一種磨煤機入口一次風管路及管路內風量風溫測量方法
【專利摘要】本發明提出一種磨煤機入口一次風管路及管路內風量風溫測量方法，本技術方案包括：在熱一次風管內的進風口處設置固定導流板，將熱一次風風道均勻分為多個子風道，每個子風道內設有一風門，通過調整固定導流板的層數和相鄰兩層固定導流板之間的間距消除一次風管管路下游的漩渦；通過冷一次風出風管及其側壁上的通孔送出冷風，實現一次風均勻混合；增加測量點，并根據所測得的溫度和風速數據進行加權求平均值。本發明優化了熱一次風來流的流場使下游一次風溫度分布均勻，同時采用多測點測量取平均值的方法，有利于提高測量的準確度。
【專利說明】
一種磨煤機入口一次風管路及管路內風量風溫測量方法
技術領域
[0001]本發明涉及本發明涉及磨煤機入口一次風管路內風量風溫測量領域，尤其是一種磨煤機入口一次風管路及管路內風量風溫測量方法。
【背景技術】
[0002]隨著控制技術的進步，電站鍋爐的負荷、燃料量及配風量已經實現了在線監測及協調控制，即采用DCS系統，但是目前仍有相當多機組因風道或測量裝置選型和配置不合理，磨煤機入口通風量、風溫難以測量準確，導致鍋爐負荷、風量、風溫、燃料量無法準確控制，造成燃燒不穩、鍋爐效率下降以及磨煤機通風量不足而堵塞等問題。
【發明內容】
[0003]發明目的:為解決上述技術問題，本發明提出一種磨煤機入口一次風管路及管路內風量風溫測量方法。
[0004]技術方案:本發明提出的技術方案為:一種磨煤機入口一次風管路，包括:熱一次風管和冷一次風箱;熱一次風管橫向水平放置，其內部的空腔為熱一次風風道，熱一次風風道的進風口一端設有N層固定導流板I，固定導流板I將熱一次風風道均勻分為多個子風道，每個子風道內設有一風門2;冷一次風箱的各個輸出孔處均接有一根冷一次風出風管3，冷一次風出風管3的輸出端沿著垂直于熱一次風管長度方向伸入熱一次風風道;冷一次風出風管3的輸出端端口敞開且不與熱一次風管內壁接觸;冷一次風出風管3伸入熱一次風風道中的部分，其管壁上設有若干通孔。
[0005]進一步的，所述冷一次風出風管3管壁上的通孔按照與冷一次風出風管3輸出端的距離分為若干組，同一冷一次風出風管3上、與該冷一次風出風管3輸出端距離相等的各通孔為一組；同一冷一次風出風管3上各組通孔之間的間距沿著該冷一次風出風管3輸入端到輸出端的方向逐漸增大。
[0006]進一步的，所述冷一次風出風管3按照與熱一次風道進風口的距離從小到大分為三排，分別為:前排管束3-1、中排管束3-2和后排管束3-3;各排管束中的冷一次風出風管3的位置與相鄰一排中冷一次風出風管3的位置相互錯開。
[0007]進一步的，所述固定導流板I的層數為2層，S卩N=2。
[0008]進一步的，所述冷一次風出風管3為圓形管。
[0009]本發明還提出一種磨煤機入口一次風管路內風量風溫測量方法，該方法包括步驟:
[0010](I)構建上述技術方案中任意一項所述的磨煤機入口一次風管路；
[0011](2)在所述磨煤機入口一次風管路的輸出端設置風溫風量測量儀5;將風溫風量測量儀5朝向磨煤機入口一次風管路內的一面作為測量面，并在測量面上均勻設置測量探頭6；
[0012](3)根據磨煤機布置空間需求，調整所述磨煤機入口一次風管路中固定導流板I的層數和相鄰兩層固定導流板I之間的間距，使所述磨煤機入口一次風管路滿足:L/D多3.5;其中，L為風溫風量測量儀與風門2之間的距離，D為子風道當量直徑；
[0013](4)向熱一次風管中輸入熱一次風，同時通過冷一次風箱向熱一次風風道內輸入冷一次風;經過混合后的一次風流向風溫風量測量儀5的測量面;通過設置在風溫風量測量儀5測量面上的測量探頭6獲取多組風速和溫度數據，每個測量探頭6測得的風速和溫度數據為一組；
[0014](5)對步驟4所得的多組風速和溫度數據進行加權平均計算，得到修正后的風量、風溫數值。
[0015]進一步的，上述磨煤機入口一次風管路內風量風溫測量方法還包括步驟:在所述測量探頭6上設置清灰針7。
