本实用新型专利技术公开了一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置，属于气固两相流动测量领域。本实用新型专利技术装置包括滞止管、收尘仓、压缩空气罐、差压传感器、温湿度传感器、数据采集卡、计算机、风速管，一次风煤粉气流中的煤粉进入滞止管内并在气体曳力作用下减速，从而使得滞止管内气体的静压升高，通过定量测算该静压升高幅度，计算出煤粉浓度。煤粉的动量与其质量浓度和运动速度直接相关，而与煤粉的组分（煤质）基本无关，相比于依赖静电、电磁波、电容等特性和指标的测量方式来说，本实用新型专利技术结构简单，结果可靠性更高，干扰因素更少，而且不依赖复杂的电子设备，从而造价更低。
【技术实现步骤摘要】
一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置
本技术属于气固两相流动测量领域，具体来说，是一种用于测量燃煤电厂制粉系统一次风煤粉浓度的装置。
技术介绍
在燃煤电厂中，制粉系统将较粗的煤块/煤粒磨制成较细的煤粉，并利用气流将其输送进入炉膛中燃烧。煤粉的参数指标(如细度、均匀性)对于其燃烧过程具有直接和显著的影响。对于直吹式制粉系统，单台机组的送粉管路可到二十至三十余路，各个粉管的煤粉流量普遍存在较大偏差，导致炉膛内的空气动力场和燃烧状况均偏离设计情况，引起燃烧不完全、NOx生成率高、水冷壁冲刷/结焦、换热面超温/爆管、减温水耗量大等一系列问题。为了提高燃烧效率和运行安全性，降低污染物的形成，制粉系统(特别是直吹式制粉系统)煤粉浓度的在线测量(以及后续基于此参数的设备和运行调控)是非常必要的。目前多数燃煤电厂均未装设煤粉浓度测量装置。少数电厂在制粉系统分离出口管道上安装有传统的取样管测量系统(如笛形取样管)，人工操作将煤粉抽取、收集并称重，换算得到煤粉浓度。其装置简单、成本低廉，但存在取样代表性差、取样管磨损损坏严重等问题，而且其人工操作的准确性、可靠性和可重复性都难以保证。更少数的电厂采用了如静电法测量装置，通过对煤粉颗粒荷电状态的感应和测量推算煤粉浓度，但主要缺点在于其测量信号仅具有相对意义(信号无法与煤粉的绝对浓度建立定量关系)，测量准确性受风粉参数如水分、煤质影响大，难以适应燃煤电厂运行状况、煤质多变的生产实际情况，而且投资费用过高，在当前燃煤电厂经营较为困难的情况下难以推广应用。针对上述情况以及充分考虑电厂的实际需求，本技术提出了一种依靠煤粉动量进行煤粉浓度测量的装置。
技术实现思路
为了解决现有制粉系统缺少有效的煤粉浓度测量手段的问题，本技术提供了一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置，基于颗粒相(煤粉)动量可转化为气相(空气)静压能这一物理机制。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置，其特征是，包括滞止管、收尘仓、压缩空气罐、一号差压传感器、数据采集卡、计算机、风速管和二号差压传感器，所述滞止管设置在主管道内，所述滞止管的一端为开口端并朝向一次风煤粉的来流方向布置，所述滞止管的另一端为封闭端且连接于收尘仓，所述滞止管的另一端以及主管道上均开设有静压测孔并分别通过滞止管静压引压管和主管道静压引压管连接至一号差压传感器；所述主管道上安装有风速管，且风速管与二号差压传感器连接；所述收尘仓上设置有反吹管，所述反吹管与压缩空气罐连接，且在反吹管上安装有截止阀；所述一号差压传感器和二号差压传感器均与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接。进一步的，所述滞止管可以为直管、弯管，其开口可以为平直口或喇叭口结构。进一步的，风速管优选采用BS-I型测速管。进一步的，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器连接于主管道内，用于测量主管道中气体的温度和相对湿度。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：煤粉的动量与其质量浓度和运动速度直接相关，而与煤粉的组分(煤质)基本无关，相比于依赖静电、电磁波、电容等特性和指标的测量方式来说，本技术结构简单，结果可靠性更高，干扰因素更少，而且不依赖复杂的电子设备，从而造价更低。附图说明图1是本技术实施例的整体结构示意图。图2是本技术实施例的测量原理示意图。图3是本技术实施例的带收尘仓的直管式滞止管的测量头结构示意图(主视、左视)。图4是本技术实施例的带收尘仓的弯管式滞止管的测量头结构示意图。图5是本技术实施例的开口端为“喇叭口”的滞止管结构示意图。图6是本技术实施例的主管道静压引压管与滞止管的靠背式设计结构示意图。图中：主管道1、滞止管2、收尘仓3、压缩空气罐4、滞止管静压引压管5、主管道静压引压管6、一号差压传感器7、数据采集卡8、计算机9、风速管10、二号差压传感器11、反吹管12、截止阀13、温湿度传感器14。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。