[发明专利]可实现在线监测与智能调整的一次风控制系统及运行方法

说明书

本发明公开一种可实现在线监测与智能调整的一次风控制系统及运行方法，系统包括磨煤机、煤粉分离器、煤粉分配器、在线监测装置以及数据控制单元；磨煤机、煤粉分离器、煤粉分配器以及锅炉依次连接；在线监测装置连接数据控制单元的输入端，在线监测装置在线监测煤粉管道中煤粉气流的煤粉细度、气流流速以及煤粉浓度，将监测数据反馈至数据控制单元，数据控制单元连接煤粉分离器和煤粉分配器的调节装置控制输入端；根据预先设定的煤粉细度阈值，调整煤粉分离器实现煤粉细度的合理控制，使三个关键边界条件的在线监测和调整实现闭环，使其始终处于最优范围，实现煤粉炉燃烧入口边界条件的优化分布和优化调节，达到更高的燃烧效率和环保效益。

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉一次风粉控制系统，具体为一种可实现在线监测与智能调整的一次风控制系统及运行方法。

背景技术

现有电站锅炉多为煤粉炉，煤粉炉的燃烧由一次风、二次风、三次风等组织，其中一次风携带煤粉初始燃烧，二、三次风补充燃烧后期所需的氧。一次风携带煤粉经燃烧器以射流方式喷入炉膛，通过湍流扩散和回流，卷席燃烧器周围的高温烟气，同时受炉膛四周及高温火焰的辐射，加热达到一定温度后着火燃烧，因此一次风对燃烧状况的影响至关重要。

各粉管一次风速(流量)和煤粉浓度的均匀分布对改善炉内燃烧工况、优化空气动力场和温度场具有至关重要作用，对抑制氮氧化物等污染物生成具有积极意义。《电站磨煤机及制粉系统选型导则》(DL/T466-2017)推荐磨煤机出口粉管的流量分配偏差一般控制在±5％以内。合理可调的煤粉细度同样有助于提高锅炉各负荷段的燃烧经济性和稳定性。

然而无论切圆燃烧、对冲燃烧或W火焰燃烧方式，一台磨煤机一般对应4-6支燃烧器(粉管)，各支燃烧器之间普遍存在风量、煤粉浓度分配不均匀的问题，由此会引起燃烧不均、炉膛热负荷偏差、炉内结渣、汽温偏差等问题。同时，由于煤粉细度缺乏可靠监测手段，无法根据燃烧状况及负荷情况实时进行智能化调整，也影响机组运行的安全性和经济性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种可实现在线监测与智能调整的一次风控制系统及运行方法，实现煤粉炉燃烧入口边界条件的优化分布和优化调节，从而达到更高的燃烧效率和环保效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：可实现在线监测与智能调整的一次风控制系统，磨煤机、煤粉分离器、煤粉分配器、在线监测装置以及数据控制单元；磨煤机的出口接煤粉分离器的入口，煤粉分离器的出口接煤粉分配器的入口，煤粉经过煤粉分配器输送至锅炉的燃烧器；在线监测装置连接数据控制单元的输入端，在线监测装置用于在线监测煤粉管道中煤粉气流的煤粉细度、气流流速以及煤粉浓度，同时将监测数据反馈至数据控制单元，数据控制单元的输出端连接煤粉分离器和煤粉分配器的调节装置控制输入端。

在线监测装置包括煤粉细度监测传感器、气流流速传感器以及煤粉浓度传感器。

煤粉分离器的出口设置煤粉细度检测传感器和煤粉浓度传感器。

煤粉分配器的输出包括若干支路，每一个支路中均设置煤粉细度、气流流速传感器和煤粉浓度传感器。

煤粉分配器中分为浓相支路和稀相支路，浓相支路和稀相支路均设置有2-4路。

煤粉分配器采用双可调煤粉分配器。

磨煤机的出口处还设置有温度传感器，所述温度传感器连接数据控制单元的输入端。

基于本发明所述锅炉一次风控制系统的运行方法，磨煤机出口煤粉气流首先进入煤粉分离器，对煤粉细度进行筛选，携带合格细度煤粉的气流经过煤粉管道进入煤粉分配器，煤粉分配器将煤粉气流分为均等的若干支气流，再由煤粉管道输送至锅炉的燃烧器；在线监测装置在煤粉管道上对煤粉气流的煤粉细度、气流流速、煤粉浓度进行测量，将测量结果送至数据控制单元，数据控制单元向煤粉分离器和煤粉分配器的调节装置发送调节指令，煤粉分离器和煤粉分配器改变运行参数将煤粉细度和煤粉浓度控制在预设范围。