1.本發(fā)明涉及電站鍋爐優(yōu)化燃燒、防爐膛結渣領域，具體為一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置及方法。

背景技術：

2.磨煤機是鍋爐最常使用的制粉設備，其中，為保證鍋爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，避免燃燒偏斜現(xiàn)象，要求磨煤機出口管道風速大小盡可能的接近，各管道間的速度偏差不能超過5％。因此，磨煤機出口粉管的風速調平對鍋爐穩(wěn)燃、防偏燒、防結渣和防汽溫偏差有重要意義，電廠通常通過在鍋爐啟動前后進行冷/熱態(tài)試驗調平各煤粉管道的風速。部分電廠安裝有磨煤機粉管風速在線監(jiān)測系統(tǒng)，但當前的問題有：1.冷/熱態(tài)磨煤機出口粉管調平試驗勞動強度大、費用高；2.粉管風速調平后，可調月牙形孔板的開度就被固定下來，在變煤種、變負荷、長周期運行后，實際風速早已偏離調平試驗時的工況，影響鍋爐安全運行；3.目前在役的在線監(jiān)測裝置測量的各并列出口粉管之間的風量偏差大于5％，風速偏差的測量誤差就已超過規(guī)定，只能定性地反映各出口粉管的風速大小，用其作為風速調節(jié)的依據(jù)則是不恰當?shù)摹?br />
技術實現(xiàn)要素：

3.針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置及方法，設計合理，結構簡單，調節(jié)效果準確可靠，適用范圍廣。

4.本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

5.一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，包括設置在各個出口粉管上的靠背管和可調孔板，以及微壓計和控制柜；

6.所述可調孔板設置在對應出口粉管內(nèi)部，可調孔板上設置有執(zhí)行機構；

7.所述靠背管插入對應的出口粉管的截面圓心處，其伸出出口粉管的一端端部為靠背管端頭；所述靠背管端頭設置微壓計的信號接收端；所述微壓計的信號輸出端連接控制柜的數(shù)據(jù)輸入端；所述控制柜的數(shù)據(jù)輸出端分別連接執(zhí)行機構。

8.優(yōu)選地，所述靠背管沿徑向插入出口粉管的中心處，插入位置為可調孔板的上游或下游5～8倍的豎直管段上。

9.優(yōu)選地，所述靠背管伸出出口粉管的一端的尾部設置有吹掃口；所述吹掃口與靠背管端頭反向之間的夾角α>90°。10.優(yōu)選地，所述α的夾角范圍為120°<α<160°。

11.優(yōu)選地，所述靠背管中的單管上分別設置有吹掃口。

12.優(yōu)選地，所述吹掃口連接儀用壓縮空氣。

13.優(yōu)選地，所述靠背管的外壁面設置有陶瓷貼片或防磨材質。

14.優(yōu)選地，所述靠背管的內(nèi)壁面由不銹鋼或聚四氟乙烯材料制成。

15.一種磨煤機出口粉管風速自動調平方法，包括，

16.通過微壓計將各個出口粉管內(nèi)的壓力信號引入控制柜中；

17.控制柜根據(jù)接收的微壓計的壓力信號，得到各出口粉管之間的風速偏差，通過pid控制發(fā)出ao模擬控制指令至對應可調節(jié)孔板的執(zhí)行機構；

18.執(zhí)行機構根據(jù)ao模擬控制指令通過控制相應的可調孔板的開度，實現(xiàn)磨煤機出口粉管風速自動調平。

19.優(yōu)選地，當裝置運行設定時間后或者出口粉管1內(nèi)速度偏差＞5％時，觸發(fā)吹掃信號，由壓力信號得到的煤粉氣流速度信號被控制柜屏蔽，吹掃口被打開，0.4～0.7mpa的壓縮空氣進入靠背管內(nèi)清掃殘留的煤粉；在吹掃時間內(nèi)，執(zhí)行機構將自保持不動作。

20.與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：

21.本發(fā)明裝置通過利用靠背管測壓精確、迅速、不易堵塞的特點，將其作為在線監(jiān)測與調整的檢測元件設置在各個并列的出口粉管上，并通過連接在靠背管端部的微壓計產(chǎn)生的差壓信號計算各出口粉管的實時風速，微壓計連接控制柜，各出口粉管的風速信號經(jīng)控制柜處理后，輸出模擬量控制信號作用安裝在出口粉管上的可調節(jié)孔板的執(zhí)行機構上，執(zhí)行機構控制相應的可調孔板的開度，從而實現(xiàn)自動調平或手動風速偏置，使用靠背管作為測速元件，對煤粉管阻力損失小、測速精確，而且整個裝置設計合理，成本較低，能準確反映出口粉管的風速大小，同時可調孔板的開度實時精確控制，能有效擴大裝置的適用范圍。

