[发明专利]一种在线防电站锅炉一次风管堵管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线计算实时输送煤粉最低流化速度、防止电站锅炉一次风管堵管的方法，属于火力发电厂煤粉气力输送技术领域。

背景技术

目前的大型电站锅炉多采用煤炭作为燃料，煤炭通过给煤机进入磨煤机以后，进行煤粉的研制，再通过高温高压的一次风输送至锅炉进行燃烧。一次风的主要作用一是预热煤粉，加热蒸发掉部分煤粉内的水分；二是作为气力输送的载体，对煤粉进行输运。但是，由于种种原因，在一次风气力输送过程中，通常容易出现煤粉堵塞一次风管的现象，一旦出现堵管的现象，这会造成各根管道的煤粉进入炉膛不均衡的现象。对四角切圆燃烧方式的锅炉会造成切圆倾斜从而出现局部区域结焦和超温的现象，而对旋流对冲和W火焰燃烧方式的锅炉造成热偏差的现象，都对锅炉的安全性及经济性造成较大的负面影响。

电厂在实际运行中为了避免一次风管的堵塞，普遍采用的方法是提高一次风压及一次风管风速，以增强一次风的携带能力，但是该方法也有明显的缺点：

1、一次风压过高，会增加一次风机的出口压力，对于轴流风机来讲，则会降低风机的安全裕度；

2、一次风压提高，空预器漏风则会增加，一方面会降低锅炉效率；另外一方面则会增加引风机的出力压力；

3、一次风速提高，则会延长煤粉的着火距离，增加飞灰含碳率的可能性，降低锅炉效率；

4、一次风压提高，会增加一次风机及引风机的出力，提高厂用电率，进而提高发电煤耗。

通过上述分析不难发现，提高一次风压是在牺牲了机组经济性及安全裕度的情况下的不得已之举。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在线防电站锅炉一次风管堵管的方法，通过计算当前管道内的最低安全一次风速，为运行提供指导参考，避免过高一次风速带来的负面影响。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种在线防电站锅炉一次风管堵管的方法，其特征在于：该方法由以下6个步骤组成：

步骤1：对各台磨煤机一次风风速及煤粉浓度进行调平，调平后的一次风风速偏差小于5％，煤粉浓度偏差小于10％；

步骤2：对磨煤机进行制粉系统试验，分析影响煤粉粒度分布的因素，建立煤粉粒度数据库；

步骤3：建立数学模型，并根据数学模型得出输送煤粉的最低流化风速的计算公式；

垂直输送：

水平输送：

中间量K：

当K＜3.3，

当3.3＜K＜43.6，

当K＞43.6，

上述公式中，u_p为煤粉颗粒速度，u_f为输送气流速度，ρ_f气流密度，ρ_p为煤粉密度，d_p为煤粉中位粒径，D为一次风管直径，α为煤粉浓度函数，C_d为煤粉颗粒曳力系数，f_p为煤粉颗粒摩擦系数，μ_f为气体粘度，u_t为输送煤粉的自由沉降速度，u_fc为输送煤粉的最低流化风速；

步骤4：根据步骤3中数学模型的需要，实时采集运行中的参数，并根据步骤2所建立的煤粉粒度数据库中对应运行工况的煤粉粒度，代入步骤3中的数学模型进行计算，得出理论状态下的最低流化风速；

步骤5：根据实际运行工况对理论状态下的最低流化风速进行修正；

步骤6：将修正后的最低流化风速u_fc与在线测量的当前实际一次风速u_f进行比较，给出一次风速的指导意见：如果u_f＜u_fc，则提高一次风速u_f，使u_f≥u_fc；如果u_f＞u_fc，则降低一次风速u_f，但降低后的u_f不能低于u_fc。

优选地，所述步骤1中，一次风风速调平是将磨煤机出口各缩孔或挡板先置于全开的位置，在模化风速工况下，同时测试一次风管内的风速，以最小风速为基准，对其他风速较大的一次风管逐步关闭调节，直至同台磨煤机风速偏差小于5％；一次风浓度调平是在锅炉热态条件下，通过同时在同一台磨煤机各一次风管内实行煤粉等速抽取，在抽取相同流量后对取样煤粉进行称量，再调节煤粉分配器，直至煤粉浓度偏差小于10％。