一種電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于粉體流動測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流 量靜電測量表征裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前國內(nèi)外大型火力發(fā)電機(jī)組中，一般都采用直吹式制粉系統(tǒng)。機(jī)組運(yùn)行時，熱風(fēng) 攜帶磨煤機(jī)內(nèi)煤粉形成的一次風(fēng)粉離開磨煤機(jī)，進(jìn)入不同的輸送管道，并通過這些管道進(jìn) 入相應(yīng)的燃燒器。進(jìn)入爐膛的一次風(fēng)的風(fēng)速、煤粉濃度和流量以及各燃燒器風(fēng)粉分配的均 勻程度都將直接影響爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定性和鍋爐的燃燒效率。各燃燒器的風(fēng)粉分配不均 會產(chǎn)生爐膛火焰偏斜，局部熱負(fù)荷過高，爐內(nèi)某些區(qū)域由于煤粉濃度過高造成還原性氣氛， 加劇了結(jié)渣和高溫腐蝕過程，而某些燃燒器會產(chǎn)生燃燒脈動甚至熄火現(xiàn)象造成爐內(nèi)負(fù)壓的 大幅度波動。另外，各燃燒器間風(fēng)粉偏差加大，造成機(jī)械不完全燃燒損失增大的問題，使燃 燒器偏離最佳工作狀況。隨鍋爐容量的增大，燃燒器數(shù)量增多，制粉和燃燒系統(tǒng)中的風(fēng)粉分 配不均問題會更加突出。因此測量電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉濃度、質(zhì)量流量對各燃燒器內(nèi)部 煤粉的均衡分配以及燃燒器內(nèi)風(fēng)粉比的調(diào)節(jié)具有重要意義。
[0003] 通常，輸粉管中煤粉的質(zhì)量濃度為300-500g/m3,風(fēng)粉質(zhì)量比為1. 5-3:1，體積比僅 處于0. 05%的數(shù)量級（10(TC時），這樣低的粉體含量，使得輻射、電容等煤粉測量方法顯得 無能為力。電站中間儲倉式燃煤鍋爐燃燒器入口煤粉濃度測量常采用熱平衡法，但對于直 吹式或采用乏氣送粉的制粉系統(tǒng)，由于輸送氣體和被輸送粉體之間不存在較大的溫度差， 因此熱平衡法也無法應(yīng)用。
[0004] 近些年發(fā)展起來的靜電傳感技術(shù)是基于氣固兩相流顆粒荷電檢測顆粒流動參數(shù)， 具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、非接觸、靈敏度高、價格低廉、安全且適合于惡劣的工業(yè)氣力輸送現(xiàn)場 環(huán)境等優(yōu)點。盡管靜電傳感器無法給出顆粒濃度和質(zhì)量流量等參數(shù)的絕對測量值，但是從 控制與均衡的角度而言，濃度與流量的相對測量值已經(jīng)足夠。這是由于同一臺磨煤機(jī)出來 的煤粉具有相似的荷電特性，如固體的組成、顆粒尺寸、形狀、含濕量等因素具有相似性，因 此各管道內(nèi)靜電傳感器的輸出具有可比性。目前，對于給定濕度成分和顆粒尺寸分布的粉 體顆粒，在稀相條件下，認(rèn)為靜電傳感器輸出信號的有效值（RMS)與顆粒流量成正比。但事 實上，煤粉兩相流在管道內(nèi)由于管道布置、運(yùn)行條件等，導(dǎo)致煤粉固體顆粒在管道內(nèi)的分布 位置不同，圓環(huán)靜電傳感器檢測的輸出信號的有效值（RMS)也會不同，這將導(dǎo)致煤粉流量 的表征值產(chǎn)生較大誤差，因此制粉輸送系統(tǒng)的煤粉均衡控制會產(chǎn)生較大的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量方法的不足，本實用新型提出 了一種多圓環(huán)狀電極煤粉流量靜電測量表征裝置，采用寬度不同的圓環(huán)狀電極，利用兩者 靜電信號有效值的聯(lián)系，通過計算寬、窄圓環(huán)狀靜電傳感器的輸出電信號的有效值及煤粉 流動速度，并一步計算出有效值的比值，結(jié)合煤粉顆粒速度，用于表征輸送管道內(nèi)煤粉的流 量，在此基礎(chǔ)上可表征同一磨煤機(jī)供應(yīng)各燃燒器的煤粉分配的均勻性。該方法及裝置可提 高煤粉靜電測量信號的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，并降低測量裝置的成本，可為電站制粉輸送系統(tǒng) 煤粉的均衡分配控制提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0006] 本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種用于電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置及與 所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集裝置為圓環(huán)狀陣列 靜電傳感器測量頭，該圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭包括絕緣管以及設(shè)置在絕緣管外表面 的兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器和一個寬的圓環(huán)狀靜電傳感器，其中寬的圓環(huán)狀靜電傳感器 居中設(shè)置在兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器之間。
[0008] 所述的數(shù)據(jù)處理裝置包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡以及計算機(jī)，所述的圓環(huán)狀 陣列靜電傳感器測量頭與所述信號調(diào)理電路的信號輸入端連接，在信號調(diào)理電路的信號輸 出端依次連接所述的數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)。
[0009] 所述的圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭還包括屏蔽罩、絕緣層以及用于將圓環(huán)狀陣 列靜電傳感器測量頭和輸送管道連接法蘭，所述絕緣層設(shè)置在所述的圓環(huán)狀靜電傳感器的 外側(cè)，在絕緣層的外側(cè)設(shè)置所述的屏蔽罩。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：
[0011] 1、相比于現(xiàn)有的氣固兩相流靜電測量法，本實用新型利用不同寬度電極的圓環(huán)狀 靜電傳感器作為數(shù)據(jù)采集裝置對煤粉進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過圓環(huán)狀靜電傳感器的輸出信號 有效值的比值，減少了由于氣固兩相流固體顆粒在空間上的不均勻引起的靜電信號表征值 測量誤差，可直接用于電站制粉系統(tǒng)煤粉均衡控制。
[0012] 2、圓環(huán)靜電傳感器布置在管道外壁，屬于非接觸式或非介入式測量，因此，對流體 的流動狀況干擾小，并且靜電傳感器測量系統(tǒng)不會影響被測流體的流場，也不會造成管道 內(nèi)壓力的額外損失。
【附圖說明】
[0013] 圖1為電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量裝置的示意圖；
[0014] 圖2為圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭的示意圖；
[0015] 其中，1-絕緣管道；2-窄的圓環(huán)狀靜電傳感器；3-寬的圓環(huán)狀靜電傳感器；4-屏 蔽罩；5-絕緣層；6-連接法蘭；7-信號調(diào)理電路；8-數(shù)據(jù)采集卡；9-計算機(jī)，L為兩窄的圓 環(huán)狀靜電傳感器之間的距離，Ll為窄的圓環(huán)狀靜電傳感器和寬的圓環(huán)狀靜電傳感器之間的 距離。
【具體實施方式】
[0016] 實施例
[0017] 電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征方法，取一段絕緣管道，在絕緣管道的 外壁上布置電極寬度不同的圓環(huán)狀靜電傳感器，并且其中兩端的窄的圓環(huán)狀靜電傳感器間 距為L，圓環(huán)狀靜電傳感器沿絕緣管道的軸向分布，將圓環(huán)狀靜電傳感器檢測到的靜電信號 經(jīng)過放大，通過數(shù)據(jù)采集卡采集后，利用相關(guān)法進(jìn)行計算處理得出煤粉顆粒的速度，并且通 過計算寬的圓環(huán)狀靜電傳感器和窄的圓環(huán)狀靜電傳感器靜電信號有效值之比C，對管道內(nèi) 煤粉顆粒的濃度進(jìn)行表征，通過C和固體顆粒速度V計算出煤粉顆粒流量表征值Q。當(dāng)氣固 兩相流靜電信號較弱時，寬的圓環(huán)狀靜電傳感器能夠正常工作，但窄的圓環(huán)狀靜電傳感器 接收信號太弱，所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性無法得到保障，此外，煤粉顆粒的空間分布也將導(dǎo) 致靜電傳感器輸出信號的偏差，此時利用寬度不同電極的兩圓環(huán)狀靜電傳感器靜電信號有 效值的比值，有效地提高了流量表征值的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，可直接用于電站制粉系統(tǒng)煤粉 均衡控制。
[0018] 下面參照附圖1和圖2,對本實用新型的具體實施方案做出更為詳細(xì)的說明：
