粉碎机监测制造技术

本发明专利技术涉及粉碎机监测。一种用于检测粉碎机(110,200)中的燃烧相关条件的系统(100)，其包括粉碎机(110,200)，粉碎机设置为通过入口(114)接收煤块(141)，将煤块(141)碾磨成煤粉(142)，并通过出口(113)输出煤粉(142)。该系统(100)包括传感器(123a-123f)，其设置为检测供给粉碎机(110,200)的热输入特征和从粉碎机(110,200)发出的热输出特征。该系统(100)还包括控制器(130)，其设置为基于来自传感器(123a-123f)的信号，基于包括热输入特征和热输出特征的热平衡函数而确定粉碎机(110,200)中是否存在燃烧相关条件。

【技术实现步骤摘要】
粉碎机监测
本专利技术的实施例致力于监测粉碎机，且具体地说涉及基于计算粉碎机的热平衡而检测粉碎机中的燃烧相关条件。
技术介绍
在许多发电站中使用煤作为燃料。在将煤引入到发电站中之前，其通常遭遇粉碎过程，以便将煤的尺寸从相对较粗糙的大块(chunk)减小至精细的粉末。这样做，以便通过增加有效表面面积来提高煤的反应性，从而减少煤上的表面湿度，并使煤至火炉的运输更为容易，火炉形成发电站的一部分。在粉碎过程中有一定的时间，煤可点燃，从而导致粉碎机内部火情。火情可损害粉碎机，并对人员造成安全性风险，并且还造成依赖于精细煤粉的功率-提供系统中的延迟。
技术实现思路
根据这里所示的方面，提供了一种用于检测粉碎机中的燃烧相关条件的系统，其包括粉碎机，粉碎机设置为通过入口接收煤块，将煤块碾磨成煤粉，并通过出口输出煤粉。该系统包括传感器，其设置为检测供给给粉碎机的热输入特征和从粉碎机发出的热输出特征。该系统还包括控制器，其设置为基于来自传感器的信号，基于包括热输入特征和热输出特征的热平衡函数而确定粉碎机中是否存在燃烧相关条件。根据这里所示的其它方面，一种用于检测粉碎机中的燃烧相关条件的方法包括利用传感器测量粉碎机的输入热特征和粉碎机的输出热特征。该方法还包括通过执行热平衡操作而检测粉碎机中的燃烧相关条件，包括输入热特征和输出热特征。根据这里所示的其它方面，粉碎机控制系统包括处理器，其设置为接收与粉碎机的输入热特征和粉碎机的输出热特征相对应的传感器信号作为输入，从而基于包括输入热特征和输出热特征的热平衡方程而确定粉碎机中是否存在燃烧相关条件，并执行至少如下一种操作，即，产生信号以指示粉碎机中存在燃烧相关条件，或者基于粉碎机中存在燃烧相关条件的判断而控制粉碎机采取正确的动作。通过以下附图和详细描述将举例说明上述特征以及其它特征。附图说明现在参照附图，它们是示例性的实施例，其中相似的元件用相同的标号标出：图1是根据一个实施例的粉碎机系统的简图；图2是根据本专利技术的一个实施例的粉碎机的热平衡算法的功能简图；且图3是显示了根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。具体实施方式图1显示了根据本专利技术的一个实施例的粉碎机系统100。本系统100包括粉碎机110和粉碎机控制系统130。粉碎机110包括外壳111。驱动组件117定位在外壳111中。驱动组件117包括一个或多个马达、齿轮箱或齿轮系统，或任何其它驱动部件。驱动组件117使基架116旋转，在基架上安装了磨煤碗(coalgrindingbowl)115。一个或多个滚子组件119紧密地定位在旋转的磨煤碗115附近。例如，在一个实施例中，有三个滚子组件119大约120度等距地分开定位。各个滚子组件受到支撑组件120的支撑，其包括例如支撑臂121和弹簧组件122。在操作期间，滚子组件119随磨煤碗115的旋转一起旋转，并且弹簧122向磨煤碗115提供了滚子组件119的偏压力。煤供给入口114也被称为煤块入口，煤入口或入口114，其延伸到外壳111中，以容许煤块141插入到外壳111的磨煤碗115中。干燥和运输空气从空气管道118提供至外壳111中，其防止磨碎的煤粉142下落到碗下面，并且引导磨碎的煤粉142向上远离磨煤碗115而朝着收集斜槽(chute)112移动，并从煤粉出口113出来。另外，可提供一个或多个额外的空气入口以引导密封的空气流入外壳111中，其防止煤141和142进入碗115下面的构件中，例如轴承、齿轮以及其它可移动构件。