CN216384218U - 一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统 - Google Patents
一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，包括数据处理模块和用于采集炉渣掉落情况的若干传感器组件，若干传感器组件设置在传送带下方，若干传感器组件与数据处理模块相连，数据处理模块与DCS控制系统相连。本实用新型提供一种燃煤锅炉落渣实时监测系统，通过设置若干传感器组件和数据处理模块，数据处理模块根据传感器组件反馈的数据判断冷灰斗落渣质量与落渣区域，该系统能够实时监测锅炉冷灰斗落渣质量、落渣区域，以掌握炉膛结渣情况；本实用新型系统简单，容易实现，精确度高，可有效保障锅炉运行安全。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤锅炉技术领域，涉及一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统。
背景技术
燃煤锅炉结焦问题是影响锅炉运行安全的主要因素之一，常见于锅炉水冷壁、燃烧器和高温受热面等区域。由于燃煤市场因素，很多电厂机组锅炉燃烧用煤与设计煤种偏差较大，当燃用低灰熔点煤种时，极易发生炉膛结焦问题，需要对炉内结焦情况进行密切监控。
在现有技术中，监测炉渣手段十分有限，通常采用打开看火孔人工检查炉内结焦情况，并通过视频监视炉底冷灰斗出口落渣情况。现有的这些方法都无法准确掌握炉内结渣、落渣情况。由于炉膛高温环境，采用仪器仪表直接监控炉内结焦情况几乎不可能；因此研究开发一种冷灰斗落渣实时监测系统，以掌握炉膛结焦、落渣情况，对保障燃煤锅炉运行安全具有重要意义。
中国专利CN109668625B通过在锅炉冷灰斗前墙斜面和后墙斜面分别布置多个加速度传感器，连续记录锅炉运行过程中所有加速度传感器的振动信号值，根据各加速度传感器振动信号跃升的时间差、幅值和频率特征计算落渣的区域和渣块质量；并通过在设定的时长下，统计落渣的位置，确定炉内超过设定要求落渣的区域。这种在冷灰斗上装设传感器的方式对落渣区域的判定较为准确，但采用频率特征等无法精确计算落渣质量。除此之外，该种方式对锅炉左墙和右墙水冷壁区域的落渣情况无法进行有效监控，特别是对于四角切圆锅炉，在锅炉左右墙水冷壁也存在较大的结渣风险。
中国专利CN107356200A通过在锅炉冷灰斗位置布置图像采集系统，通过渣块轨迹的分析计算，得到煤粉锅炉的落渣大小和落渣位置。对于大容量机组锅炉而言，冷灰斗面积较大，该种方式需要实时对冷灰斗所有区域进行图像采集并分析，投资相对较大。而且锅炉实际运行过程中，燃用煤质情况有一定变化，炉渣的密度与设定的预估值差别较大时，采用图像识别落渣大小进而估算落渣质量并不准确。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种燃煤锅炉落渣实时监测系统，实时监测锅炉落渣情况，给运行提供参考。
为达到实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种燃煤锅炉落渣实时监测系统，包括数据处理模块和用于采集冷灰斗处炉渣掉落情况的若干传感器组件，若干传感器组件与数据处理模块相连。
本实用新型进一步的改进在于，冷灰斗底部设置有干式排渣机。
本实用新型进一步的改进在于，干式排渣机内设置有传送带。
本实用新型进一步的改进在于，传感器组件包括称重传感器和加速度传感器。
本实用新型进一步的改进在于，加速度传感器为压电式传感器。
本实用新型进一步的改进在于，冷灰斗包括相连的冷灰斗前斜面、灰斗左斜面、冷灰斗后斜面以及冷灰斗右斜面；传感器组件包括第一传感器组件、第二传感器组件、第三传感器组件、第四传感器组件、第五传感器组件与第六传感器组件；其中，第一传感器组件、第二传感器组件设置在靠近冷灰斗前斜面的不锈钢传送带下方；第三传感器组件、第四传感器组件设置在靠近冷灰斗后斜面的不锈钢传送带下方；第五传感器组件设置在靠近冷灰斗左斜面的不锈钢传送带下方；第六传感器组件设置在靠近冷灰斗右斜面的不锈钢传送带下方。
本实用新型进一步的改进在于，干式排渣机上部设置有带挤压头的液压关断门。
本实用新型进一步的改进在于，数据处理模块连接有DCS控制系统。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：本实用新型提供一种燃煤锅炉落渣实时监测系统，通过设置若干传感器组件和数据处理模块，数据处理模块根据传感器组件反馈的数据判断冷灰斗落渣质量与落渣区域，该系统能够实时监测锅炉冷灰斗落渣质量、落渣区域，以掌握炉膛结渣情况；本实用新型系统简单，容易实现，精确度高，可有效保障锅炉运行安全。
附图说明
图1是本实用新型的正视结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
图3是本实用新型的左视结构示意图。
