一种磨煤机进口一次风流量的测量方法及系统与流程

1.本发明属于锅炉技术领域，涉及一种磨煤机进口一次风流量的测量方法及系统。


背景技术：

2.直吹式制粉系统是目前火电厂使用较为广泛的一种制粉系统，对于直吹式制粉系统，磨煤机进口一次风流量是制粉系统调整的关键参数，也是锅炉自动控制的重要依据。准确的测量磨煤机进口一次风流量，有利于精确控制磨煤机进口风煤比、稳定炉膛燃烧、调整炉膛火焰中心、保护燃烧器喷口，对锅炉的安全、稳定、经济运行具有十分重要的意义。
3.由于火电厂目前采用紧凑布置，磨煤机进口空间较小，冷一次风通常从热一次风管道的侧面或顶部汇入热一次风管道内，混合后的热一次风距离磨煤机进口较近，没有足够的直管段进行混合，导致混合后磨煤机进口处风道内一次风流场不均匀。当前对混合后磨煤机进口一次风流量的测量一般通过布置在磨煤机进口风道内的风量测量装置直接测量，由于该位置处流场不均匀，局部存在涡流，导致测得的一次风流量与实际一次风流量存在偏差，且该偏差随着冷热风门开度的变化呈无规律变化，进而导致无法对磨煤机进口一次风流量进行准确调控。现有技术中通常是在混合后的管路中加装扰动装置或整流格栅等以提高混合后流场的均匀性，通过磨煤机进口风道内安装的风量测量装置直接测量混合后的一次风流量，但是由于磨煤机进口空间小且弯头多，通过加装扰动装置或整流格栅的方法，风道内温度场可以得到改善，但是流场依然不够均匀，导致测量结果依然无法满足工程要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种磨煤机进口一次风流量的测量方法及系统，从而达到准确测量磨煤机进口一次风流量的目的。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种磨煤机进口一次风流量的测量方法，包括：
7.获取混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量以及混合后磨煤机进口一次风温度；
8.通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合后磨煤机进口一次风温度获取热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容；
9.通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合后磨煤机进口一次风温度、热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容，获取混合前冷一次风流量；
10.通过混合前热一次风流量以及混合前冷一次风流量获取所述磨煤机入口一次风流量。
11.优选的，所述热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容的获取过程具体为：
[0012][0013][0014]
其中：
[0015][0016][0017]
式中，t
热风
为混合前热一次风温度；
[0018]
t
冷风
为混合前冷一次风温度；
[0019]
t
一次风
为混合后磨煤机进口一次风温度；
[0020]
为冷风混合前后的平均温度；
[0021]
为热风混合前后的平均温度；
[0022]cp2
为热风混合前后的平均比热容；
[0023]cp1
为冷风混合前后的平均比热容。
[0024]
优选的，所述混合前冷一次风流量的获取过程具体为：
[0025][0026]
式中，
[0027]m冷风
为混合前热一次风流量；
[0028]m热风
为混合前热一次风流量。
[0029]
优选的，所述磨煤机入口一次风流量的获取过程具体为：
[0030]m一次风
＝m
冷风
m
热风
[0031]
式中，
[0032]m一次风
为混合后所述磨煤机入口一次风流量。
[0033]
优选的，在所述磨煤机的正常运行区间，即磨煤机进口的冷风温度为20～50℃，热风温度为300-350℃，混合后一次风温度为200-350℃时，所述磨煤机入口一次风流量为：
[0034][0035]
一种磨煤机进口一次风流量的测量系统，包括：
[0036]
数据采集模块，用于获取混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量、混合后磨煤机进口一次风温度；
[0037]
数据处理模块，用于通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量以及混合后磨煤机进口一次风温度获取热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容，进而获取混合前冷一次风流量；并通过混合前热一次风流量以及混合前冷一次风流量获取所述磨煤机入口一次风流量；
[0038]
结果显示模块，用于将获取的所述磨煤机入口一次风流量数据输出，并显示所述
磨煤机入口一次风流量。
[0039]
优选的，所述数据采集模块包括热一次风流量测量装置、热一次风温度测量装置、冷一次风温度测量装置以及混合后磨煤机进口一次风温度测量装置；
[0040]
所述热一次风流量测量装置以及热一次风温度测量装置设置于热一次风风道内；
[0041]
所述冷一次风温度测量装置设置于冷一次风风道内；