从煤粉出口113可将煤粉提供给发电系统以燃烧煤粉，从而产生电功率、热功率或任何其它类型的功率。在本专利技术的实施例中，传感器123a至123f定位在粉碎机110周围多个位置上，以检测粉碎机110的特征。具体地说，传感器123a至123f设置为检测与热平衡算法或方程相关联的粉碎机110的特征，其代表供给粉碎机110的热源和由粉碎机110发出的热量。在图1中，传感器123a示出为定位在空气管道118附近，其也被称为干燥和运输空气入口118。传感器123a可检测例如干燥和运输空气的温度或干燥和运输空气的湿度。所示传感器123b靠近外壳111。传感器123b可检测外壳111的温度，以确定外壳111的对流热量。所示传感器123c比传感器123b离外壳111更远。传感器123c可检测离外壳111更远的空气温度，从而检测粉碎机110的热辐射。传感器123d示出为靠近粉碎机110的煤粉出口113。传感器123d可检测从出口113发出的空气和煤粉的温度或从出口113发出的空气或煤粉的湿度。传感器123e示出为定位在粉碎机110的煤块入口114附近。传感器123e可检测提供到入口114中的空气的温度。传感器123f可检测通过碾磨磨煤碗115中的煤而产生的热温度。虽然在图1中已经提供了某些传感器和传感器位置的示例，但是本专利技术的实施例包含任何传感器构型，用以确定粉碎机110的热平衡方程或算法。例如，其中一个或多个传感器123a、123d和123e可测量空气或固体的流量。本专利技术的实施例还包括具有额外传感器的粉碎机，包括振动传感器、负载传感器或任何其它传感器。在一个实施例中，传感器123a至123f检测进出粉碎机110以及在粉碎机110内部的空气和煤的热特征、湿度特征和质量特征。测量特征的示例包括通过煤块入口114的空气输入的主空气温度、通过煤块入口114输入的空气和煤块141的空气/燃料比、位于煤粉出口113下游的燃烧系统中的煤粉142的燃料燃烧速率、煤入口114的温度以及进入入口114或出口113的空气的湿度。测量特征的其它示例包括进入粉碎机110的煤块141的湿度、离开粉碎机110的煤粉142的湿度以及在煤粉出口113处的温度。测量特征的其它示例包括入口118处的干燥和运输空气源的温度、干燥和运输空气的流量、密封空气流的温度和密封空气流量。粉碎机控制系统130监测和控制粉碎机110的操作。监测系统131可包括处理电路，其接收来自传感器123a至123e的数据并通过马达控制系统133根据传感器数据以及用户输入数据或来自粉碎机控制系统130的外部系统的控制数据来控制驱动组件117。燃烧检测系统132接收与例如热量、湿度和流量数据相对应的传感器数据作为输入，并基于所接收的传感器数据而产生热平衡算法，或将所接收的传感器数据供给到预定的热平衡算法中。如果在热平衡算法中检测到预定的不平衡或特征，则燃烧检测系统132确定在外壳111中存在燃烧相关条件。燃烧检测系统132可为用户产生存在燃烧相关条件的警报或通告，或者燃烧检测系统132可将控制信号发送给马达控制系统133和输入/输出控制系统134，以便自动地控制驱动组件117的旋转，以停止通过空气入口118的进气流，停止通过煤块入口114输入煤块141，以及停止从煤粉出口113输出煤粉。在本说明书和权利要求中，词语“燃烧相关条件”指燃烧，例如冒烟或火焰，并且还指被确定为可导致粉碎机110中发生燃烧和燃烧先兆的条件。因此，燃烧检测系统132检测与存在火焰相对应的条件，例如热平衡方程中的不平衡，其高于与火焰相对应的阈值，并且燃烧检测系统132检测粉碎机110中导致火焰的燃烧相关条件，例如粉碎机110的出口113处的高湿度水平，粉碎机110操作在阈值煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测粉碎机(110,200)中的燃烧相关条件的系统(100)，所述系统(100)包括：粉碎机(110,200)，其设置为通过入口(114)接收煤块(141)，将所述煤块(141)碾磨成煤粉(142)，并通过出口(113)输出所述煤粉(142)；传感器(123a‑123f)，其设置为检测供给所述粉碎机(110,200)的热输入特征和从所述粉碎机(110,200)发出的热输出特征；以及控制器(130)，其设置为基于来自所述传感器(123a‑123f)的信号，基于包括所述热输入特征和所述热输出特征的热平衡函数而确定所述粉碎机(110,200)中是否存在燃烧相关条件。