用于在燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中控制燃料空气比的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中控制燃料空气比的装置和方法，其具有将煤粉气动输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴（16）的器具以及将燃烧用空气输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴（16）或输送入燃烧室（15）内的器具，以及在其内对燃烧用空气流量和载气流量进行控制。本发明专利技术的目的是对燃料空气比进行高可靠性控制，其中通过对借助设置在空气流中的传感器（11）获得的电信号的分析处理按照相关测量法进行燃烧用空气流量测量和载气流量测量。根据本发明专利技术，这个目的通过用于空气流量测量的测量装置得以实现，该测量装置具有对通过静电感应在两个在空气流中顺着空气的流动方向（s）依次设置的传感器（11）上产生的信号进行分析处理的相关测量装置（12）。顺着空气流动方向（s）在传感器（11）之前保持间距I地，其中1×引导空气的通道的流体断面的净宽＜I＜10×传感器（11）的区域内引导空气的通道的流体断面的净宽，在引导空气的通道的流体断面内设置有包括具有平均半径（rm）的电极轮廓的电极（10），其中0.1mm≤rm≤1.2mm。沿空气的流动方向（s）在电极（10）与传感器（11）之间设置有相对电极（10）以电作用的对称电极（13,25），以及电极（10）与对称电极（13,25）与电压（U）为12kV≤U≤20kV的高压电源（9）的极性连接。特别是仅在燃煤电厂燃烧设备的启动阶段期间或在空气的流速＜10m/s时或为了检测目的，电极（10）和对称电极（13,25）与高压电源（9）连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种，其具有将煤粉气动输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴（16）的器具以及将燃烧用空气输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴（16）或输送入燃烧室（15）内的器具，以及在其内对燃烧用空气流量和载气流量进行控制。本专利技术的目的是对燃料空气比进行高可靠性控制，其中通过对借助设置在空气流中的传感器（11）获得的电信号的分析处理按照相关测量法进行燃烧用空气流量测量和载气流量测量。根据本专利技术，这个目的通过用于空气流量测量的测量装置得以实现，该测量装置具有对通过静电感应在两个在空气流中顺着空气的流动方向（s）依次设置的传感器（11）上产生的信号进行分析处理的相关测量装置（12）。顺着空气流动方向（s）在传感器（11）之前保持间距I地，其中1×引导空气的通道的流体断面的净宽＜I＜10×传感器（11）的区域内引导空气的通道的流体断面的净宽，在引导空气的通道的流体断面内设置有包括具有平均半径（rm）的电极轮廓的电极（10），其中0.1mm≤rm≤1.2mm。沿空气的流动方向（s）在电极（10）与传感器（11）之间设置有相对电极（10）以电作用的对称电极（13,25），以及电极（10）与对称电极（13,25）与电压（U）为12kV≤U≤20kV的高压电源（9）的极性连接。特别是仅在燃煤电厂燃烧设备的启动阶段期间或在空气的流速＜10m/s时或为了检测目的，电极（10）和对称电极（13,25）与高压电源（9）连接。