[发明专利]多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了“多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉控制系统及控制方法”。该控制系统由多个风送管道煤粉重量测量仪、原煤发热量在线测量仪、称重装置、可调试煤粉分配器和数据采集处理控制器组成；该控制系统安装在现有煤粉制备系统设备上，用于测量多个风送管道煤粉重量或热量偏差，并对各风送管道内煤粉重量或热量进行调节与控制，实现多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉。采用该系统与控制方法，可提高锅炉煤粉燃烧质量，提高热效率，降低NO_x排放量，对锅炉运行稳定性、安全性、经济性有重要意义。

技术领域

本发明涉及多风送管道煤粉重量或热量偏差在线测量，特别涉及多个风送管道煤粉重量或热量均衡供粉与控制。

背景技术

燃煤锅炉，诸如电力燃煤锅炉、大型供热锅炉、水泥窑炉等，都以煤粉为燃料，特别是大型电力锅炉普遍采用多层、多台磨煤机制粉供粉，通常一台大型锅炉有三层至六层，每层用一台磨煤机带动四个风送管道供粉，一般供粉的风送管道有20个左右。由于多层和同层的风送管道煤粉重量或热量偏差过大，引起炉内中心火焰偏斜，从而造成炉膛内热负荷、气温偏差大，分布不均，水冷壁局部过热，高温腐蚀加剧，最终导致燃烧下降、热效率低、排放量增加，严重时会造成火焰冲刷炉墙、结渣，甚至发生堵管、爆管等事故。多年来，风送管道煤粉重量或热量测量及多个风送管道煤粉重量或热量均衡供粉，一直受到国内外相关技术人员关注。从80年代后期开始，美国、日本、英国、德国、前苏联、意大利等国技术人员，采用多种方法，相继开展了风送管道煤粉重量或浓度检测的研发工作，如美国的热平衡法、德国的微波法、英国的静电感应法等。我国大专院校、科研院所和生产企业单位的科技人员，也先后开展了相应研发工作，发表了诸多论文和文章，申报了若干专利，并取得了阶段性成果，如西安热工研究院的“锅炉风粉监测系统”，北京理工大学的“火电厂管道煤粉质量流量测量系统”，华北电力大学的“煤粉浓度测量方法的研究”等。

目前，测量风送管道煤粉重量或流量的测量方法有：热平衡法、能量法、压差法、光-电检测法、电容法、电容层析成像法、激光法、辐射法、静电感应法、微波法、超声波法等等，且上述方法都具有各自的优缺点。采用上述方法制成的设备，在生产现场应用中都有各自的困难。

实现多风送管道煤粉重量偏差在线测量，为调节进入各管道煤粉重量、以减少各管道煤粉重量偏差提供了依据；也为多管道煤粉重量或热量均衡供粉控制创造了先决条件。

针对上述问题，本发明公开了一种“多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉控制系统及控制方法”，用以解决对多路风送管道煤粉重量或热量偏差测量和均衡供粉控制，实现多路管道煤粉重量或热量均衡供粉，最终达到提高燃烧质量、降耗减排、提高锅炉运行的稳定性、经济性和安全性。

发明内容

本发明“多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉控制系统及控制方法”，应用于燃煤锅炉煤粉制备系统，它解决的技术问题是：

1、采用多台风送管道煤粉重量测量仪以及其他设备，构成多风送管道煤粉重量或热量均衡供粉控制系统，用以实现多路风送管道重量或热量偏差在线测量与控制；

2、建立多管道同一性测量数学模型，消除各路风送管道测量煤粉重量的差异，解决多路管道煤粉重量偏差在线测量问题；

3、采用自动跟踪变参数控制方法，实现多路管道煤粉重量或热量均衡供粉；

4、采用原煤发热量在线测量仪，将其安装在原煤仓至磨煤机之间的输送带上面，用以对入磨煤机原煤发热量Q_原煤及水分M_原煤进行在线检测，并根据设定的原煤重量给定值W_给原煤或设定原煤热量给定值J_给原煤对入磨煤机原煤重量或热量进行定值控制；根据实时进入磨煤机的原煤重量和热量，计算出磨煤机输出煤粉的发热量Q_煤粉，从而实现各路风送管道煤粉热量测量与各管道煤粉热量的均衡供粉。