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/834,7801.一种用于检测粉碎机(110,200)中的燃烧相关条件的系统(100)，所述系统(100)包括：粉碎机(110,200)，其设置为通过入口(114)接收煤块(141)，将所述煤块(141)碾磨成煤粉(142)，并通过出口(113)输出所述煤粉(142)；传感器(123a-123f)，其设置为检测供给所述粉碎机(110,200)的热输入特征和从所述粉碎机(110,200)发出的热输出特征；以及控制器(130)，其设置为基于来自所述传感器(123a-123f)的信号，基于包括所述热输入特征和所述热输出特征的热平衡函数而确定所述粉碎机(110,200)中是否存在燃烧相关条件。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，还包括：磨碗(115)，其中，所述煤块(141)在所述磨碗(115)中被碾磨成所述煤粉(142)；以及干燥和运输空气入口(118)，其定位在所述磨碗(115)的下方，并设置为将干燥和运输空气运输至所述磨碗(115)的边缘周围，其中，由所述传感器(123a-123f)测量的热输入特征包括在所述干燥和运输空气入口(118)处的干燥和运输空气的温度和湿度水平。3.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述热输入特征包括输入所述入口(114)的空气的温度和湿度，以及通过将所述煤块(141)碾磨成煤粉(142)而产生的热量，以及所述热输出特征包括所述出口(113)处的空气的温度和湿度、所述粉碎机(110,200)的热辐射和所述粉碎机(110,200)的热对流。4.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述控制器(130)进一步设置为基于检测所述粉碎机(110,200)中存在燃烧相关条件而控制所述粉碎机(110,200)的操作。5.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述传感器(123a-123f)中的一个是位于出口(113)处的湿度传感器，且所述控制器(130)还设置为监测所述出口(113)处的空气湿度，从而基于高于预定阈值的湿度水平而确定所述粉碎机(110,200)中是否存在火焰的先兆条件。6.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述控制器(130)设置为通过计算在所述热输入特征之和与所述热输出特征之和之间的差异，并且通过将所述差异与相当于所述燃烧相关条件的预定阈值进行比较，从而确定所述粉碎机(110,200)中是否存在所述燃烧相关条件。7.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述热平衡函数如下：，其中，mi是进入所述粉碎机(110,200)中的空气的质量流量，mj是离开所述粉碎机(110,200)的空气的质量流量，hi是输入所述粉碎机(110,200)中的焓，hj是从所述粉碎机(110,200)输出的焓，并且Q是能量变化，以及所述控制器(130)设置为通过确定Q大于预定的阈值而检测所述燃烧相关条件。8.根据权利要求7所述的系统(100)，其特征在于，所述燃烧相关条件是火焰，并且所述预定的阈值是+/-.05。9.一种用于检测粉碎机(110...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP苏特顿，DC桑德斯，RL托比亚茨，G查塞，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH