一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置，包括在输送煤粉气流到锅炉的一次风管的直管段上安装一对电极一和电极二，所述电极一和电极二通过导线与恒压电源相连，所述恒压电源用于测量时使得一次风管的测量管段加载恒定电压U，所述电极一和电极二引出电缆线至电荷测量仪，电荷测量仪用于测量电极上的电荷量，电荷测量仪将信号传输给信号转换装置，同时信号转换装置采集现场测量得到的一次风速测量信号和给煤量信号，信号转换装置将汇集的电荷信号、一次风速测量信号和给煤量信号转换成煤粉细度信号，通过输出仪表输出。本实用新型专利技术能够实时监测和感知电厂进入炉膛前的煤粉细度，对磨煤机运行调整和炉膛燃烧优化提供决策参考。优化提供决策参考。优化提供决策参考。

An on-line monitoring device for pulverized coal fineness based on dust charge

【技术实现步骤摘要】
一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置


[0001]本技术属于发电行业煤粉测量应用
，具体涉及一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置。

技术介绍

[0002]磨煤机是电厂锅炉系统的主要辅机，也是制粉系统的核心设备，负责将煤场的原煤磨制成煤粉后送入锅炉中燃烧。磨煤机出口的煤粉细度现场可调，煤粉太粗虽然节省磨煤机电耗，但影响锅炉效率和经济性；煤粉太细虽然有助于煤粉着火，提升锅炉效率，但磨煤机电耗也相应变大，可能导致磨煤机出力不足，设备磨损折旧加重。因此，对进入炉膛的煤粉细度进行实时监控非常必要。
[0003]但是，煤粉细度的测量有诸多难点，现有的煤粉细度测量一般通过人工或机器取样化验，事后得到测量结果，但实时指导性差。还有一些煤粉细度的测量方案，如激光衍射、电荷感应、高速相机拍摄等方案，但仍然存在测量精度有限、维护成本高、造价贵或稳定性差等问题。

