[发明专利]电站锅炉一次风粉在线监测系统

说明书

本发明涉及一种电站锅炉参数的监测系统。

目前，燃煤电站锅炉普遍不同程度地存在燃烧调整方面的问题，主要表现在燃烧稳定性差，排烟温度高，水冷壁结渣，飞灰及大渣含碳量高等。一次风速和各角煤浓度作为电站锅炉燃烧调整的重要参数，在锅炉安全经济稳定运行中起着重要作用。保持一次风率及煤粉浓度在最佳状态，保证良好的炉内空气动力场，是降低锅炉排烟温度，降低飞灰、大渣含碳量的必要条件，是防止炉膛结渣扔力手段，同时大大减少了空气动力场、燃烧调整、制粉系统等试验的工作量。

大多数电厂对一次风速的监测依然沿用静压监测方式，使燃烧调整带有一定盲目性，严重影响了锅炉的经济性。静压监测有着其自身无法克服的弊端：一次风静压反映的是静压表测点至炉膛间管道阻力的变化，它受到静压表安装测点跑炉膛距离、一次风管内气固两相流中煤粉量、管道摩擦阻力系数等因素的影响。在实际运行中，一次风压只起到判断一次风管是否堵塞的作用，对入炉一次风量则无法测量。在试验中，对风速的测量一般有两种方法，一是测量风压来测速，如毕托管、靠背管、笛形管、机翼型等测压元件；另一种是间接测速，如高温风速仪、涡轮流量计等。为保证测量准确，以上方法均要求有较长直段、气流洁净、流场稳定等条件，很难在锅炉一次风测量方面尤其是乏气送粉系统上应用。对煤粉浓度的测量尚无监测手段，运行人员只能由给粉机转速来大致判断一次风管道含粉量，误差很大，而且没有量化的概念。所以实现一次风粉特别是乏气送粉系统在线监测是从事锅炉专业人员多年来的夙愿。

本发明的任务是：克服现有技术的不足，设计一种测量精度高、抗干扰能力强、性能稳定、安装方便的电站锅炉一次风粉在线监测系统。

本发明的任务是以如下方式实现的：电站锅炉一次风粉在线监测系统包括依次串联的风压采集元件、差压变送器、数采模板、24V直流稳压电源形成一支路，乏气热电偶与数采模板串联后形成一支路相连接，二支路并联与外设计算机相连通构成。

本发明由于是根据锅炉一次风速在线监测原理依据弯头转弯时存在离心力，受到管道的约束后，利用弯头内圈和外圈的静压差可进行速度测量。该处差压值不仅能满足差压变送器对差压范围的要求而且具有测量稳定的效果，并且弯管差压信号与风量函数关系稳定，完全能满足现场的实际要求。同时，取压测点选在弯头上可以保证测点前后的直段能满足要求，受一次风门及煤粉混合器拢动的影响很小。选取静压避免了磨损与堵塞的问题，特别适合锅炉一次风速尤其是乏气送粉方式的在线监测，这是其他测量风压来测速的方法所无法比拟的。煤粉浓度的监测则是利用煤粉混合器前后压差在纯气流与风粉混合气流两种情况的比值与煤粉浓度的线性关系来实现。试验表明，其线性关系满足现场测量精度要求，误差在7％以内。与别的测量煤粉浓度方法相比，如热平衡法测煤粉浓度中，由于乏气在混合器混合前后温差小，从而导致测量误差大；静电量法造价昂贵，受现场干扰大，该系统具有安装方便、运行可靠、造价低廉、测量准确等特点，同时该监测系统硬件由先进的IMP采集器、LEO、工业微机及S-网络组成，实现数据采集、转换、通讯及处理等功能，具有测量精度高、抗拢能力强、性能稳定、安装方便等特点。软件是以WIN95为运行环境，采用高级语言Visual Basic开发；对一次风粉快速有效地实现实时测量，设计了风速、粉量越限实时报警功能，以便运行人员有充分的时间对风速进行调整；具有历史数据追忆功能，可满足对以往数据分析的需要。

图1为本发明的结构简图。

本发明的一个最佳实施例，如图，系统组成：

硬件配置：

《电站锅炉一次风速在线监测系统》由静压测量元件、差压变送器、IMP数据采集器、LEO工控机、S-网络组成。

IMP数据采集器：英国输力强公司生产，35951C型及35954A型。

35951C：20个信号输入通道，可对mA、mV进行测量，测量精度等级为0.01级，扫描切换开关为密封干簧管，抗干扰性能好。

35954A：负责S-网络的供电、通讯、出错校验和数据缓冲等功能，每秒可完成600各点数据采集与传输。

LEO工业微机：台湾大众公司生产，32M内存、6.4G硬盘、3.5寸软驱、10个标准ISA扩展槽，防尘、防震。外设WIN95键盘、SVGA显示器、Laser6L激光打印机。

S-网络：高传输速率，通讯、馈电共同一根双芯屏蔽电缆。

软件构成：

软件由任务管理程序、数据采集程序、风速及煤粉浓度计算程序、输出程序组成。