见图1。整个锅炉有十几个或二十几个风送管道供粉，多个管道内煤粉热量(热量＝重量×发热量)多少及多管道煤粉热量不均匀性都直接影响炉内热量的调节与控制，直接影响炉内燃烧的稳定性，直接影响燃烧效率、煤耗、减排效果。为此，风送管道内煤粉重量、发热量测量一直是要解决的重要课题。多年来本领域的技术人员先后采用多种二相流测量技术研发出相应的测量装置，诸如辐射式、微波式、静电感应式、激光式、光-电式等测量装置，企图解决风送煤粉重量及发热量测量问题，但是由于风送管道内煤粉的高温、高压、高速、高摩擦、负荷量小、运动轨迹多变以及风-粉二相流物质粉/风比例不稳定等测量难题，至今风送煤粉重量、发热量的测量尚未得到较好的解决。

解决风送煤粉发热量在线测量，可在发电所需预定热负荷J情况下，根据在线测量的发热量Q，计算出所需煤粉重量W，根据W值精确的控制入炉煤粉重量而达到煤粉的燃烧热量与所需热负荷量相适应，对减小煤粉热量扰动、降低煤耗，提高燃烧效率、减少排放等都具有重要意义。

针对风送煤粉发热量测量难题，本实用新型公开了一种风送煤粉发热量测量仪，它采用三向管道连接器，从风送煤粉管道上分流出部分风-粉二相流物质，以实现取样测量，采用风-粉分离装置将分流出的风-粉二相流物质中的风与煤粉分离，达到将二相流的测量转变为单一介质煤粉的测量，从而避开风送煤粉发热量测量难题。

发明内容

风送煤粉发热量测量仪，安装在风送煤粉管道上，用于检测风送煤粉发热量，其特征在于，包括：

三向管道连接器(2)，安装在风送煤粉管道(1)上，用于分流出风-粉二相流物质试样；

调节阀门、闸门(4)，安装在三向管道连接器(2)上或安装在取样风送管道(5)上，用于调节分流出的风-粉二相流物质试样量或关闭管道停止取样；

风-粉分离装置(6)，安装在取样风送管道(5)的末端，用于分离风- 粉二相流物质，分离后的风通过回风管道(7)返回风送煤粉管道(1)，分离后的煤粉送至测量管(8)，进行测量；

取样风送管道(5)，前端与三向管道连接器(2)相连，末端与风-粉分离装置(6)相连，用于输送分流出的风-粉物质；

测量管(8)上端连接风-粉分离装置(6)，下端连接输送机(12)，并在测量管 (8)上安装相应的测量装置对煤粉发热量进行测量；

灰分测量装置(9)，安装在测量管(8)上或输送机(12)的上方和下方，用于测量煤粉灰分A_测；

挥发分离线或在线测量装置(10)，安装在测量管(8)上，用于测量煤粉挥发分V_测；

取样器(13)，安装在测量管(8)上，用于取出被测量后煤粉煤样；

输送机(12)，其入料口与测量管(8)相连，出料口与四向管道连接器 (14)相连，用于将被测煤粉返回风送煤粉管道(1)；

四向管道连接器(14)，用于连接风送煤粉管道(1)、回风管道(7)及输送机(12)输出料口管；

数据采集控制器(11)，用于接收信号A_测、V_测并计算出煤粉发热量Q_粉，

风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，还包括一个开、关闸门(23)，安装在测量管(8)上，“开”-煤粉下料，“关”-煤粉停止下料。

风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，还包括一分流管(24)，安装在测量管(8)上端，用于分流、调整、维持测量管内料量，见图5。

风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述风-粉分离装置是旋风式风- 粉分离器或过滤式风-粉分离器或风-粉分离锁风器或锁风喂料机或气力输送卸料阀或锁风给料机。

风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述灰分测量装置(8)是辐射式灰分测量装置，或是微波式灰分测量装置，或是激光式灰分测量装置。

风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，锁风器是翻板式锁风器或是草帽式锁风器，所述输送机是螺旋输送机。

附图说明

图1现有火电厂锅炉一层制粉供粉系统主要设备示意图

101——原煤仓；102——输送带；103——给煤机；104——磨煤机；105——一次风风机；106——粗细粉分离器；107——煤粉分配器；108——风送总管道；108A、108B、108C、108D——风送支路管道；109A、109B、109C、109D——燃烧器；110——锅炉；111——二次风风机；112——二次风风箱；113A、113B、 113C、113D——二次配风管道。

图2风送煤粉发热量测量仪构成示意图

1——风送煤粉管道；2——三向管道连接器；3——法兰盘；4——调节阀门、闸门；5——取样风送管道；6——风-粉分离装置；7——回风管道；8——测量管；9——灰分测量装置；10——挥发分离风或在线测量装置；11——数据采集控制器；12——螺旋输送机；13——取样器；14——四向管道连接器。