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于在燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中控制燃料空气比的装置，该装置具有将煤粉气动输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴的器具以及将燃烧用空气输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴或输送入燃烧室内的器具，其中燃煤电厂燃烧设备顺着空气的流动方向具有至少下列装置:用于从周围环境中吸入新鲜空气的新鲜空气鼓风机；用于输送被吸入的新鲜空气的一部分作为用于加载煤粉的载气的研磨鼓风机；用于利用燃煤电厂燃烧设备的废气热对被吸入的新鲜空气和一部分载气(Tragluft)进行预热的空气预热器；用于控制被引入燃烧室内的燃烧用空气流量的空气流量控制装置；用于控制为了气动输送煤粉需使用的载气的空气流量控制装置以及用于测量被导入燃煤电厂燃烧室中的燃烧用空气流量的测量装置和用于将预先选定的煤粉量定量地输送给烧嘴的装置。另外，本专利技术涉及一种用于在燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中控制燃料空气比的方法，该燃煤电厂燃烧设备具有至少前述特征。
技术介绍
对燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中的燃料空气比的控制的特别的重要性在于实现输送的燃料基本上完全燃烧或在于维持燃烧过程的事先规定的理论配比和因此在于实现高能量效率以及在于保持低的废气排放值。因此，燃煤电厂中的燃烧设备除了用于将按照要求的负荷预先选定的燃料量定量地输送给烧嘴的适当的设备之外还具有控制装置，利用这些控制装置根据被输送的燃料量对被输送给烧嘴或燃烧室的空气流量进行控制。为此需要测量装置，借助这些测量装置可以尽可能精确地利用测量技术探测被引入燃烧室内的空气流量，更确切地说是燃烧用空气流量和载气流量。为了与负荷相关地对燃烧过程进行优化调节，两项都是必要的，其中根据所要求的负荷预先选定燃料量和由此还预先选定载气流量并且对燃烧用空气流量进行控制以实现事先规定的燃烧理论配比(Stoechiometrie der Verbrennung)。实际上既有燃煤电厂燃烧设备，在这些燃煤电厂燃烧设备中预先选定的煤粉量被输送给每个单独的烧嘴或烧嘴组以及根据这个预先选定的煤粉量对输送给这个烧嘴或这个烧嘴组的空气流量进行控制以实现事先规定的燃烧理论配比，也有燃烧设备，在这些燃烧设备中仅仅预先选定输送给锅炉的所有烧嘴的煤粉量的总量并且相应地同样仅仅对输送给这个锅炉的全部烧嘴或该锅炉的合计空气流量进行控制。为了实现对燃烧用空气流量的相应的控制和从而对燃烧过程进行调节，全部利用测量技术或者针对锅炉的单独的烧嘴或者烧嘴组或者所有烧嘴或者该锅炉对输送给该锅炉的空气流量进行测量无论如何都是必要的。另外，在将煤粉气动输送给烧嘴的电厂燃烧设备中，对用于气动煤粉输送的载气流量进行控制。这个控制同样要求利用测量技术对载气流量进行测量。在大多数情况下，在燃煤电厂燃烧设备中使用压力测量探针借助压差测量进行空气流量测量。为此压力测量探针分别安装在引导燃烧用空气的管道系统或通道系统内以及引导载气的管道系统或通道系统内。借助测得的压力可以确定通道内的流速并且在考虑到通道几何形状的情况下求出各空气流量。优选压力测量探针不直接位于通道横断面内，而是通过所谓的脉冲传输线与引导空气的通道连接。为了提高电厂燃烧设备的能量效率，通常对新鲜空气进行预加热。为此经常使用再生式空气预热器。在再生式空气预热器中，储能块，大多数情况下为光滑的或波纹状的板材，交替地首先由热的废气加热和接着被新鲜空气冷却，这样实现了从废气到新鲜空气的热传递。伴随出现的是飞尘微粒进入新鲜空气中。在电厂燃烧设备的运行中这一点经常导致压力测量探针或者脉冲传输线被弄脏。其结果是需要连续不断的清理作业和保养作业。问题是:无法明确地借助测得的压差确定压力测量探针的脏污程度，以及因此测量结果在后续的运行中具有很大的故障风险。结果是只有付出很高代价才可确定的空气流量测量的漂移。最终这一点导致对燃料空气比的不精确的控制，伴随而生的是效率的恶化和有害物质排放的增加。现有技术中的众所周知的测量装置对顺着流动的载有粒子的介质的流动方向依次设置的传感器上的静电效应进行分析处理。这样的测量装置能够确定流动的载有粒子的介质的流速，也能够确定流动的介质的装载量。