[0016]有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下優勢:
[0017](I)本發明優化了熱一次風來流的流場，使其速度、溫度分布得到改善；
[0018](2)本發明采用冷熱風混合技術，通過冷一次風出風管的合理布置，冷一次風出風管管壁上通孔位置的合理設置，達到冷、熱一次風均勻混合的目的，能夠改善溫度混合情況，使下游一次風溫度分布均勻，有利于提高測量的準確度。
[0019](3)本發明增加了一次風的測點，采用多測點測量取平均值的方法，使測量結果更接近真實值，采用的風量風溫測量儀沿著一次風來流布置，減少了風道的阻力以及測量儀器的振動。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例中磨煤機入口一次風管路在測量風量風溫時的結構圖；
[0021 ]圖2為圖一所示結構圖延分割線A-A分割后的截面圖；
[0022]圖3為圖一所示結構圖延分割線B-B分割后的截面圖；
[0023]圖4所示為實施例中清灰針結構圖；
[0024]圖5所示為熱一次風管中冷一次風出風管與風溫風量測量儀之間的某一橫截面上的溫度分布云圖；
[0025]圖6所示為實施例中風溫風量測量儀測得的溫度云圖；
[0026]圖7為實施例中風溫風量測量儀測得的風速云圖。
[0027]圖中:1、固定導流板，2、風門，3、冷一次風出風管，3-1、前排管束，3_2、中排管束，3-3、后排管束，4、支撐板，5、風溫風量測量儀，6、測量探頭，7、清灰針，8、清灰針擺尾。
【具體實施方式】
[0028]本發明所要解決的技術問題為:現有技術中磨煤機鍋爐負荷、風量、風溫、燃料量無法準確控制，造成燃燒不穩、鍋爐效率下降以及磨煤機通風量不足而堵塞等問題。本發明將該技術問題分為三個方面分別解決。
[0029 ](一)熱一次風擋板風門優化技術
[0030]運行實踐表明，風量測量裝置的流量特性主要受其上游熱風門開度的影響，風門是調節風量的主要手段，風門下游總要形成渦流，當熱風門開度變化時，風門造成的渦流強度和漩渦在風道中的分布也相應發生變化。
[0031]目前電廠所采用的擋板風門均具有多個擋板(一般2?4個)，通過調整多個擋板與熱一次風主流方向的夾角來達到調整風量的目的，這種調整方法不僅使其下游產生了較大渦流，而且流場分布嚴重不均。
[0032]當測量裝置與風門之間的距離滿足L/D彡3.5時，其中L為測量裝置與風門之間的距離，D為風道當量直徑，風門的影響可以忽略;但不滿足上述條件時，測量裝置所處的流場就會紊亂，所測的流量信號就會失真。
[0033]本發明采用優化技術，通過直接減小上述條件中的當量直徑D，在不改變測量裝置與風門之間的距離L的前提下，使條件L/D多3.5滿足。具體措施為:在熱一次風風道的進風口加裝層固定導流板，通過固定導流板把原風道分隔為多個子風道(子風道的數量與固定導流板個數一致)，每個風門控制所對應通道的流量。采取上述技術方案，可以使原較大漩渦得以消除，流場分布不均的情況也得到大大改善。
[0034](二)冷一次風管排通道技術
[0035]現役機組普遍采用冷一次風與熱一次風垂直接入的方式實現摻混，由于受鍋爐整體布置空間的限制，在其下游很短的距離即安裝風量測量裝置和風溫測量裝置。然而，冷風進入熱一次風道后，未來得及與熱風充分混合，就迅速流至下游，破壞了原熱一次風流場，使得風速和風溫分布不均性顯著增大。
[0036]磨煤機入口風道內冷熱風溫混合不均，在運行中表現為不同風量下的在線風量修正系數偏差大、熱一次擋板調節與在線風量反向變化、在線風量波動大、風溫波動大等問題，直接導致在線顯示風量對機組運行人員失去參考意義，甚至造成誤判。
[0037]冷熱風摻混不均導致風速和風溫分布不均，前者直接決定了風量測量裝置的動壓信號大小，后者影響了風量值的修正精度。一般情況下，利用動壓原理測風量時，需進行溫度補償，溫度測量誤差會引起風量計算誤差。經計算，大約每10°C的溫度測量誤差會引起1%的流量誤差，當溫度誤差達到100°C時，將導致在線流量誤差達到12%。顯而易見，冷熱風摻混不均會顯著影響在線風量的準確性及穩定性。