图3采用X射线灰分测量装置的风送煤粉发热量测量仪结构示意图

20——辐射式灰分测量装置的辐射源；21——辐射式灰分测量装置的辐射探测器；22——离线挥发分测量仪；23——开、关闸门，“开”-下料，“关”- 停止下料。

图4风送煤粉发热量测量仪与风送煤粉管道以焊接方式连接示意图

I——图2中三向管道连接器；II——图2中四向管道连接器。

图5分流管安装示意图

8——测量管；24——分流管。

图6辐射式灰分测量传感器安装在输送机上示意图

12——输送机；20——辐射源；21——辐射探测器。

具体实施方式

结合附图对本实用新型技术方案做进一步说明：

图1是现有火电煤粉制备供粉系统一层一台磨煤机四个送粉管道、四个配风管道主要设备示意图。

风送煤粉发热量测量仪安装在总风送管道(108)或支路风送管道(108A) 或(108B)或(108C)或(108D)上，推荐安装在总风送管道(108)上。

图2是本实用新型风送煤粉发热量测量仪构成示意图，它给出了发热量测量仪所包含的主要部件和测量装置。

三向管道连接器(2)的作用是从风送煤粉管道(1)中分流出风-粉二相流物质，分流出风-粉二相流物质量的多少，取决于风送煤粉管道截面积S₁与取样风送管道截面积S₂之比，通常S₂/S₁等于百分之一——几十分之一，根据风送煤粉管道直径d₁，及所确定取样比S₂/S₁值，确定取样风送管道直径d₂；灰分测量装置(9)，目前有多种形式灰分测量装置如X射线灰分测量装置、双能γ射线测量装置、中子活化技术灰分测量装置、微波式灰分测量装置、激光式灰分测量装置等，本实用新型发明可选用其中任何一种灰分测量装置，推荐采用X射线灰分测量装置，挥发分测量装置采用的在线测量装置，锁风器可采用草帽式锁风器，草帽式锁风器动作灵活，煤粉落料均匀，适用于连续测量，输送机选用螺旋输送机，用于输送测量管下料煤粉，螺旋输送机以匀速输送物料，以达到测量管也匀速落料，从而可提高灰分与挥发分的测量精度，亦可提高发热量测量精度。

图3给出了采用X射线灰分测量装置与离线挥发分测量装置构成风送煤粉重量测量仪示意图。

X射线灰分测量传感器，X射线源(20)、X射线探测器(21)分别安装在测量管(8)的两侧，用于测量测量管(8)内煤粉灰分A_测；或安装在输送机(12)的上方和下方，用于测量输送机输送煤粉的灰分A_测(见图6)。取样器(13)定时取出煤样，离线挥发分测量仪对煤样进行测量得V_测值，并将 V_测值定时输入数据采集控制器，数据采集控制器根据接收的A_测、V_测按数学模型计算出煤粉发热量Q_粉。

图3测量管(8)上还装有开、关闸门(23)，用于控制测量管内煤粉下料，其闸门“开”——煤粉下料，闸门“关”——煤粉停止下料。还可设置一个分流管(24)，安装在测量管(8)的上端，如图5所示，用于分流、调整、维持测量管(8)内煤粉量。锁风器选用翻板式锁风器，它是利用杠杆原理， (杠杆支点的一边为翻板，杠杆支点的另一边为重锤)，当翻板上煤粉重量超过某一重量，即超过杠杆另一边的重锤重量时，翻板自动打开，测量管(8) 内煤粉下落，下料至测量管(8)的下端，对锁风器翻板及测量管上闸门(23) 进行实时控制，可实现间断或静态测量煤粉灰分，可提高测量精度。

图4是风送煤粉发热量测量仪，以焊接方式安装在风送煤粉管道(1)上示意图。该连接方式可减少安装工作量，便于施工，其中I-相当于图2中三向管道连接器，II-相当于图2中四向管道连接器。

本专利产生的效果在于可实时检测煤粉发热量，并可根据发电所需热量J 及所测煤粉发热量Q_粉计算出所需煤粉重量W_粉，W_粉＝J/Q_粉，根据W_粉值控制磨煤机输出煤粉重量W，使W与所需W_粉相一致，从而实现按发电所需热量与煤粉给出热量相一致，实现按热量供粉，这对减少煤粉热量扰动、提高煤粉燃烧质量、降低煤耗、提高效率、减少排放具有重要意义。

Claims (4)

1.风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，包括：

三向管道连接器(2)，安装在风送煤粉管道(1)上，用于分流出风-粉二相流物质试样；

调节阀门、闸门(4)，安装在三向管道连接器(2)或取样风送管道(5)上，用于调节分流出的风-粉二相流物质试样量或关闭管道停止取样；

风-粉分离装置(6)，安装在取样风送管道(5)的末端，用于分离风-粉二相流物质，分离后的风通过回风管道(7)返回风送煤粉管道(1)，分离后的煤粉送至测量管(8)，进行测量；

取样风送管道(5)，前端与三向管道连接器(2)相连，末端与风-粉分离装置(6)连接，用于输送分流出的风-粉物质；

测量管(8)上端连接风-粉分离装置(6)，下端连接输送机(12)，并在测量管(8)上安装相应的测量装置对煤粉发热量进行测量；

灰分测量装置(9)，安装在测量管(8)上，用于测量煤粉灰分A_测；

挥发分离线或在线测量装置(10)，安装在测量管(8)上，用于测量煤粉挥发分V_测；

取样器(13)，安装在测量管(8)上，用于取出被测量后煤粉煤样；

输送机(12)，其入料口与测量管(8)相连，出料口与四向管道连接器(14)相连，用于将被测煤粉返回风送煤粉管道(1)；

四向管道连接器(14)，用于连接风送煤粉管道(1)、回风管道(7)及输送机(12)输出料口管；

数据采集控制器(11)，用于接收信号A_测、V_测并计算出煤粉发热量Q_粉。

2.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，还包括一个开、关闸门(23)，安装在测量管(8)上，“开”-煤粉下料，“关”-煤粉停止下料。

3.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述风-粉分离装置是旋风式风-粉分离器或过滤式风-粉分离器或风-粉分离锁风器或锁风喂料机或气力输送卸料阀或锁风给料机。

4.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述灰分测量装置(9)是辐射式灰分测量装置，或是微波式灰分测量装置，或是激光式灰分测量装置。