[实用新型]一种电站锅炉煤粉浓度在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热工测量系统，具体地说涉及一种电站锅炉一次风粉管道内的煤粉浓度在线监测系统。

背景技术

在火电厂能量转化过程中，锅炉将燃料的化学能转变为蒸汽的热能，锅炉燃烧工况的优劣在很大程度上决定着锅炉设备和整个发电厂运行的经济性和安全性。

燃烧优化是锅炉运行安全性的需要：燃烧调整不当，会造成炉膛内火焰偏斜、飞边、着火点位置不合理、燃烧器区域结焦、汽温偏差、氧量偏差等问题。燃烧优化是锅炉运行经济性的要求：火电发电成本中，燃料费用占到70％以上，燃烧优化可以减少排烟损失和不完全燃烧损失，从而提高锅炉运行效率。

而在锅炉的燃烧调整中，煤量和燃烧空气的合理分配是锅炉安全经济运行的一个基本的条件，合理分配包含两层含义：一是维持送入炉内总的风煤比，即维持炉膛过量空气系数在规定的范围内；二是每个燃烧器都按照一定的风煤比向炉膛送入燃料，即风煤比应平均分配，只有这样，才能使整个炉膛的燃烧效果最佳。如果各燃烧器以差异悬殊的比例送入燃料和空气，尽管炉膛过量空气系数仍维持在规定的范围内，但对于单个燃烧器来说，空气量和煤粉的不均分配，将使不同的燃烧器中有的严重缺风，有的严重缺煤，影响锅炉安全经济燃烧。

(1)煤粉浓度过高或过低对锅炉运行的影响：燃煤锅炉，输粉管道内煤粉浓度过高时，容易发生煤粉堵粉，同时会引起管内煤粉自燃，烧坏输粉管道及燃烧器等事故；另外，煤粉浓度过高还会导致燃烧不完全，锅炉效率降低、一氧化碳增加、加剧锅炉炉膛内受热面和过热器受热面的高温腐蚀。当输粉管道内煤粉浓度过低时，炉膛温度会降低，容易发生炉膛灭火，同时锅炉带不上负荷，汽压降低；

(2)煤粉浓度分配不均对锅炉的影响：对于四角切圆燃烧的锅炉，各输粉管道内风速和煤粉浓度分布不均，炉膛燃烧中心偏移，容易造成炉墙局部结渣，受热面烟温偏差过大，高温过热器、高温再热器出现局部超温、过热、结焦的现象，甚至引起爆管。

对煤粉浓度的长期准确的测量，就象给锅炉运行人员增加了燃烧调整的“眼睛”，司炉人员能实时查看各风粉管内风速及煤粉浓度的大小，随时调整锅炉一、二次风速配比及各个管道入炉煤粉量，风粉管内风速及煤粉浓度能够调整均匀，可以让锅炉始终在较经济的工况下运行。故能明显改善燃烧工况，显著提高锅炉燃烧效率。

目前国内市场上已经有应用的主要有三类：(1)温差法：该方案在测量趋势的正确性上已得到一定程度的认可，但精度不够，而且只能应用于中储式热风送粉系统，使其有非常大的局限性；(2)静电法：该方法在煤种变化及煤粉湿度变化后会产生非常大的误差，所以目前没有得到广泛的认可；(3)微波法，该方法对运行环境要求高，而且运行一段时间后探头会被污染，从而大大影响测量精度，因此该方法也没有大范围的得到认可。

在国外，一些研究机构和企业非常重视煤粉浓度测量系统的研究开发，如ABBAutomation与Teesside大学联合开发出一种非插入式的静电负荷检测仪，采用的是插入风粉管的一截短管或一段卷筒，用一排嵌在卷筒内表面上的环状传感器检测交流电负荷。SWR(德国)开发了一种微波流量计，PowerGen的Kingsnorth电站的试验中使用了这种仪器。也有采用无源声学传感器测定的方案，通过对粉煤颗粒运动对管壁的碰撞产生的声音或空气扰动产生的声音来测定煤粉的流量。但上述这些静电、微波、声学等检测方法普遍存在着费用昂贵、维护困难、不易校准、精度不高和适应性差等缺点。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有电站锅炉煤粉浓度的监测方法存在适应性差，误差大、成本高、操作维护困难等问题，需要提供一种测量准确度高、制造成本低、适应性强、跟随特性好、维护工作量小的电站锅炉煤粉浓度在线监测系统。