其中：1-冷灰斗前斜面，2-冷灰斗后斜面，3-冷灰斗左斜面，4-冷灰斗右斜面，5-前墙水冷壁，6-后墙水冷壁，7-左墙水冷壁，8-右墙水冷壁，9-干式排渣机，10-液压关断门，11-不锈钢传送带，12-第一传感器组件，13-第二传感器组件，14-第三传感器组件，15-第四传感器组件，16-第五传感器组件，17-第六传感器组件，18-数据处理模块。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实施例给出一种燃煤锅炉落渣实时监测系统，用于监测锅炉运行过程中炉渣掉落情况。
具体的，一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，包括数据处理模块18和用于采集炉渣掉落情况的若干传感器组件，若干传感器组件设置在传送带11下方，传送带11设置在冷灰斗下方，若干传感器组件与数据处理模块18相连，数据处理模块18与DCS控制系统相连。
传感器组件由称重传感器和加速度传感器组成；称重传感器能排除落渣冲击带来的干扰，并能承受落渣冲击力，量程为0～1000kg；加速度传感器为压电式传感器，量程为±100000g；传感器组件实时监测落渣情况并将测量数据(落渣重量以及落渣加速度)传送至数据处理模块18；数据处理模块通过耦合称重传感器和加速度传感器测量数据，得出落渣时刻、落渣质量和炉渣产生高度等信息，并将信息发送至DCS控制系统。
若干传感器组件分别设置在不锈钢传送带11的不同部位下，能测量附近区域内不锈钢传送带上炉渣掉落情况。
传感器组件包括第一传感器组件12、第二传感器组件13、第三传感器组件14、第四传感器组件15、第五传感器组件16与第六传感器组件17。第一传感器组件12、第二传感器组件13设置在靠近冷灰斗前斜面1的不锈钢传送带下，可监测炉膛靠前墙区域炉渣掉落情况；第三传感器组件14、第四传感器组件15设置在靠近冷灰斗后斜面2的不锈钢传送带下，可监测炉膛靠后墙区域炉渣掉落情况；第五传感器组件16设置在靠近冷灰斗左斜面3的不锈钢传送带下，可监测炉膛靠左墙区域炉渣掉落情况；第六传感器组件17设置在靠近冷灰斗右斜面4的不锈钢传送带下，可监测炉膛靠右墙区域炉渣掉落情况。
当落渣质量一定时，所述加速度传感器受冲击产生的信号强度与炉渣产生高度的呈正相关关系，可通过事先实物试验或程序模拟给出炉渣产生高度和传感器信号的对应关系，并将拟合曲线录入数据处理模块18。
进一步地，当炉渣落入不锈钢传送带11时，数据处理模块18可根据传感器组件测量数据，根据上述拟合曲线可计算得出炉渣产生高度。
进一步地，数据处理模块18结合传感器组件序号，结合上述计算炉渣产生高度，可推断出炉渣产生具体区域。
进一步地，数据处理模块18可将计算得出的落渣时刻、落渣质量和炉渣产生高度等信息，发送至DCS控制系统。
不锈钢传送带11设置在干式排渣机9内；干式排渣机9上部与冷灰斗相连，并在中部设置有带挤压头的液压关断门10，液压关断门10能对大焦块进行破碎。
需要指出的是，随着炉渣被不锈钢传送带11携带移动和新炉渣掉入，传感器组件上方炉渣质量为非稳态，仅当传感器组件的称重传感器和加速度传感器同时测到落渣冲击引起的信号时，则被判定为有新炉渣落入该传感器组件测量范围。
当锅炉严重结焦，存在掉大焦时，启动液压关断门10将落渣大小初步破碎在允许范围内，以保护下方干式排渣机9；由于炉渣被液压关断门10工作时，落渣均挤压到中间区域，传感器组件仅用于监测实时落渣质量，不用于判定结渣区域。
一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其工作过程如下：
若干传感器组件实时监测各自区域不锈钢传送带上落渣变化；
当某传感器组件的加速度传感器测量数据信号发生跃升时，数据处理模块认定该区域不锈钢传送带上发生落渣现象；加速度传感器和称重传感器同时测量落渣质量并发送至数据处理模块。
数据处理模块将称重传感器信号进行滤波处理，排除冲击带来的干扰；
数据处理模块根据传感器组件序号和对应数据，初步分析得出炉膛大致结焦区域和渣量情况，供运行人员参考。
当落渣质量一定时，所述加速度传感器受冲击产生的信号强度与炉渣产生高度的平方呈正相关关系，可通过事先实物试验或程序模拟给出炉渣产生高度和传感器信号强度的对应关系，并将拟合曲线录入数据处理模块。与此同时，加速度传感器振动信号频率可用于辅助分析炉渣高度。
需要指出的是，随着炉渣被不锈钢传送带携带移动和新炉渣掉入，传感器组件上方炉渣质量为非稳态，仅当传感器组件的称重传感器和加速度传感器同时测到落渣冲击引起的信号时，则被判定为有新炉渣落入该传感器组件测量范围。
当锅炉严重结焦，存在掉大焦情况时，启动冷灰斗下方液压关断门将落渣大小破碎在允许范围内，以保护下方干渣机；由于炉渣被液压关断门工作时，落渣被挤压到中间区域，此时传感器组件仅用于监测实时落渣质量，不用于判定结渣区域；实时落渣总质量即为所有称重传感器实时测量值之和。
实施例1