技术实现思路

[0004]为了克服以上技术问题，本技术提供了一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置，利用一次风管道的直管段安装布置监测系统，对入炉的煤粉细度进行实时测量，为磨煤机设备运行管理和锅炉燃烧优化提供数据支持。本技术能够实时监测和感知电厂进入炉膛前的煤粉细度，对磨煤机运行调整和炉膛燃烧优化提供决策参考。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置，包括在输送煤粉气流到锅炉的一次风管道1的直管段上安装的电极一3和电极二6，所述电极一3和电极二6通过导线4与恒压电源5相连，所述恒压电源5用于测量时使得一次风管道1的测量管段加载恒定电压U，所述电极一3和电极二6引出电缆线2至电荷测量仪7，电荷测量仪7用于测量电极上的电荷量，电荷测量仪7将信号传输给信号转换装置8，同时信号转换装置8接收现场测量得到的一次风速测量信号10和给煤量信号11，信号转换装置8将汇集的电荷信号7、一次风速测量信号10和给煤量信号11转换成煤粉细度信号，通过输出仪表9输出。
[0007]所述电极一3和电极二6对称安装在一次风管道1直管段的上下2个弧段，电极长度l要求不少于一次风管道内径d的2倍，不大于安装所在直管段总长度L的1/3，即2d≤l≤L/3。
[0008]所述电极一3和电极二6的弧段与管道圆心的夹角θ范围为：15
°
<θ<60
°
。
[0009]所述一次风管道1内为流动的煤粉气流12，与电极相连的一次风管道1的其他部位为绝缘材料，以防止电极上的电荷通过一次风管道1流失。
[0010]所述电极一3和电极二6正负极无特殊要求，根据现场情况自由设定1个正极和1个负极。
[0011]所述电极一3和电极二6上加载电压的电源5，为恒定低电压电源，小于36V，具体电压值可根据现场测量信号进行调整。
[0012]本技术的有益效果：
[0013]本技术基于煤粉的物理特性，设计简便易实现的测量装置，实现对煤粉细度变化的电信号感应，并进行转换输出，实时监测一次风管道内的实际煤粉细度。对电厂煤粉细度的测量方案提供一种新的选择，实施简便，运维成本较低。
附图说明
[0014]图1为本技术系统装置图。
[0015]图2为一次风管布置电极的横截面安装示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0017]如图1、图2所示：
[0018]步骤1，布置在线监测系统的主要装置：在一次风管道1适当位置布置1对电极一3和电极二6，并通过导线4连接到恒压电源5上，在电极加载电压U时，利用煤粉的荷电特性，在煤粉表面产生荷电，并在加载电压作用下电极逐渐积累电荷；
[0019]步骤2，确定在线监测系统的主要理论依据和测量参数：认为煤粉的可充电性保持恒定，即单位面积的带电荷量n不变，那么该位置处煤粉的电荷量取决于煤粉的比表面积，在煤粉浓度c不变的情况下，比表面积是煤粉细度的函数，因此煤粉所带的电荷量就是煤粉细度的函数，将电极一3和电极二6通过屏蔽信号电缆2连接到电荷测量仪7上，监测电极上的电荷量，给一次风管道1测量段上的电极一3和电极二6加载电压时，该测量段相当于电容，电容两极之间的煤粉所带电荷决定了该电容大小，因此电容大小就是煤粉细度和煤粉浓度的函数,如式(1)所示：
[0020]C＝f1(R
90
,c)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]步骤3，通过监测系统采集必要的数据：通过一次风流速测量装置10和给煤量信号测量装置11得到管道内的空气流量G和煤粉流量F，从而得到一次风管的煤粉浓度：
[0022]c＝F/G
ꢀꢀꢀ
(2)
[0023]通过测量管段的加载电源5的电压U和电荷测量仪7得到的电荷量Q，得到对应煤粉浓度c下测量管段的电容，如式(3)所示：
[0024]C＝Q/U
ꢀꢀꢀ
(3)
[0025]步骤4，通过推导和数学拟合得到采集的数据信号与煤粉细度的函数关系：将电荷测量仪7、一次风流速测量装置10和给煤量信号测量装置11连接到信号转换装置8上，将各测量信号在8上经过信号转换和计算，得到煤粉细度值R
90
，直接采集得到的数据信息与煤粉细度R
90
存在的关系可由式(1)～(3)推导得到(4)所示:
[0026]R
90
＝f2(Q,U,F/G)
ꢀꢀꢀ
(4)
[0027]由式(4)可知，煤粉细度R
90
与电极加载电压U、电极上的电荷信号Q、给粉量F、一次风量G存在函数关系，因此在该监测系统中对式(4)中的自变量参数进行实时采集，并定期取样煤粉化验以获取煤粉细度数据R
90
；将定期离线测量的煤粉细度R
90
结果与实时采集得
到的参数U、Q、F、G进行数学拟合，得到煤粉细度R
90
与采集监测运行参数的函数关系f2：
[0028]数学拟合可以用多项式或指数函数拟合，并可定期修正；
[0029]步骤5，根据拟合函数关系将实时测量的参数通过信号转换装置8转换为煤粉细度值输出：在实时测量系统中，通过信号转换装置8采集汇总的一次风流量G、煤粉量F及管道电极一3和电极二6上加载电压U和测量的电荷量Q，并依据步骤4得到的函数关系f2，将实时煤粉细度数据送到仪表9输出，输出结果按照步骤4定期拟合得到的公式(4)计算得到。
[0030]如图2所示，所述电极一3和电极二6对称安装在一次风管道1直管段的上下2个弧段，为了确保电极产生的电场效应足够，且不影响管内煤粉气流的流动和安全性，电极长度l要求不少于一次风管道内径d的2倍，不大于安装所在直管段总长度L的1/3，即2d≤l≤L/3。若一次风的某个直管段长度过小，导致无法满足上述安装条件，则该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粉尘电荷性的煤粉细度在线监测装置，其特征在于，包括在输送煤粉气流到锅炉的一次风管道(1)的直管段上安装的电极一(3)和电极二(6)，所述电极一(3)和电极二(6)通过导线(4)与恒压电源(5)相连，所述恒压电源(5)用于测量时使得一次风管道(1)的测量管段加载恒定电压U，所述电极一(3)和电极二(6)引出电缆线(2)至电荷测量仪(7)，电荷测量仪(7)用于测量电极上的电荷量，电荷测量仪(7)将信号传输给信号转换装置(8)，同时信号转换装置(8)接收现场测量得到的一次风速测量信号(10)和给煤量信号(11)，信号转换装置(8)将汇集的电荷信号、一次风速测量信号(10)和给煤量信号(11)转换成煤粉细度信号，通过输出仪表(9)输出。2.根据权利要求1所述的一种基于粉尘电荷性的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗睿，王智微，李小波，王毅，张德屯，陈华冬，劳帮壮，关洪亮，王业开，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：