盘管型风粉在线测量系统及方法技术方案

技术编号:14699395 阅读:99 留言:0更新日期:2017-02-24 10:56
盘管型风粉在线测量系统及方法,包括盘管型传感器、信号预处理单元、信号处理机柜;所述盘管型传感器利用交流电荷耦合原理对气力输送管道内带电颗粒进行测量,将测得的信号送至信号预处理单元进行信号的前期预处理,然后经过信号处理机柜对测量数据进行分析计算处理,得出粉体流速、浓度、细度信号,通过接口单元以硬接线方式或通讯方式送至DCS系统进行监测、优化控制;本发明专利技术系统结构简单、安装便捷、密封性能优越,能够在锅炉及制粉系统运行时,高精度、实时、可靠、在线地测量一次风管内的风粉流速、浓度及细度,为锅炉系统的燃烧优化调整提供重要的控制依据,从而达到优化燃烧、降低污染物排放的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业气力输送粉体测试
,特别涉及一种盘管型风粉在线测量系统及方法
技术介绍
由于粗放型的生产及管理,使得煤电在生产过程中对环保造成了很大压力,有害气体及粉尘使得环境污染进一步加剧。国家相关部门出台了一系列政策和法规,要求通过优化各个生产环节,降低能耗,将污染物排放量降到最低。对于燃煤机组而言,煤粉在一次风管内的流速、流量、细度以及各粉管间的均衡分配对煤电企业生产安全和节能减排具有极其重要的关键性作用。煤粉的流速适当,一方面可以提高煤粉输送效率,另一方面可避免速度过高导致管道磨损和不必要的能源消耗,或速度过低时一部分煤粉颗粒在管道沉积造成堵管进而导致严重的管道爆炸事故。煤粉的浓度的均衡对锅炉燃烧而言很为关键,各粉管内煤粉不均衡燃烧使得炉膛内火焰偏斜,造成锅炉水冷壁局部高温,进而导致水冷壁高温腐蚀。煤粉细度对锅炉燃烧也具有很重要的意义,煤粉过细,锅炉燃烧充分,对制粉系统造成不必要能源消耗;煤粉过粗,导致燃烧不充分,飞灰含碳量升高,造成锅炉效率降低。现有测量装置及技术在不同程度上存在一定缺陷,主要表现在以下几个方面:1、结构复杂,需要的额外的辅助条件(如压缩空气吹扫等),安装难度大;2、对使用环境要求苛刻,不适应在电厂实际环境中可靠运行;3、耐磨性、密封性较差、导致产品寿命较低;4、对管道粉体进行有源测量,造成安全隐患;5、探针型插入式测量,代表性差、探针易磨损,且对粉体流场造成干扰,进而影响测量精度;6、测量系统信号传输易受干扰,导致信号失真;7、信号测量及处理功能不够完善,如只涉及粉体流速或浓度的测量,而没有粉体细度的测量;8、测量精度及可信度不高,不能对优化调整及控制提供可靠的依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单合理、安装方便,能够对一次风管内煤粉的流速、浓度及细度进行安全、精确、可靠测量的环形风粉在线测量系统及方法。为达到上述目的,本专利技术的环形风粉在线测量系统包括依次相连的盘管型测量传感器、前端信号处理单元、信号处理机柜,盘管型测量传感器安装于风粉管道,对气力输送管道内带电颗粒进行测量,测得的信号经前端信号处理单元进行前期处理后传送到信号处理机柜进行分析和计算,信号处理机柜将分析和计算后的风粉流速、粉浓度及细度信号以通讯方式传送到DCS系统用于监测和燃烧优化调整。所述的盘管型测量传感器包括带法兰的外环以及通过带法兰的端盖固定在外环内的内环,在内、外环及端盖之间的缝隙中嵌入有两组环形电极,且在外环上安装有与环形电极相连的前端信号处理单元。所述的两组环形电极的轴向间距为20-60mm。所述的环形电极径向厚度为1-5mm,轴向宽度为1-5mm。所述的前端信号处理单元包括依次相连的变换、放大、滤波和AD转换模块。所述的信号处理机柜由信号处理单元、运算分析单元、显示单元和用于与DCS相连的接口单元组成,信号处理单元是将测量信号通过连续剔除粗差法进行筛选甄别,剔除掉不可用的误信号和干扰信号,运算分析单元分为流速、浓度和细度计算模块;所述的流速计算模块采用互相关算法与动态自校准算法相结合的方式进行流速计算;所述的浓度计算模块通过对所测信号幅值进行特性分析,加权平均计算出所测粉管的粉体浓度;所述的细度计算模块通过对所测信号的频率进行特性分析,加权平均计算出所测粉管的粉体颗粒细度。一种盘管型风粉在线测量方法,包括如下步骤:步骤1:盘管型测量传感器利用交流电荷感应原理,测量带电颗粒在管道内流动所产生的感应信号;步骤2:前端信号处理单元对感应信号进行前期变换、放大、滤波和AD转换处理,并以通讯总线方式传送给信号处理机柜;步骤3:信号处理机柜的信号处理单元对前端信号处理单元传输来的信号通过连续剔除粗差法进行筛选甄别,剔除掉不可用的误信号和干扰信号;步骤4:从信号处理单元来的信号,经运算分析单元中的流速、浓度、细度计算模块分析计算后,得出管道内粉体颗粒的流速、浓度和细度值;步骤5:显示单元对运算分析单元输出的信号进行就地显示,方便巡检和维护;步骤6:接口单元将运算分析单元输出的信号以通讯方式传送到DCS系统,用于管道内粉体颗粒的流速、浓度、细度进行监视和调整控制。所述的流速计算模块采用互相关算法与动态自校准算法相结合的方式进行流速计算;所述的浓度计算模块通过对所测信号幅值进行特性分析,加权平均计算出所测粉管的粉体浓度;所述的细度计算模块通过对所测信号的频率进行特性分析,加权平均计算出所测粉管的粉体颗粒细度。本专利技术所涉及的盘管型风粉在线测量系统,综合考虑了现场环境,测量系统功能、性能、适用性、使用寿命,系统安装及维护的便捷性多方面因素,能够满足工业环境的应用要求,实现对燃煤机组一次风管内煤粉流速、浓度、细度的准确、安全可靠、在线测量。运行人员可依据测量结果来调配各次风和煤粉的配比以保证煤粉燃烧的稳定及最优,并最终实现更高的燃烧效率和减少污染物排放的目的。测量传感器利用交流电荷感应原理,测量带电颗粒在管道内流动所产生的感应信号;信号预处理单元对感应信号进行前期变换、放大、滤波和AD转换处理,并以通讯总线方式传送给信号处理机柜;信号处理单元对信号预处理单元传输来的信号通过连续剔除粗差法进行筛选甄别,剔除掉不可用的误信号和干扰信号;从信号处理单元来的信号,经运算分析单元分析处理后,得出管道内粉体颗粒的流速、浓度和细度值;显示单元对运算分析单元输出的信号进行就地显示,方便巡检和维护;接口单元将运算分析单元输出的信号以通讯方式传送到DCS系统,用于管道内粉体颗粒的流速、浓度、细度进行监视和调整控制。本专利技术具有如下有益效果:本专利技术的系统能够实时、在线测量风粉管道内粉体的流速、浓度和细度,功能完整;本专利技术所涉及测量传感器两侧带有连接法兰,使安装更加便捷、密封性能更好;本专利技术所涉及测量传感器采用不锈钢材料、全截面、无源测量技术,耐磨性、代表性、安全性更好;本专利技术所涉及测量传感器采用通讯总线方式传输信号,信号传输方便、抗干扰能力强;本专利技术所涉及的信号处理机柜采用符合实际需求的功能模块,达到对测量信号的有效分析处理,功能完善、精确可靠;本专利技术所涉及的方法能够适用工业现场环境,在对粉体流场无任何影响的情况下,实现对粉体流速、浓度、细度的实时、在线、准确测量;附图说明图1是测量传感器结构示意图。图2是本专利技术的系统结构示意图。图3是信号处理机柜功能单元结构示意图。具体实施方式参见图1,本专利技术的测量系统包括依次相连的盘管型测量传感器、前端信号处理单元、信号处理机柜,盘管型测量传感器安装于风粉管道,对气力输送管道内带电颗粒进行测量,测得的信号经前端信号处理单元进行前期处理后传送到信号处理机柜进行分析和计算,信号处理机柜将分析和计算后的风粉流速、粉浓度及细度信号以通讯方式传送到DCS系统用于监测和燃烧优化调整。信号处理机柜由信号处理单元、运算分析单元、显示单元和用于与DCS相连的接口单元组成,信号处理单元是将测量信号通过连续剔除粗差法进行筛选甄别,剔除掉不可用的误信号和干扰信号,运算分析单元分为流速、浓度和细度计算模块;所述的流速计算模块采用互相关算法与动态自校准算法相结合的方式进行流速计算;所述的浓度计算模块通过对所测信号幅值进行特性分析,加权平均计算出所测粉管的粉体浓度;所述的细度计算模块通过对所测信号的频本文档来自技高网
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盘管型风粉在线测量系统及方法

