一种射流式煤粉分配在线调节系统技术方案

本发明专利技术提出一种射流式煤粉分配在线调节系统。该系统包括煤粉分配器，将磨煤机分离器出口的煤粉分散到并联的分支管中；煤粉浓度在线测量装置，对分支管中的煤粉浓度进行实时在线测量；射流喷射装置，由射流喷管和气源泵组成，其根据分支管中的煤粉浓度在线测量结果从射流喷管向煤粉分配器内喷入高速射流，进而优化分支管中的煤粉分配情况，能够显著改善同层燃烧器对应的煤粉分配不均的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种射流式煤粉分配在线调节系统
本专利技术属于电站锅炉燃烧优化调整
，具体涉及一种射流式煤粉分配在线调节系统。
技术介绍
煤粉分配器是电站锅炉制粉系统的关键设备之一，能够为同层磨煤机对应的燃烧器提供相对均匀的煤粉流量，从而保证各燃烧器功率相等和着火条件相似，避免炉内结渣、受热面爆管甚至炉膛灭火，改善炉膛出口两侧烟气流量偏差和炉膛内局部区域缺氧燃烧而引发还原性氛围偏差较大的现象，显著降低NOX等有害气体的排放。电力行业标准《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》(DL/T5145-2012)中也明确指出：为保证并联输粉管道风粉分配均匀，在大容量直吹式制粉系统中必须装置某种类型的分配器。对于磨煤机出口并联分支管数目为4根和6根的情况，按照上述标准中的要求宜选用扩散型煤粉分配器；对于磨煤机出口并联分支管数目为2根、4根与8根的情况，按照上述标准中的要求宜选用格栅型煤粉分配器。扩散型分配器固有的煤粉浓度分配偏差一般在±(15％～20％)，主要由分配器自身的结构和分配原理导致的，加上管道阻力特性引起的附加偏差，总的煤粉浓度分配偏差在±(30％～40％)。格栅型分配器固有的煤粉浓度分配偏差一般在±(10％～15％)，加上管道阻力特性引起的附加偏差，总的煤粉浓度分配偏差在±(25％～40％)，分配器压降为1.5kPa，并且进入各支管的煤粉粒径分布偏差较大。扩散型和格栅型煤粉分配器均不满足电力行业标准DL/T5154-2002第8.1条的规定：对中速磨直吹式制粉系统，同层燃烧器各一次风管之间的煤粉和空气应均匀分配，其风量偏差不大于±8％，煤粉偏差不大于±10％。针对煤粉从干流均匀分配到多个支流的问题，专利201080055822.X(名称为“采用涡旋射流的气动输送式煤粉分配器”)通过在相对于煤粉分配室中心成一定角度的方向从煤粉分配室侧面喷入强射流，借助多股射流形成的旋流使得分配室内部煤粉分布均匀，进而实现并联支管中的煤粉分配均匀。按照该方法，即使当煤粉分配室的特定横截面部分中煤粉颗粒的浓度较高时，仍可以通过旋流使该煤粉分配室中煤粉的分布均匀，但该方法需要的煤粉分配室较大，在锅炉磨煤机出口处无法提供足够的安装空间。
技术实现思路
本专利技术提出的目的在于提出一种射流式煤粉分配在线调节系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种射流式煤粉分配在线调节系统，在煤粉分配器侧面且邻近分支管的管口位置开设有射流喷管，通过射流喷管向煤粉分配器内喷入射流，从而将煤粉浓度高的分支管输出的煤粉吹向煤粉浓度低的分支管所在的输出区域。进一步，每一根分支管至少具有一个对应的射流喷管，全部射流喷管关于煤粉分配器中的落粉管的中心轴线对称布置，且射流喷管的中心轴线与其对应的分支管的中心轴线相交。进一步，每一根分支管具有两个对应的射流喷管，两个对应的射流喷管的中心轴线互相垂直。进一步，射流喷管的中心轴线与其对应的分支管的中心轴线垂直。进一步，所述射流喷管的截面积为圆形或者方形。进一步，所述射流喷管截面的当量直径为分支管直径的1/4。进一步，所述分支管中煤粉浓度的高低由煤粉浓度在线测量装置通过检测后获得。进一步，所述煤粉浓度在线测量装置安装在分支管上，用于检测分支管内的煤粉浓度。进一步，所述煤粉浓度在线测量装置安装在分支管输出口附近，用于检测分支管输出口附近的煤粉浓度，以判断分支管煤粉浓度的高低。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本专利技术提供的射流式煤粉分配在线调节系统是一个闭环控制系统，其可以实现煤粉由磨煤机分离器出口到并联分支管的在线均匀分配，将并联分支管间的煤粉浓度分配偏差控制在±10％以下，保证了锅炉同层燃烧器着火条件良好，提高了锅炉燃烧系统运行的安全性、经济性和环保性；(2)本专利技术中采用的射流喷射调整分支管间煤粉分配的方法对于煤粉分配器入口(即磨煤机分离器出口)煤粉分配不均的情况尤为有效，且在优选实施措施下分配器的压降增加不超过200Pa；(3)与传统的煤粉分配器相比，本专利技术提供的煤粉分配调节系统具备煤粉分配均匀性高、阻力小、系统维护方面等显著优点；同时，能够在电站锅炉中现有的煤粉分配器基础上完成上述调节系统的工程实施和应用。