[实用新型]风粉流速在线监测系统以及风粉在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源和环保领域，特别是涉及风粉在线监测系统，具体来说涉及一种风粉流速在线监测系统，该风粉流速在线监测系统适用于监测直吹式锅炉中一次风管内的风粉混合物的流速，本发明还涉及一种风粉在线监测系统，该风粉在线监测系统适用于同时监测直吹式锅炉中一次风管内的风粉混合物的流速和煤粉的浓度。

背景技术

一次风管指同时供应风和煤粉的风管，二次风管指仅仅供应风的风管。直吹式锅炉指由一次风将煤粉直接吹入炉膛的锅炉。如本领域普通技术人员所公知的，在电站锅炉燃烧过程中，锅炉的燃烧工况和燃烧效率受到下述因素的直接影响：一次风管内的速度(即，一次风速，是指一次风管内风粉混合物的流速)和风量(一次风量)，每个燃烧器的煤粉流量及风和煤粉之间的比例。在运行中，电站锅炉经常会产生以下现象：飞灰可燃物含量高，炉膛内部结焦，燃烧器烧坏及燃烧不稳等，以上现象除了与燃烧器，炉膛结构有关外，还与各燃烧器的一次风量、煤粉浓度有着很大的关系。虽然炉膛内过剩空气系数被调整在允许的范围内，但是对于某一个或多个燃烧器来讲，风量和粉量的配比不一定在合理的范围内。

如果某个燃烧器的煤粉浓度和风量不均或比例偏离正常范围，将导致不完全燃烧，炉效降低，并且会产生以上的问题；此外，如果一次风管的风速与煤粉浓度控制不当，极易造成锅炉一次风管道的堵管或自燃，严重情况下可能引起锅炉灭火。

因此调整好每个燃烧器的风量和煤粉浓度及其之间的比例，将有利于完全燃烧，并能保证炉膛内部空气动力场平衡和稳定，控制好着火点和火焰中心位置，避免局部结焦和管壁局部过热等现象，有利于提高锅炉运行效率和降低锅炉运行、维护费用。要调整一次风管内风粉混合物的流速和煤粉浓度之间的比例，首先要对其进行监测，因此，实时监测锅炉一次风管内风粉混合物的流速和煤粉浓度是非常重要的。

尽管现有技术中，提供了一些风粉在线监测系统，如中国专利公开号为CN1316646，公开日为2001年10月10日的专利申请公开了一种电站锅炉一次风粉在线监测系统，该系统使用差压法测量风速，由于一次风管内流动的是高速含粉气流，这样的系统在解决磨损和堵塞方面有困难。

如中国专利号为ZL01107746.8，发明名称为“一种煤粉浓度的测量方法与测控装置”的专利公开了一种监测风粉浓度测控装置，该测控装置是根据输粉气流与煤粉混合前后的能量平衡，通过测量气流和煤粉混合前后的参数求得煤粉浓度。实质上，主要是根据能量守恒原理来监测的。该测控装置的缺点有：1、未定因素太多，只能实现粗略测量，因而精度低；2、有较长滞后特性，给整个测量的结果造成滞后；3、因其无法测量计算磨煤机自身机械能转化为的热能的部分而无法在直吹式锅炉上应用。

但是，在现有技术中还没有提供有效的方式来实时、有效、可靠地测量运行中锅炉的一次风管中的风粉混合物的速度和煤粉浓度。因此，迫切希望有一种一次煤粉浓度在线监测系统，能实时、直接、快速提供一次风管内的风粉混合物的速度和煤粉浓度，为运行操作人员及时进行优化燃烧和调整提供依据。

实用新型内容

为此，根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种风粉流速在线监测系统，其适用于监测直吹式锅炉中一次风管内风粉混合物的流速，所述风粉流速在线监测系统包括：信号源，其用于提供基准微波信号；一个带有第一发射端的上游微波发射器，其设置在所述一次风管内，与所述信号源相连接，用于在所述一次风管内激励所述基准微波信号；一个带有第一接收端的上游接收传感器，其设置在所述一次风管内，所述第一接收端与所述第一发射端设置在一次风管的同一横截面上，所述上游接收传感器用于接收所述上游微波发射器激励的所述基准微波信号经所述一次风管内的风和煤粉衰减之后的第一信号；一个带有第二发射端的下游微波发射器，其设置在所述一次风管内，与所述信号源相连接，所述第一发射端与所述第二发射端之间相距一个300mm-700mm的距离，所述下游微波发射器用于在所述一次风管内激励所述基准微波信号；一个带有第二接收端的下游接收传感器，其设置在所述一次风管内，所述第二接收端与所述第二发射端设置在一次风管的同一横截面上，所述下游接收传感器用于接收所述下游微波发射器激励的所述基准微波信号经所述一次风管内的风和煤粉衰减之后的第二信号；以及信号处理单元，其与所述上游接收传感器和所述下游接收传感器相连接，用于接收所述上游接收传感器和所述下游接收传感器分别收到的所述第一信号和所述第二信号，并对所述第一信号和所述第二信号进行相关处理，从而确定所述一次风管内风粉混合物的流速。