某电厂锅炉采用单炉膛、固态干式排渣系统，锅炉运行期间，随着炉渣掉入，第二传感器组件13的加速度传感器检测到该区域不锈钢传送带11受到落渣冲击，同时第二传感器组件13的称重传感器测量质量突增△m(数据处理模块会排除由冲击带来的质量信号干扰)；数据处理模块18根据第二传感器组件13测量数据，即判定炉膛靠前墙右侧区域存在结焦问题，且在t1时刻，产生了△m质量的落渣量，表明在t1时刻之前炉膛靠前墙右侧区域有至少△m质量的结焦量；随后数据处理模块18将上述结果发送至DCS控制系统。
实施例2
某电厂锅炉采用单炉膛、固态干式排渣系统，锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧，在前、后墙分别布置3层(自下而上A/B/C)、2层(自下而上D/E)低NOx轴向旋流燃烧器，其中A/B/C/D/E燃烧器高度分别为h1、h2、h3、h4、h5。其中，h1＝h4，h2＝h5。每层各4只燃烧器，从炉左到炉右序号分别为1～4号。炉膛顶部屏式过热器高度为h6。
在锅炉运行期间，随着炉渣掉入，第二传感器组件13的加速度传感器在t1时刻产生跃升信号，幅度为At1，频率为ft1，此时称重传感器测得落渣质量为mt1，数据处理模块18根据拟合曲线计算得出炉渣掉落高度为ht1，ht1≈h2；第二传感器组件13收集落渣对应炉膛前墙靠右区域；数据处理模块18根据上述测量和计算结果，即判定炉渣产生区域为第B层燃烧器标高区域，具体为3号、4号燃烧器附近。随后数据处理模块18将上述结果发送至DCS控制系统，运行人员即通过采取调整B层燃烧器3号、4号燃烧器的配风参数等措施改善结焦情况。
实施例3
当锅炉严重结焦并掉大渣时，启动液压关断门10，对大渣块进行破碎；由于炉渣被液压关断门10挤压到中间区域，所有传感器组件仅用于监测实时落渣质量；实时落渣总质量M即为第一、第二、第三、第四、第五、第六传感器组件的称重传感器实时新增质量值之和。数据处理模块18将实时计算结果落渣总质量M发送至DCS控制系统，供运行人员了解实时落渣情况。
Claims (8)
1.一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，包括数据处理模块(18)和用于采集冷灰斗处炉渣掉落情况的若干传感器组件，若干传感器组件与数据处理模块(18)相连。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，传感器组件包括称重传感器和加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，加速度传感器为压电式传感器。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，冷灰斗底部设置有干式排渣机(9)。
5.根据权利要求4所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，干式排渣机(9)内设置有传送带(11)。
6.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，冷灰斗包括相连的冷灰斗前斜面(1)、灰斗左斜面(3)、冷灰斗后斜面(2)以及冷灰斗右斜面(4)；传感器组件包括第一传感器组件(12)、第二传感器组件(13)、第三传感器组件(14)、第四传感器组件(15)、第五传感器组件(16)与第六传感器组件(17)；其中，第一传感器组件(12)、第二传感器组件(13)设置在靠近冷灰斗前斜面(1)的传送带(11)下方；第三传感器组件(14)、第四传感器组件(15)设置在靠近冷灰斗后斜面(2)的不锈钢传送带(11)下方；第五传感器组件(16)设置在靠近冷灰斗左斜面(3)的传送带(11)下方；第六传感器组件(17)设置在靠近冷灰斗右斜面(4)的传送带(11)下方。
7.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，干式排渣机(9)上部设置有带挤压头的液压关断门(10)。
8.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉冷灰斗落渣实时监测系统，其特征在于，数据处理模块(18)连接有DCS控制系统。
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| CN116339128A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统 |
| CN116679657A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-01 | 四川磊蒙机械设备有限公司 | 一种砂石骨料智能监测控制系统 |
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