附图说明图1是本专利技术实施例采用的煤粉分配器结构的三维轴侧图；图2是图1对应的主视图；图3是煤粉分配器和射流喷管的示意图；图4是图3对应的射流喷管平面布置图；图5是煤粉浓度在线测量装置示意图；图6是实施案例对应的分配器入口假想煤粉分布，以确认本专利技术提供的射流式煤粉浓度在线调节系统能否将煤粉颗粒均匀分配到各分支管中。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术射流式煤粉分配在线调节系统的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。本专利技术所述射流式煤粉分配在线调节系统，包含煤粉分配器，煤粉浓度在线测量装置和射流喷射装置。煤粉分配器类型为扩散型分配器或者类似结构的分叉管结构，其将磨煤机分离器出来的煤粉分散到并联的分支管中，分支管的数目为偶数。煤粉浓度在线测量装置，系本
已有技术，其核心测量元件为超声波传感器，其安装在并联分支管上，安装位置前后分别具有1倍和3倍分支管直径的直管段。射流喷射装置，由均匀布置在煤粉分配器侧面的射流喷管以及气源泵组成。射流喷管是指，在煤粉分配器侧面且邻近分支管的位置开设的孔，气源泵通过射流喷管向煤粉分配器内喷入强射流，以向煤粉颗粒施加曳力，改变煤粉颗粒的运动轨迹，从而使得煤粉能够均匀分散到并联分支管中。优选的射流喷射装置由N个射流喷管和气源泵组成。其中，N为并联分支管数目的两倍，即每一根分支管对应两个射流喷管。射流喷管布置在同一个平面上，且关于分配器本体中心轴线对称。气源泵向喷管中泵入加压后的一次风乏气形成射流，射流速度大于0m/s的喷管数目小于分支管数目。工作时，煤粉浓度最高的分支管邻近的喷管中射流速度最高，煤粉浓度最低的分支管邻近的喷管中射流速度为0m/s。优选的射流喷管当量直径为分支管直径的1/4。煤粉浓度最低的分支管相邻射流喷管中的射流速度为0m/s，其余分支管相邻射流喷管中的射流速度与分支管中煤粉浓度成正比。优选的射流方向与分配器入口处的主流方向垂直，优选的最高射流速度为70m/s。实施例图1示出了根据本专利技术实施案例中的煤粉分配器结构的三维图，其由分配器入口1(即磨煤机分离器出口)、落粉管2、煤粉分配室3、分支管4～7组成，分配器内部完全联通。图2是图1对应的主视图。图3是煤粉分配器和射流喷管的示意图，其在图1的基础上增加射流喷管8～15，喷管8～15关于分配器中心落粉管2的中心轴线对称布置。喷管8～15的轴线中心分别经过邻近分支管4～7的圆心，喷管截面均取正方形(也可取作圆形或者其他形状)，当量直径(即喷管截面所在最小外圆的的直径)取分支管直径的1/4。图4示出了八根射流喷管的平面布置图，喷管中的射流方向均如箭头方向所示，分别沿X轴或Y轴方向。图5示出了安装在分支管中的煤粉浓度在线测量装置示意图。当煤粉气流经过待测区域后，超声传感器16发出的超声波信号通过煤粉气流后为超声传感器17和18接收到，然后基于超声衰减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.射流式煤粉分配在线调节系统，其特征在于，在煤粉分配器侧面且邻近分支管的管口位置开设有射流喷管，通过射流喷管向煤粉分配器内喷入射流，从而将煤粉浓度高的分支管输出的煤粉吹向煤粉浓度低的分支管所在的输出区域。

【技术特征摘要】
1.射流式煤粉分配在线调节系统，其特征在于，在煤粉分配器侧面且邻近分支管的管口位置开设有射流喷管，通过射流喷管向煤粉分配器内喷入射流，从而将煤粉浓度高的分支管输出的煤粉吹向煤粉浓度低的分支管所在的输出区域。2.如权利要求1所述的射流式煤粉分配在线调节系统，其特征在于，每一根分支管至少具有一个对应的射流喷管，全部射流喷管关于煤粉分配器中的落粉管的中心轴线对称布置，且射流喷管的中心轴线与其对应的分支管的中心轴线相交。3.如权利要求1所述的射流式煤粉分配在线调节系统，其特征在于，每一根分支管具有两个对应的射流喷管，两个对应的射流喷管的中心轴线互相垂直。4.如权利要求2或者3所述的射流式煤粉分配在线调节系统，其特征在于，射流喷管的中心轴线与其对应的分支管...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱曙光，王硕，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32