[0042]
所述混合后磨煤机进口一次风温度测量装置设置于混合后磨煤机进口一次风风道内。
[0043]
优选的，所述热一次风流量测量装置以及热一次风温度测量装置安装在混合前热一次风风道的直管段处；所述冷一次风温度测量装置安装在混合前冷一次风风道的直管段处；所述混合后磨煤机进口一次风温度测量装置安装在混合后磨煤机进口一次风风道的直管段处。
[0044]
一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
[0045]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
[0046]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0047]
一种磨煤机进口一次风流量的测量方法，通过混合前热一次风流量、混合前热一次风温度、混合前冷一次风温度、混合后磨煤机进口一次风温度计算磨煤机进口的一次风流量。该方法中混合前热一次风以及冷一次流场分布均匀，因而混合前热一次风温度、混合前热一次风流量以及混合前冷一次风温度均可准确测量，而混合后的一次风经过弯头及导流板的作用，在磨煤机进口处的温度场已经非常均匀，因而磨煤机进口一次风温度也可以得到准确测量。由于空气的比热容与温度成一定的函数关系，以热风混合前后的平均温度及冷风混合前后的平均温度分别作为定性温度，通过温度与比热容之间拟合的函数即可直接获得相应的平均比热容。通过相应数据进行计算，即可准确获得磨煤机进口一次风流量。
[0048]
进一步的，在磨煤机的正常运行区间，即磨煤机进口的冷风温度为20～50℃，热风温度为300-350℃，混合后一次风温度为200-350℃，对磨煤机进口一次风流量的计算方法进行了简化，可有效提高运算的效率。
[0049]
一种磨煤机进口一次风流量的测量系统，包括混合前热一次风流量测量装置、混合前热一次风温度测量装置、混合前冷一次风温度测量装置、混合后磨煤机进口一次风温度测量装置、数据采集模块以及数据处理模块。可有效实现磨煤机进口一次风流量的准确获得。
[0050]
进一步的，采用流量变送器作为混合前热一次风流量测量装置，采用温度变送器作为混合前热一次风温度测量装置、混合前冷一次风温度测量装置以及混合后磨煤机进口一次风温度测量装置，提高测量精准度的同时，可有效控制装置的成本。
[0051]
进一步的，混合前热一次风流量测量装置以及热一次风温度测量装置安装在热一次风风道的直管段处；混合前冷一次风温度测量装置安装在冷一次风风道的直管段处；混合后磨煤机进口一次风温度测量装置安装在混合后磨煤机进口一次风风道的直管段处，直管段处流场相对分布均匀，涡流扰动小，可有效提高数据的准确性。
附图说明
[0052]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0053]
图1为本发明中获取磨煤机进口一次风流量的测量方法的流程示意图；
[0054]
图2为本发明实施例中磨煤机进口一次风流量测量系统的结构连接示意图。
具体实施方式
[0055]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0056]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0057]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0058]
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0059]
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0060]
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0062]
如图1所示，一种磨煤机进口一次风流量的测量方法，包括：
[0063]
获取混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量、混合后磨煤机进口一次风温度；
[0064]
通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合后磨煤机进口一次风温度获取热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容，即：
[0065]
[0066][0067]
相应函数关系具体为：
[0068][0069][0070]
其中：
[0071][0072][0073]
式中，
[0074]
t
热风
为混合前热一次风温度；
[0075]
t
冷风
为混合前冷一次风温度；
[0076]
t
一次风
为混合后磨煤机进口一次风温度；
[0077]
为冷风混合前后的平均温度；
[0078]
为热风混合前后的平均温度；
[0079]cp2
为热风混合前后的平均比热容；
[0080]cp1
为冷风混合前后的平均比热容。
[0081]
通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合后磨煤机进口一次风温度、热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容，根据能量守恒原则，获取混合前冷一次风流量；具体为：