22.進一步，本發(fā)明裝置采用將靠背管的插入位置控制在可調孔板的上游或下游5～8倍的豎直管段上，能有效避免局部管徑變化影響測壓準確性。

23.進一步，本發(fā)明裝置通過在靠背管上設置吹掃口，利用吹掃口中進入的壓縮空氣對靠背管內(nèi)可能殘留的煤粉進行清掃，有效保證測量結果的準確性，提高裝置運行的安全可靠性；且將吹掃口與靠背管端頭反向之間的角度α設置為大于九十度，能保證更高效的吹掃效率和提高對靠背管內(nèi)煤粉的清掃效果。

24.進一步，本發(fā)明裝置采用的吹掃口與靠背管端頭反向之間的夾角范圍為大于120°小于160°之間，保證其具有較高的沿著靠背管軸線方向的速度分量，提高吹掃效果。

25.進一步，本發(fā)明裝置通過在靠背管中的每個單管上都設置吹掃口，且設置儀用壓縮空氣為吹掃口提供壓縮空氣的方式，能進一步提高吹掃效果，保證裝置安全可靠性。

26.進一步，本發(fā)明裝置采用在靠背管的外壁面材質由陶瓷貼片保護或其他耐磨涂層，有效增加使用壽命；同時采用在靠背管的內(nèi)壁面采用不銹鋼或聚四氟乙烯等材料制成，使靠背管的內(nèi)部摩擦系數(shù)降低，從而具有較小的壓力損失。

附圖說明

27.圖1為本發(fā)明實施例中所述裝置的結構示意圖。

28.圖2為本發(fā)明實施例中所述磨煤機的出口粉管與靠背管、可調節(jié)孔板之間布置的結構示意圖。

29.圖3為本發(fā)明圖1中a的局部放大結構示意圖。

30.圖4為本發(fā)明圖1中所述磨煤機的出口粉管與靠背管、可調節(jié)孔板之間布置的俯視圖。

31.圖5為本發(fā)明圖4中b?b的剖視圖。

32.圖6為本發(fā)明實施例中所述風速監(jiān)測與靠背管吹掃的控制方式示意圖。

33.圖7為本發(fā)明實施例中所述可調孔板的展開角度β的示意圖。

34.圖8為本發(fā)明實施例中所述靠背管中壓力標識圖。

35.圖中：1?出口粉管，2?靠背管，21?靠背管端口，22?吹掃口，3?微壓計，4?控制柜，5?執(zhí)行機構，6?可調孔板，α?吹掃口管與靠背管夾角，β?可調孔板的展開角度，t?風速監(jiān)測與可調孔板調整時間段，δt?儀用壓縮空氣吹掃時間段。

具體實施方式

36.下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

37.本發(fā)明一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，如圖1所示，在本實施例中以四個磨煤機和每個磨煤機并列設置有四個出口風管1為例進行說明，每個磨煤機包括四個出口粉管1和一個微壓計3；如圖1和圖4所示，每個出口粉管1的內(nèi)部均設置有可調孔板6和執(zhí)行機構5，管壁上均設置有靠背管2；每個微壓計3的信號接收端連接各自磨煤機上的靠背管2，信號輸出端連接同一個控制柜4的數(shù)據(jù)輸入端；所述控制柜4的數(shù)據(jù)輸出端分別連接每個執(zhí)行機構5；

38.如圖2所示，每個出口粉管1上均設置有兩根靠背管2，使用靠背管2作為測速元件，對煤粉管阻力損失小、測速精確；所述靠背管2伸出出口粉管1的一端為靠背管端口21，且靠背管2中的單管上分別設置有吹掃口22；吹掃口22與靠背管端頭21反向之間的夾角α>90°，優(yōu)選地，120°<α<160°；

39.如圖3所示，靠近靠背管2尾部的兩根吹掃口22連接至儀用壓縮空氣，利用壓縮空氣吹掃，吹掃口22的儀用壓縮空氣入口壓力為0.4～0.7mpa；

40.如圖4和圖5所示，所述靠背管2沿徑向插入出口粉管1的中心處，插入的位置為可調孔板6的上游或下游5～8倍的豎直管段上，避免局部管徑變化影響測壓準確性；

41.優(yōu)選的，靠背管2的外壁面材質由陶瓷貼片保護或其他耐磨涂層，內(nèi)避免由不銹鋼材質或聚四氟乙烯等材料制成，應具有低的摩擦系數(shù)較小的壓力損失。