本实施例中的测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的方法中的装置，包括滞止管2、收尘仓3、压缩空气罐4、一号差压传感器7、数据采集卡8、计算机9、风速管10和二号差压传感器11，滞止管2设置在主管道1内，滞止管2的一端为开口端并朝向一次风煤粉的来流方向布置，滞止管2的另一端为封闭端且连接于收尘仓3，滞止管2的另一端以及主管道1上均开设有静压测孔并分别通过滞止管静压引压管5和主管道静压引压管6连接至一号差压传感器7；主管道1上安装有风速管10，且风速管10与二号差压传感器11连接；收尘仓3上设置有反吹管12，反吹管12与压缩空气罐4连接，且在反吹管12上安装有截止阀13；一号差压传感器7和二号差压传感器11均与数据采集卡8连接，数据采集卡8与计算机9连接。本技术的核心装置为滞止管2，置于一次风送粉管道(简称主管道1)中，其开口朝向来流。气流带动下以较高速度(20m/s～40m/s)运动的煤粉在接近滞止管2管口时，由于惯性较大而无法绕过，从滞止管2管口“撞入”管内。进入滞止管2的煤粉颗粒受到管内气体(接近静止状态)的曳力而减速，由于力的相互作用，气体也同时受到了来自于颗粒的作用力而使其静压增大。煤粉浓度越高，静压增大的幅度越大。通过测量滞止管2尾部气体静压与主管道1(主流)气体静压的差值、主管道1气体的流速和温度，再结合理论原理和实际标定公式，即可算得煤粉浓度。滞止管可以为直管、弯管，其开口亦可以为喇叭口结构。本装置由以下核心部件构成：滞止管2及其压缩空气反吹系统、风速管10、温湿度传感器14、多个压力传感器和差压传感器、数据采集卡8、计算机9。主管道1及其压缩空气反吹系统是主要创新内容，其余仪表、设备、传感器和技术工艺环节等均可采用市场上成熟的产品和技术方案。温湿度传感器14连接于主管道1内用于测量主管道1中气体的温度和相对湿度，后续将用于气体参数(密度、粘度等)的计算。数据采集卡8实时地将来自各传感器的模拟信号采集并转换成数字信号，传入计算机9中进行数据处理和换算，并得到最终测量结果即煤粉浓度，计算机9对数据的处理技术采用现有成熟技术。风速管10宜优先采用BS-I型测速装置(参考行业标准《电站磨煤机及制粉系统性能试验:DL/T467-2004》)，其优点在于可直接获得气流速度(测量信号与煤粉浓度无关)，结构简单、造价低。本技术的技术原理介绍如下：在纯气流流动下，滞止管2内的静压ps处处相等且等于来流(主流)的总压，即有：其中：ps,0为纯气流无煤粉情况下滞止管2内的静压(单位：Pa)，pg为主流的气体静压(单位：Pa)；ρg为主流的气体密度(单位：kg/m3)，以静压pg以及温湿度传感器14测得的主流气体的温度和相对湿度作为已知量，基于理想气体状态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置，其特征是，包括滞止管（2）、收尘仓（3）、压缩空气罐（4）、一号差压传感器（7）、数据采集卡（8）、计算机（9）、风速管（10）和二号差压传感器（11），所述滞止管（2）设置在主管道（1）内，所述滞止管（2）的一端为开口端并朝向一次风煤粉的来流方向布置，所述滞止管（2）的另一端为封闭端且连接于收尘仓（3），所述滞止管（2）的另一端以及主管道（1）上均开设有静压测孔并分别通过滞止管静压引压管（5）和主管道静压引压管（6）连接至一号差压传感器（7）；所述主管道（1）上安装有风速管（10），且风速管（10）与二号差压传感器（11）连接；所述收尘仓（3）上设置有反吹管（12），所述反吹管（12）与压缩空气罐（4）连接，且在反吹管（12）上安装有截止阀（13）；所述一号差压传感器（7）和二号差压传感器（11）均与数据采集卡（8）连接，所述数据采集卡（8）与计算机（9）连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种测量燃煤电厂制粉系统煤粉浓度的装置，其特征是，包括滞止管（2）、收尘仓（3）、压缩空气罐（4）、一号差压传感器（7）、数据采集卡（8）、计算机（9）、风速管（10）和二号差压传感器（11），所述滞止管（2）设置在主管道（1）内，所述滞止管（2）的一端为开口端并朝向一次风煤粉的来流方向布置，所述滞止管（2）的另一端为封闭端且连接于收尘仓（3），所述滞止管（2）的另一端以及主管道（1）上均开设有静压测孔并分别通过滞止管静压引压管（5）和主管道静压引压管（6）连接至一号差压传感器（7）；所述主管道（1）上安装有风速管（10），且风速管（10）与二号差压传感器（11）连接；所述收尘仓（3）上设置有反吹管（12），所述反吹管（12）与压缩空气罐（4）连接，且在反吹管（12）上安装有截止阀（13）；所述一号...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳冠青，黄骞，马治安，李水清，石战胜，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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