[0038]本發明采用冷熱風混合技術，通過冷一次風出風管3及其側壁上的通孔作為冷一次風的輸出口，通過管排的合理布置，開孔的合理位置，達到冷、熱一次風均勻混合的目的，均勻混合可以改善溫度混合情況，使下游一次風溫度分布均勻，有利于提高測量的準確度。
[0039](三)一次風分布式測量技術
[0040]為了進一步提高測量的準確度，對測量儀器進行調整，本發明在測量截面上增加測點，每個測點可以同時測量溫度及風速，并根據所測得的溫度和風速數據進行加權求平均值。測點布置迎著一次風來流方向，以避免產生較大的阻力，降低測量儀器的振動。
[0041 ]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0042]實施例:如圖1所示為本實施例中磨煤機入口一次風管路在測量風量風溫時的結構圖，它包括:熱一次風管和冷一次風箱;熱一次風管橫向水平放置，其內部的空腔為熱一次風風道，熱一次風風道的進風口一端設有2層固定導流板I，固定導流板I將熱一次風風道均勻分為三個子風道，每個子風道內設有一風門2;冷一次風箱的各個輸出孔處均接有一根冷一次風出風管3，冷一次風出風管3的輸出端沿著垂直于熱一次風管長度方向伸入熱一次風風道;冷一次風出風管3伸入熱一次風風道中的部分，其管壁上設有若干通孔。
[0043]其中，冷一次風出風管3為圓形管，各冷一次風出風管3按照與熱一次風道進風口的距離從小到大分為三排，分別為:前排管束3-1、中排管束3-2和后排管束3-3;各管束與支撐板6焊接為一整體，支撐板6與熱一次風管道焊接為一體，每個圓形管的輸入端用法蘭與冷一次風箱下方的圓管接頭對接，并加裝機械密封，圓形管下端不密封，為空出口，以防堵灰。冷一次風出風管3管壁上的通孔按照與冷一次風出風管3輸出端的距離分為若干組，同一冷一次風出風管3上、與該冷一次風出風管3輸出端距離相等的各通孔為一組；同一冷一次風出風管3上各組通孔之間的間距沿著該冷一次風出風管3輸入端到輸出端的方向逐漸增大。本實施例中，所述通孔分為三層，如圖1所示，分別為a層、b層和c層，a層和b層之間的間距小于b層和c層之間的間距。附圖2所示為沿著A-A分割線的截面示意圖，圖中箭頭箭頭為冷一次風從冷一次風出風管3往外流動的方向，即冷一次風出風管3管壁上開孔的位置。
[0044]所述磨煤機入口一次風管路的輸出端設置風溫風量測量儀5;將風溫風量測量儀5朝向磨煤機入口一次風管路內的一面作為測量面，并在測量面上均勻設置測量探頭6，設測量探頭6有9個，這9個測量探頭6呈九宮格狀均勻分布于測量面上。為了避免風道長期使用所產生的積灰，這里在測量探頭6上添加清灰針進行及時清灰，避免堵灰造成測量的誤差。其中清灰針插入迎風的取壓口中，在下部清灰針擺尾8的驅動下實現自清灰，如圖4所示。
[0045]本實施例中風量風溫的測量步驟為:
[0046](I)構建上述技術方案中任意一項所述的磨煤機入口一次風管路；
[0047](2)在所述磨煤機入口一次風管路的輸出端設置風溫風量測量儀5;將風溫風量測量儀5朝向磨煤機入口一次風管路內的一面作為測量面，并在測量面上均勻設置測量探頭6；
[0048](3)根據磨煤機布置空間需求，調整所述磨煤機入口一次風管路中固定導流板I的層數和相鄰兩層固定導流板I之間的間距，使所述磨煤機入口一次風管路滿足:L/D多3.5;其中，L為風溫風量測量儀與風門2之間的距離，D為子風道當量直徑；
[0049](4)向熱一次風管中輸入熱一次風，同時通過冷一次風箱向熱一次風風道內輸入冷一次風;經過混合后的一次風流向風溫風量測量儀5的測量面;通過設置在風溫風量測量儀5測量面上的測量探頭6獲取多組風速和溫度數據，每個測量探頭6測得的風速和溫度數據為一組；
[0050](5)對步驟4所得的多組風速和溫度數據進行加權平均計算，得到修正后的風量、風溫數值。