这样例如在DE 696 34 249 T2中介绍了一种测量系统，利用该测量系统通过对两个设置在体积流中的传感元件上的静电效应的分析处理可以确定由气体和细粉构成的体积流的速度、体积流中的气体和细粉的比例和流动的细粉悬浮(Pulversuspension)中的紊流度。利用这样的测量系统可以确定载有粒子的气体流中的气动传输的粉状固体材料的量。所述测量系统例如可以用于对输送给一个过程的粉状固体材料量的控制。由US4，512，200A公知了一种用于确定在管道中被气动传输给烧嘴的煤粉量的方法，在该方法中为了确定被气动传输的煤粉量同样对顺着流动方向依次设置的传感器上的煤粉微粒的静电效应进行分析处理。上述用于通过对顺着载有粒子的的介质的流动方向依次设置的传感器上的静电效应的分析处理确定流动的载有粒子的介质的流速和装载量的测量系统和方法，原则上适合于确定在流动的介质中被输送的微粒状的固体材料的量。这些系统和方法还以高可靠性和高精度地应用。然而它们在确定在管道系统中被输送的、不载有粒子的气体时失灵。因此，在DE 10 2008 030 650 Al中提出了一种用于在为了预热新鲜空气具有再生式空气预热器的燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧时对燃料空气比进行控制的方法，在该方法中根据对顺着空气的流动方向依次设置在空气流中的传感器上的静电效应按照相关测量法进行分析处理来实施燃烧用空气流量测量和载气流量测量，其中0.1mg至IOmg细粒粒子/m3的空气被添入传感器前的空气流中。优选仅仅在燃煤电厂燃烧设备的启动阶段期间，即仅仅在煤粉不燃烧和因此没有飞尘微粒通过再生式空气预热本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在燃煤电厂燃烧设备中煤粉燃烧过程中控制燃料空气比的装置，该装置具有将煤粉气动输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴的器具以及将燃烧用空气输送给燃煤电厂燃烧设备的烧嘴（16）或输送入燃烧室（15）内的器具，其中顺着空气的流动方向设置有至少下述装置：用于从周围环境中吸入新鲜空气的新鲜空气鼓风机（2）；用于输送被吸入的新鲜空气的一部分作为用于加载煤粉的载气的研磨鼓风机（3）；用于利用燃煤电厂燃烧设备的废气热对被吸入的新鲜空气和一部分载气进行预热的空气预热器（4）；用于控制被引入燃烧室（15）内的燃烧用空气流量的空气流量控制装置；用于控制为了气动输送煤粉需使用的载气的空气流量控制装置以及用于测量被导入燃烧室（15）中的燃烧用空气流量和用于测量为了气动输送煤粉需使用的载气流量的测量装置（12,20,21），和用于将预先选定的煤粉量定量地输送给烧嘴（16）的装置（7,14），和其中为了空气流量测量（12,20,21）设置有对通过静电感应在两个在空气流中，顺着空气的流动方向（s）依次设置的传感器（11）上产生的信号进行分析处理的相关测量装置（12），其特征在于：顺着空气流动方向（s）在相关测量装置（12）的传感器（11）之前保持间距I地，其中1×引导空气的通道的流体断面的净宽＜I＜10×传感器（11）的区域内引导空气的通道的流体断面的净宽，优选3×引导空气的通道的流体断面的净宽＜I＜5×传感器（11）的区域内引导空气的通道的流体断面的净宽，在引导空气的通道的流体断面内设置有包括具有平均半径rm的电极轮廓的电极（10），其中0.1mm≤rm≤1.2mm，其中间距I为电极（10）与两个依次设置的传感器（11）中的沿空气的流动方向（s）的第一传感器（11）之间的间距，即相对电极（10）以电作用的对称电极（13,25）至少部分地沿空气的流动方向（s）设置在传感器（11）前，并且电极（10）以及对称电极（13,25）与电压U为12kV≤U≤20kV，优选15kV≤U≤17kV的高压电源（9）的不同的极性连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·格奥尔格·康拉兹，亚历山大·哈尔姆，马丁·博姆，
申请(专利权)人：普美康过程控制和测量技术康拉德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE