[发明专利]一种磨煤机输粉管道间浓度偏差的在线监测系统和方法

说明书

本发明提出一种磨煤机输粉管道间浓度偏差的在线监测系统，包括若干个在线等速煤粉取样测量装置和系统测量控制单元，在线等速煤粉取样测量装置分别安装在同一台磨煤机出口的若干根煤粉管道上，且在线等速煤粉取样测量装置分别通过控制信号线与系统测量控制单元相连，系统测量控制单元包括智能处理器和显示单元，用于对在线等速煤粉取样测量装置进行逻辑时序控制以及测量信号的处理和传送。本发明通过测量同一台磨煤机各煤粉管道之间的相对浓度偏差，实现各煤粉管道之间的煤粉浓度分配平衡，简化了磨煤机不同管道之间煤粉浓度均衡控制。

技术领域

本发明属于气固两相流中固相浓度偏差的在线监测技术领域，尤其是一种磨煤机输粉管道间浓度偏差的在线监测系统和方法。

背景技术

大中型燃煤发电厂磨煤机制粉系统采用将块状或大颗粒煤炭研磨成较细的煤粉，通过热风携带并经过煤粉管道送入锅炉炉膛中燃烧，一般中速磨煤机出粉口配置4-6个煤粉输送管道，理想的锅炉设计都假设同一层燃烧器的煤粉浓度、喷口速度均相同，从而保证锅炉处于安全、经济运行状态。而实际锅炉运行过程中，由于各个煤粉管道走向和长度不同，尽管已经采用了手动可调缩孔来调节管道阻力，在冷态时粉管之间的阻力基本都已经调平，但是由于带粉运行时管道阻力发生了变化，同一台磨煤机输出的几个煤粉管道之间煤粉的分配存在一定偏差，煤粉浓度、煤粉风速的偏差时常超过30％，这种严重不均衡会导致炉膛火焰中心偏斜，热负荷差异明显，引起局部水冷壁超温结焦、过热器和再热器左右热偏差较大等不良现象，严重影响锅炉运行的安全性和经济性。

目前，电力试验研究所都是采用人工取样方式测量煤粉浓度，利用插入管道中的取样枪进行等速多点取样，取样结束后对收集的煤粉样品进行人工称重，获得煤粉的质量流量(或者煤粉浓度)。这种方法劳动量大，测试和分析时间长，数据滞后大，不能连续的在线监测。

现有在线检测煤粉浓度方法有光学法、电容法、电荷法等，但是这些方法的检测都存在不同的技术和工程问题，导致目前煤粉浓度测量无法达到实用化的程度。

专利CN201210027480.1锅炉一次风煤粉浓度在线测量装置，该专利采用光纤对射技术，光纤和接收器都插入到煤粉管道中，在发射端和接受端之间有煤粉流过，根据接收端光电池接收的光强信号推算出煤粉浓度值。该发明只能检测流过光纤光路部分的煤粉浓度，因为煤粉管道浓度在整个管道截面上分布不均匀，因此数据代表性较差。而且还存在煤粉污染遮挡光纤发射光路的问题，限制了实际工程使用。

专利CN201510627703.1一种煤粉流量在线测量装置及测量方法，该发明采用在煤粉管道轴线方向的两侧管壁上分别安装两组多平板电容传感器，通过测量煤粉浓度的介电常数变化来推算煤粉浓度，而通过相关法来测量速度。但是这种测量浓度的方法容易受煤质变化、湿度变化、煤粉粒度变化以及煤粉分布不均等影响，测量精度存在很多不确定性。

专利CN110631975A一种基于静电法的一次风在线浓度测量算法，该发明采用在煤粉管道上下游安装一组插入式静电感探针，通过对感应电荷信号的电压有效值计算从而获得煤粉浓度信号。由于煤粉带电量的多少与风速、煤粉的湿度、煤粉细度以及流场影响，因此这种浓度测量精度存在很多不确定性。而且该专利中的静电感应探针安装测点感应范围比较有限，其检测的代表性也存在问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种磨煤机输粉管道间浓度偏差的在线监测系统，通过测量同一台磨煤机各煤粉管道之间的相对浓度偏差，实现各煤粉管道之间的煤粉浓度分配平衡，简化了磨煤机不同管道之间煤粉浓度均衡控制。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种磨煤机输粉管道间浓度偏差的在线监测系统，包括若干个在线等速煤粉取样测量装置和系统测量控制单元，在线等速煤粉取样测量装置分别安装在同一台磨煤机出口的若干根煤粉管道上，且在线等速煤粉取样测量装置分别通过控制信号线与系统测量控制单元相连，系统测量控制单元包括智能处理器和显示单元，用于对在线等速煤粉取样测量装置进行逻辑时序控制以及测量信号的处理和传送。