[0051]本實施例在混合器入口前將原多層熱一次風風門改裝成多通道風門，采用三層通道，每層通道設置一個風門，用于改善流場分布;在冷一次風風箱下面安裝冷一次風出風管3，冷一次風出風管3上端用法蘭與冷一次風箱連接固定，下端用緊固螺釘與熱一次風煙道固定，管束下端與熱一次風管道壁面保持一定距離，以使冷一次風從冷一次風出風管3的管道中流出。冷一次風出風管3側壁上所開通孔位置為對稱結構，具體數量、形狀、位置隨實際工況、風煙管路結構的改變而改變。風量風溫測量儀5安裝位置與冷一次風出風管3有一段距離，這是待冷、熱一次風換熱充分后，測量更準確。經過整流、混合的冷熱一次風混合氣流經風量風溫測量儀5時，風量風溫測量儀5上的九個測點同時對風速、風溫進行測量，所測得的結構取加權平均值，測得結果傳入DCS系統。作為本實施例的進一步優選，還通過清灰針7在流動空氣的推動下自行搖擺，使得探頭盡可能保持清潔。
[0052]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種磨煤機入口 一次風管路，其特征在于，包括:熱一次風管和冷一次風箱；熱一次風管橫向水平放置，其內部的空腔為熱一次風風道，熱一次風風道的進風口一端設有N層固定導流板(I)，固定導流板(I)將熱一次風風道均勻分為多個子風道，每個子風道內設有一風門(2);冷一次風箱的各個輸出孔處均接有一根冷一次風出風管(3)，冷一次風出風管(3)的輸出端沿著垂直于熱一次風管長度方向伸入熱一次風風道;冷一次風出風管(3)的輸出端端口敞開且不與熱一次風管內壁接觸;冷一次風出風管(3)伸入熱一次風風道中的部分，其管壁上設有若干通孔。2.根據權利要求1所述的一種磨煤機入口一次風管路，其特征在于，所述冷一次風出風管(3)管壁上的通孔按照與冷一次風出風管(3)輸出端的距離分為若干組，同一冷一次風出風管(3)上、與該冷一次風出風管(3)輸出端距離相等的各通孔為一組；同一冷一次風出風管(3)上各組通孔之間的間距沿著該冷一次風出風管(3)輸入端到輸出端的方向逐漸增大。3.根據權利要求2所述的一種磨煤機入口一次風管路，其特征在于，所述冷一次風出風管(3)按照與熱一次風道進風口的距離從小到大分為三排，分別為:前排管束(3-1)、中排管束(3-2)和后排管束(3-3);各排管束中的冷一次風出風管(3)的位置與相鄰一排中冷一次風出風管(3)的位置相互錯開。4.根據權利要求1所述的一種磨煤機入口一次風管路，其特征在于，所述固定導流板(I)的層數為2層，S卩N=2。5.根據權利要求1所述的一種磨煤機入口一次風管路，其特征在于，所述冷一次風出風管(3)為圓形管。6.一種磨煤機入口 一次風管路內風量風溫測量方法，其特征在于，包括步驟: (1)構建如權利要求1至5中任意一項所述的磨煤機入口一次風管路； (2)在所述磨煤機入口一次風管路的輸出端設置風溫風量測量儀(5);將風溫風量測量儀(5)朝向磨煤機入口一次風管路內的一面作為測量面，并在測量面上均勻設置測量探頭(6)； (3)根據磨煤機布置空間需求，調整所述磨煤機入口一次風管路中固定導流板(I)的層數和相鄰兩層固定導流板(I)之間的間距，使所述磨煤機入口一次風管路滿足:L/D多3.5;其中，L為風溫風量測量儀與風門(2)之間的距離，D為子風道當量直徑； (4)向熱一次風管中輸入熱一次風，同時通過冷一次風箱向熱一次風風道內輸入冷一次風;經過混合后的一次風流向風溫風量測量儀(5)的測量面;通過設置在風溫風量測量儀(5)測量面上的測量探頭(6)獲取多組風速和溫度數據，每個測量探頭(6)測得的風速和溫度數據為一組； (5)對步驟(4)所得的多組風速和溫度數據進行加權平均計算，得到修正后的風量、風溫數值。7.根據權利要求6所述的一種磨煤機入口一次風管路內風量風溫測量方法，其特征在于，還包括步驟:在所述測量探頭(6)上設置清灰針(7)。
【文檔編號】G01D21/02GK105953832SQ201610270648
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】韋紅旗, 陳經緯
【申請人】東南大學