42.優(yōu)選的，為了配合鍋爐控制汽溫的偏差，可以手動對各出口粉管1的風速進行偏置設置，輔助鍋爐調整汽溫。

43.在實際應用中，本發(fā)明裝置的工作原理或操作步驟如圖1所示，每個磨煤機的靠背管2的靠背管端口21經(jīng)引壓管連接至各自相對應的微壓計3中，如圖8所示，微壓計3產(chǎn)生的壓力信號可以換算為風速信號。

44.本實施例中，如圖8所示，假設來流氣流的密度為ρ，靠背管2通過測得的來流總壓(靜壓與動壓之和)p總和靜壓p靜可以計算出該出口粉管1的風速各不同出口粉管1的風速被送往控制柜4中，控制柜4經(jīng)運算分析各磨煤機的各個出口粉管1之間的風速偏差后，將ao指令即模擬量控制信號送往各自相對應的執(zhí)行機構5中，執(zhí)行機構5通過連桿控制各出口粉管1的可調孔板6的開度；

45.如圖7所示，假設煤粉氣流管道的內(nèi)徑為d，可調孔板6的展開角度為β，則ab段弧長

煤粉管道內(nèi)實際通流的面積為則節(jié)流比因此，近似按月牙形或弧形孔板的阻力特性，局部阻力系數(shù)對于可調孔板6造成的局部阻力：其中w——出口粉管的平均流速，因此可調孔板6通過調整β角的大小來實現(xiàn)局部阻力的調節(jié)，從而實現(xiàn)不同出口粉管1的總阻力相同，保證各出口粉管1的風速偏差在規(guī)定范圍內(nèi)；

46.從煤粉分離器至爐膛間，壓力損失主要由管道摩擦阻力和局部阻力構成，因每根煤粉管道的長度、彎頭數(shù)量不同，因此，只能通過調節(jié)δp使各出口粉管1的總阻力一致，達到各出口粉管1風速一致的目的。本實施例中，靠背管2通過測得的p總和p靜可以計算出該出口粉管1的風速然后執(zhí)行機構5作用于風速較低(高)的出口粉管1上的可調孔板6，使其開大(或關小)，通過改變其開度(即β角的大小)，改變可調孔板6的局部阻力，最終實現(xiàn)各出口粉管1風速w一致。

47.如圖6所示，煤粉氣流測速與可調孔板6的調節(jié)并非是一直進行的，有兩種情況會屏蔽各微壓計3產(chǎn)生的差壓信號：

48.一是程序屏蔽，當運行一段時間t后，程序吹掃；

49.二是出口粉管1內(nèi)速度偏差＞5％時；

50.上述兩種情況均能觸發(fā)吹掃信號，此時煤粉氣流速度信號被控制柜4屏蔽，靠背管2的吹掃口22被打開，儀用壓縮空氣瞬間進入靠背管2內(nèi)用δt時間清掃可能殘留的煤粉，在吹掃δt時間內(nèi)，執(zhí)行機構5將自保持，不會動作；

51.其中，t時間段為風速監(jiān)測與可調孔板調整段，δt時間段為儀用壓縮空氣吹掃時間段，在吹掃時間段內(nèi)，微壓計3的壓力信號被屏蔽，可調孔板6的開度自保持。

52.在運行時，各出口粉管1的風速并非必須是一致的，根據(jù)鍋爐內(nèi)汽溫的偏差情況，可以人為手動地設定各出口粉管1風速的偏置，輔助調整汽溫。

53.基于上述裝置，本發(fā)明還提供一種磨煤機出口粉管風速自動調平方法，包括，

54.通過微壓計3將各個出口粉管1內(nèi)的壓力信號引入控制柜4中；

55.控制柜4根據(jù)接收的微壓計3的壓力信號，經(jīng)運算分析得到各出口粉管1之間的風速偏差后，通過pid控制發(fā)出ao模擬控制指令至對應可調節(jié)孔板6的執(zhí)行機構5中；

56.執(zhí)行機構5根據(jù)ao模擬控制指令通過控制相應的可調孔板6的開度，實現(xiàn)磨煤機出口粉管1風速自動調平或手動風速偏置。

57.其中，當裝置運行設定時間后或者出口粉管1內(nèi)速度偏差＞5％時，觸發(fā)吹掃信號，由壓力信號得到的煤粉氣流速度信號被控制柜4屏蔽，吹掃口22被打開，0.4～0.7mpa的壓