【技术保护点】
一种盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:包括依次相连的盘管型测量传感器、前端信号处理单元、信号处理机柜,盘管型测量传感器安装于风粉管道,对气力输送管道内带电颗粒进行测量,测得的信号经前端信号处理单元进行前期处理后传送到信号处理机柜进行分析和计算,信号处理机柜将分析和计算后的风粉流速、粉浓度及细度信号以通讯方式传送到DCS系统用于监测和燃烧优化调整。

【技术特征摘要】
1.一种盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:包括依次相连的盘管型测量传感器、前端信号处理单元、信号处理机柜,盘管型测量传感器安装于风粉管道,对气力输送管道内带电颗粒进行测量,测得的信号经前端信号处理单元进行前期处理后传送到信号处理机柜进行分析和计算,信号处理机柜将分析和计算后的风粉流速、粉浓度及细度信号以通讯方式传送到DCS系统用于监测和燃烧优化调整。2.根据权利要求1中所述的盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:所述的盘管型测量传感器包括带法兰的外环(1)以及通过带法兰的端盖(5)固定在外环(1)内的内环(3),在内、外环及端盖之间的缝隙中嵌入有两组环形电极(2),且在外环(1)上安装有与环形电极(2)相连的前端信号处理单元(4)。3.根据权利要求2所述的盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:所述的两组环形电极(2)的轴向间距为20-60mm。4.根据权利要求2所述的盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:所述的环形电极(2)径向厚度为1-5mm,轴向宽度为1-5mm。5.根据权利要求1或2所述的盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:所述的前端信号处理单元(4)包括依次相连的变换、放大、滤波和AD转换模块。6.根据权利要求1所述的盘管型风粉在线测量系统,其特征在于:所述的信号处理机柜由信号处理单元、运算分析单元、显示单元和用于与DCS相连的接口单元组成,信号处理单元是将测量信号通过连续剔除粗差法进行筛选甄别,剔除掉不可用的误信号和干扰信号,运算分析单元分为流速、浓度和细度计算模块;所述的流速计...

【专利技术属性】
技术研发人员:李瑞兔崔栋刚田黎郑晗旸
申请(专利权)人:西安艾贝尔科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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