[发明专利]风送管道风、粉二相流测量系统及二相流测量方法

说明书

一种风送管道风、粉二相流测量系统由二相流测量装置、给煤机、一次风风重测量装置及数据采集控制器构成。该测量系统涉及风送物料的在线测量，特别涉及燃煤电站风送煤粉重量和风重量的在线测量。该系统的二相流测量装置安装在燃煤电站风送供粉系统的20多个风送供粉管道上，用以实现对管道内二相流煤粉重量、风重量以及风/粉比在线测量，为锅炉供粉均匀化、配风最优化控制，提供了最重要依据，这对锅炉运行的稳定性、经济性、安全性以及降耗减排都有重要意义。本专利还公开了依据二相流测量技术、软测量技术和流体力学原理建立起来的二相流测量方法。

技术领域

本发明涉及风送物料二相流重量的测量，特别涉及燃煤电站供粉系统风送管道风、粉重量二相流的测量及二相流的测量方法。

背景技术

风送物料如风送煤粉、烟丝、塑料颗粒、粮食等，都是用给料机或喂料机供料，均用风通过管道将物料送至目的地，而测量出管道二相流物料重量对生产管理或生产控制极为重要。现以电站供粉系统风送管道风、粉二相流风重和煤粉重量的测量为例，说明如下。

燃煤电站供粉系统普遍采用多层(4-6层)，每层有一台磨煤机带有四个风送管道给4个燃烧器供粉供风(称一次风)，另有四个配风管道给4个燃烧器配风(称二次风)，四个燃烧器采用四角喷射技术将粉、一次风和二次风喷入炉内，电站供粉系统各层设备相同。图1给出一层供粉系统示意图。

目前电站供粉系统没有风送管道二相流测量设备，给不出20多个风送管道二相流风、粉重量值和风-粉比，20多个煤粉重量偏差、风重偏差过大(达20％、30％)，造成炉内燃烧分布不均，中心火焰偏斜，水冷壁局部过热，高温腐蚀加剧，严重时还会发生火焰冲刷炉墙、结渣堵管等事故。

各支路管道风-粉比偏大，会造成煤粉燃烧过度或不足，燃烧质量下降、排放烟气热损失量大，最终导致燃烧效率低、热效率低、排放量大。

多年来本领域技术人员采用多种方法，解决风送管道的二相流煤粉重和风重检测问题，如热平衡法、能量法、光电检测法、电容法、电容层析成像法、激光法、超声波法、微波法、静电感应法等，但由于风送管道内风-粉二相流高温、高压、高速、高摩擦和燃粉负荷量小、粒度变化分布不均、运动轨迹多变等难题，导致上述方法尚未得到广泛应用。

发明内容

本专利公开了一种风送管道风-粉二相流测量系统及二相流测量方法，该系统是采用根据二相流测量技术、软测量技术和流体力学原理而建立起来的二相流测量方法，用以实现风送管道风、粉二相流在线测量的。

一种风送管道风、粉二相流测量系统，可应用于燃煤电站风送煤粉系统，对各支路风送管道内煤粉重量、风的重量及风重/粉重进行在线测量。二相流测量系统的特点在于，包括：

1)一个或多个二相流测量装置，安装在一个或多个风送管道上，用于测量风送管道内二相流风、粉重量变化信号U，U＝f(W_粉W_风)或U₁＝f(W_粉)，U₂＝f(W_风)；

2)给煤机(供粉系统设备)安装在磨煤机前方，用于测量入磨煤机燃煤重量W_煤；

3)风重测量装置(供粉系统设备)安装在入磨煤机前一次风风送管道上，用于测量一次风(含冷风和热风)的风重W_1风；

4)数据采集控制器，用于接收二相流测量装置信号U或U₁、U₂、给煤机给煤重量信号W_煤和风重测量装置的风重信号W_1风，并按数学模型计算出二相流风重W_n风、粉重W_n粉和

图2给出了该系统构成示意图。