縮空氣瞬間進入靠背管2內(nèi)清掃殘留的煤粉；在吹掃時間內(nèi)，執(zhí)行機構5將自保持不動作。

58.以上內(nèi)容僅說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內(nèi)。技術特征：

1.一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，包括設置在各個出口粉管(1)上的靠背管(2)和可調孔板(6)，以及微壓計(3)和控制柜(4)；所述可調孔板(6)設置在對應出口粉管(1)內(nèi)部，可調孔板(6)上設置有執(zhí)行機構(5)；所述靠背管(2)插入對應的出口粉管(1)的截面圓心處，其伸出出口粉管(1)的一端端部為靠背管端頭(21)；所述靠背管端頭(21)設置微壓計(3)的信號接收端；所述微壓計(3)的信號輸出端連接控制柜(4)的數(shù)據(jù)輸入端；所述控制柜(4)的數(shù)據(jù)輸出端分別連接執(zhí)行機構(5)。2.根據(jù)權利要求1所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述靠背管(2)沿徑向插入出口粉管(1)的中心處，插入位置為可調孔板(6)的上游或下游5～8倍的豎直管段上。3.根據(jù)權利要求1所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述靠背管(2)伸出出口粉管(1)的一端的尾部設置有吹掃口(22)；所述吹掃口(22)與靠背管端頭(21)反向之間的夾角α>90°。4.根據(jù)權利要求3所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述α的夾角范圍為120°<α<160°。5.根據(jù)權利要求3所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述靠背管(2)中的單管上分別設置有吹掃口(22)。6.根據(jù)權利要求3所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述吹掃口(22)連接儀用壓縮空氣。7.根據(jù)權利要求1所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述靠背管(2)的外壁面設置有陶瓷貼片或防磨材質。8.根據(jù)權利要求1所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置，其特征在于，所述靠背管(2)的內(nèi)壁面由不銹鋼或聚四氟乙烯材料制成。9.一種磨煤機出口粉管風速自動調平方法，其特征在于，基于權利要求1?8任意一項所述的裝置，包括，通過微壓計(3)將各個出口粉管(1)內(nèi)的壓力信號引入控制柜(4)中；控制柜(4)根據(jù)接收的微壓計(3)的壓力信號，得到各出口粉管(1)之間的風速偏差，通過pid控制發(fā)出ao模擬控制指令至對應可調節(jié)孔板(6)的執(zhí)行機構(5)；執(zhí)行機構(5)根據(jù)ao模擬控制指令通過控制相應的可調孔板(6)的開度，實現(xiàn)磨煤機出口粉管(1)風速自動調平。10.根據(jù)權利要求9所述一種磨煤機出口粉管風速自動調平方法，其特征在于，當裝置運行設定時間后或者出口粉管1內(nèi)速度偏差＞5％時，觸發(fā)吹掃信號，由壓力信號得到的煤粉氣流速度信號被控制柜(4)屏蔽，吹掃口(22)被打開，0.4～0.7mpa的壓縮空氣進入靠背管(2)內(nèi)清掃殘留的煤粉；在吹掃時間內(nèi)，執(zhí)行機構(5)將自保持不動作。

技術總結

本發(fā)明涉及電站鍋爐優(yōu)化燃燒、防爐膛結渣領域，具體為一種磨煤機出口粉管風速自動調平裝置及方法。本發(fā)明裝置包括設置在各個出口粉管上的靠背管和可調孔板，以及微壓計和控制柜；所述可調孔板設置在對應出口粉管內(nèi)部，可調孔板上設置有執(zhí)行機構；所述靠背管插入對應的出口粉管的截面圓心處，其伸出出口粉管的一端端部為靠背管端頭；所述靠背管端頭設置微壓計的信號接收端；所述微壓計的信號輸出端連接控制柜的數(shù)據(jù)輸入端；所述控制柜的數(shù)據(jù)輸出端分別連接執(zhí)行機構；所述靠背管沿徑向插入出口粉管的中心處，插入位置為可調孔板的上游或下游5～8倍的豎直管段上。本發(fā)明設計合理，結構簡單，調節(jié)效果準確可靠，適用范圍廣。適用范圍廣。適用范圍廣。

技術研發(fā)人員：房凡 汪華劍 王洋 陳煜 馬翔 吳慶龍

受保護的技術使用者：西安熱工研究院有限公司

技術研發(fā)日：2021.10.27

技術公布日：2021/12/27