[0019] 1)將三個圓環(huán)狀靜電傳感器沿軸向安裝在絕緣管道1外壁，其中寬的圓環(huán)狀靜電 傳感器的電極軸向長度為5cm，窄的圓環(huán)狀靜電傳感器的電極軸向長度為lcm，兩電極圓環(huán) 狀都是由0.2mm厚的紫銅片制成。電極外覆蓋一絕緣層3,并且在絕緣層外是由Imm厚的 黃銅片制成的屏蔽罩4,用于屏蔽外部電磁干擾。兩窄電極之間的間距為L= 10cm。由于 煤粉顆粒的荷電信號相對較弱，導(dǎo)致靜電電極上的感應(yīng)信號以及前置放大器的輸入信號較 小，所以將屏蔽罩可靠地接地，以保證其屏蔽效果。然后由信號調(diào)理電路7將靜電感應(yīng)信號 轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀粩?shù)據(jù)采集卡8采集的信號，并由數(shù)據(jù)采集卡送入計算機(jī)9。
[0020] 2)在計算機(jī)內(nèi)，對采集到的三組靜電信號數(shù)據(jù)，包括2組窄電極靜電信號分別為 |x(i)，i= 1，2-N}、{y(i)，i= 1，2-N}和 1 組寬電極輸出信號為 |z(i)，i= 1，2-N}， 分別計算出圓環(huán)狀靜電傳感器輸出信號采集周期T內(nèi)的有效值X、Y、Z。
【主權(quán)項】
1. 一種用于電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置及與所 述數(shù)據(jù)采集裝置連接的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集裝置為圓環(huán)狀陣列靜 電傳感器測量頭，該圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭包括絕緣管以及設(shè)置在絕緣管外表面的 兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器和一個寬的圓環(huán)狀靜電傳感器，其中寬的圓環(huán)狀靜電傳感器居 中設(shè)置在兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置，其特征 在于：所述的數(shù)據(jù)處理裝置包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡以及計算機(jī)，所述的圓環(huán)狀陣列 靜電傳感器測量頭與所述信號調(diào)理電路的信號輸入端連接，在信號調(diào)理電路的信號輸出端 依次連接所述的數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置，其特征 在于：所述的圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭還包括屏蔽罩、絕緣層以及用于將圓環(huán)狀陣列 靜電傳感器測量頭和輸送管道連接法蘭，所述絕緣層設(shè)置在所述的圓環(huán)狀靜電傳感器的外 偵L在絕緣層的外側(cè)設(shè)置所述的屏蔽罩。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于電站制粉輸送系統(tǒng)煤粉流量靜電測量表征裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置及與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的數(shù)據(jù)處理裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置為圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭，該圓環(huán)狀陣列靜電傳感器測量頭包括絕緣管以及設(shè)置在絕緣管外表面的兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器和一個寬的圓環(huán)狀靜電傳感器，其中寬的圓環(huán)狀靜電傳感器居中設(shè)置在兩個窄的圓環(huán)狀靜電傳感器之間。相比于現(xiàn)有的氣固兩相流靜電測量法，本實用新型利用不同寬度電極的圓環(huán)狀靜電傳感器作為數(shù)據(jù)采集裝置對煤粉進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，減少了由于氣固兩相流固體顆粒在空間上的不均勻引起的靜電信號表征值測量誤差，可直接用于電站制粉系統(tǒng)煤粉均衡控制。
【IPC分類】G01F1-56
【公開號】CN204495409
【申請?zhí)枴緾N201520118478
【發(fā)明人】郭成偉, 石饒橋, 徐曉霞
【申請人】蘇州華茂能源科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月28日