[0082]q冷风吸热
＝q
热风放热
[0083]q冷风吸热
＝c
p1m冷风
(t
一次风-t
冷风
)
[0084]q热风放热
＝c
p2m热风
(t
热风-t
一次风
)
[0085]
联立求解，可得：
[0086][0087]
式中，
[0088]q冷风吸热
为混合前后冷一次风吸热量；
[0089]q热风放热
为混合前后热一次风放热量；
[0090]m冷风
为混合前热一次风流量；
[0091]m热风
为混合前热一次风流量；
[0092]
通过混合前热一次风流量以及混合前冷一次风流量获取所述磨煤机入口一次风流量，具体为：
[0093]m一次风
＝m
冷风
m
热风
[0094]
式中，
[0095]m一次风
为混合后所述磨煤机入口一次风流量。
[0096]
优选的，在所述磨煤机的正常运行区间，即磨煤机进口的冷风温度为20～50℃，热风温度为300-350℃，混合后一次风温度为200-350℃，热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容近似一致，即c
p1
/c
p2
＝1，则磨煤机入口一次风流量为：
[0097][0098]
本发明通过对流场均匀且更易准确测量的混合前热一次风流量、热一次风温度，混合前冷一次风温度以及混合后磨煤机进口一次风温度进行测量，通过预设的计算公式，准确计算出磨煤机进口一次风流量，有效解决了磨煤机进口一次风流量测量不准确的问题，本发明并未直接获取冷一次风的流量，而是通过计算的方法获得，因为大部分现场冷风管比较紧凑，直管段较短，很难找到合适的位置安装流量测量装置，加上冷风是风温调节风，通常在总一次风量中占比小且波动大，不易准确测量，因而直接获取冷一次风的流量不利于测量的精确性以及系统的简便性。本发明的方法对制粉系统的调整及锅炉的安全运行具有十分重要的意义。
[0099]
如图2所示，一种磨煤机进口一次风流量的测量系统，包括：
[0100]
数据采集模块001，用于获取混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量、混合后磨煤机进口一次风温度；数据采集模块包括混合前热一次风流量测量装置、混合前热一次风温度测量装置、混合前冷一次风温度测量装置以及混合后磨煤机进口一次风温度测量装置；混合前热一次风流量测量装置以及热一次风温度测量装置设置于热一次风风道内；混合前冷一次风温度测量装置设置于冷一次风风道内；混合后磨煤机进口一次风温度测量装置设置于混合后磨煤机进口一次风风道内。混合前热一次风流量测量装置为流量变送器，所述混合前热一次风温度测量装置、混合前冷一次风温度测量装置以及混合后磨煤机进口一次风温度测量装置均为温度变送器。混合前热一次风流量测量装置以及热一次风温度测量装置安装在热一次风风道的直管段处；所述混合前冷一次风温度测量装置安装在冷一次风风道的直管段处；所述混合后磨煤机进口一次风温度测量装置安装在混合后磨煤机进口一次风风道的直管段处。
[0101]
数据处理模块002，用于通过获取的所述混合前冷一次风温度、混合前热一次风温度、混合前热一次风流量以及混合后磨煤机进口一次风温度获取热风混合前后的平均比热容以及冷风混合前后的平均比热容，进而获取混合前冷一次风流量；并通过混合前热一次风流量以及混合前冷一次风流量获取所述磨煤机入口一次风流量；
[0102]
结果显示模块003，用于将获取的所述磨煤机入口一次风流量数据输出，并显示所述磨煤机入口一次风流量。
[0103]
本发明提供一种终端设备。该终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行计算机程序时实现本发明中获取磨煤机进口一次风流量的测量方法。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
[0104]
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。
[0105]
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。
所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
[0106]
所述处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field～programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
[0107]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。
[0108]
所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read～onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0109]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。