[发明专利]风送管道风、粉二相流测量系统及二相流控制系统

说明书

一种风送管道风、粉二相流测量系统及二相流控制系统是由二相流测量装置、一次风风重测量装置、给煤机、煤粉分配器、二次风风重测量装置、二次风风速测量装置及数据采集控制器构成，用以对风送煤粉管道及二次风配风管道内的煤粉重量、一次风重量、风、粉比以及二次风风重等测量，并依据测量参数进行风‑粉比定值控制、均衡供粉控制、均衡配风控制，以解决锅炉煤粉燃烧分布不均、煤粉燃烧不佳(燃烧过度或不足)以及配风量过大、排烟损失过大等问题。该系统应用于燃煤电站供粉系统中，对电站降耗减排具有重要意义。

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二相流风、粉重量的测量及二相流的测量方法和风、粉均衡控制。

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控制系统”和二相流测量方法，二相流测量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，实现风送管道风、粉二相流的风重、粉重、配风重在线测量的。二相流控制系统是依据测量的风重、粉重、配风重实现均衡供粉、均衡配风控制的。

一种风送管道风、粉二相流测量系统及二相流控制系统的特点包括：

1、一个或多个二相流测量装置，安装在供粉系统的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，U₂，其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、一次风风重测量装置含风速测量装置(供粉系统设备)，安装在磨煤机前方一次风风送管道上，用于测量入磨煤机一次风风重W_1风和风速V_1风；

4、配风(二次风)风重测量装置含风速测量装置，安装在配风总管道(12)上，用于测量二次风风重W_2风及风速V_2风；

5、配风风速测量装置，安装在各支路配风管道(12A、12B、12C、12D)上，用于测量各支路管道二次风风速V_n2风，n＝A，B，C，D；