用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统的制作方法

1.本实用新型属于生物质掺烧领域，涉及一种用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统。


背景技术：

2.生物质直燃耦合燃煤机组的掺烧技术，国内起步较晚，国外应用较为成熟。一套完整的生物质掺烧系统包括卸料单元、筛分单元、筒仓存储单元、炉前仓及制粉单元、生物质粉输运及耦合单元、各单元之间的输送设备等。其中，生物质制粉及耦合单元直接影响到原燃煤机组的运行状态，因此至关重要。目前，对于生物质粉制粉及耦合单元的燃料分配调节，国内外普遍采用的方案是：生物质粉落入罗茨风机出口，被吹入一次风管，一次风管在炉前靠裤衩管一分为二，进入原煤粉管道或者燃烧器。
3.对于燃煤机组，在大比例掺烧生物质时，保证各燃烧器的生物质粉分配均匀至关重要，若生物质粉在各燃烧器的分配偏差大，则会导致炉内偏烧、局部超温、局部结焦、局部高温腐蚀严重、nox增加、个别生物质粉管容易沉积堵塞等一系列问题，影响到原燃煤锅炉的安全、环保运行。对于燃煤机组，直吹式制粉系统出口的煤粉分配主要靠旋转分离器或扩散段或分配器来保证，并且在分配器方面做了大量的研发和改进，但对于生物质掺烧系统，生物质磨内不送风，磨内的生物质粉末靠重力落入送风系统，且生物质粉末成丝状、比煤粉颗粒轻、与气流的跟随性好、惯性力小、易挂丝，受生物质粉末物理特性所限，其燃料分配调节系统不能借鉴燃煤机组的旋转分离器、各种型号的分配器。
4.目前各种类型的分配器安装后，由调试人员将煤粉量及风速偏差调整合适后，运行中即一直保持挡板开度不变，但在煤质多变、不同工况、快速升降负荷的过程中，煤粉量及风速偏差存在一定差异，固定的煤粉量及风量调节挡板开度无法确保炉内的煤粉量时刻保持分配均衡。对于燃煤机组大比例掺烧生物质，生物质粉及风速的分配偏差同样受生物质来料特性、出力等影响。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统，该系统能够调节各生物质粉管道内的生物质粉量及风量偏差，确保炉内的煤粉量时刻保持分配均衡。
6.为达到上述目的，本实用新型所述的用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统包括第一罗茨风机、第一气流发射器、第二罗茨风机、第二气流发射器、生物质燃料输入管道、布料器、第一均分装置、第二均分装置及dcs控制系统；
7.第一罗茨风机的出口与第一气流发射器的入口相连通，第二罗茨风机的出口与第二气流发射器的入口相连通，生物质燃料输入管道与布料器的入口相连通，布料器的出口与第一气流发射器的入口及第二气流发射器的入口相连通，第一气流发射器的出口经第一
主粉管与第一均分装置的入口相连通，第二气流发射器的出口经第二主粉管与第二均分装置的入口相连通，第一均分装置的两个出口分别与第一支管及第二支管相连通，第二均分装置的两个出口分别与第三支管及第四支管相连通；
8.第一支管上、第二支管上、第三支管上及第四支管上均设置有支管风粉在线测量装置；第一主粉管上及第二主粉管上均设置有主管风粉在线测量装置；支管风粉在线测量装置及主管风粉在线测量装置与dcs控制系统相连通；
9.dcs控制系统与布料器的控制端、第一罗茨风机的控制端、第二罗茨风机的控制端、第一均分装置的控制端及第二均分装置的控制端相连接。
10.生物质燃料输入管道经称重式皮带送料机与布料器的入口相连通。布料器的出口经第一锤片式粉碎机与第一气流发射器的入口相连通
11.布料器的出口经第二锤片式粉碎机与第二气流发射器的入口相连通。
12.第一气流发射器的出口及第二气流发射器的出口通过管道并管后经主粉管与第一均分装置的入口及第二均分装置的入口相连通。
13.所述支管风粉在线测量装置经支管信号处理器与dcs控制系统相连通。
14.主管风粉在线测量装置经主管信号处理器与dcs控制系统相连通。
15.还包括炉膛、第一生物质掺烧耦合器、第二生物质掺烧耦合器、第三生物质掺烧耦合器及第四生物质掺烧耦合器；第一均分装置的出口经第一支管与第一生物质掺烧耦合器的入口相连通，第一均分装置的出口经第二支管与第二生物质掺烧耦合器的入口相连通，第二均分装置的出口经第三支管与第三生物质掺烧耦合器的入口相连通，第二均分装置的出口经第四支管与第四生物质掺烧耦合器的入口相连通；
16.第一生物质掺烧耦合器、第二生物质掺烧耦合器、第三生物质掺烧耦合器及第四生物质掺烧耦合器与炉膛相连接。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型所述的用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统在具体操作时，dcs控制系统通过主管风粉在线测量装置16测量第一主粉管及第二主粉管内风粉的风速及煤粉浓度信号，通过支管风粉在线测量装置测量第一支管、第二支管、第三支管及第四支管内风粉的风速及煤粉浓度信号，并以此控制布料器、第一罗茨风机、第二罗茨风机、第一均分装置及第二均分装置，使得第一支管、第二支管、第三支管及第四支管内风速及煤粉浓度平衡，以调节各生物质粉管道内的生物质粉量及风量偏差，确保炉内的煤粉量时刻保持分配均衡，提高生物质掺烧比例，减少生物质掺烧后的局部腐蚀、结焦问题。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.其中，1为称重式皮带送料机、2为布料器、3为第一锤片式粉碎机、4为第二锤片式粉碎机、5为第一气流发射器、6为第二气流发射器、7为第一罗茨风机、8为第二罗茨风机、9为第一均分装置、10为第二均分装置、11为第一生物质掺烧耦合器、12为第二生物质掺烧耦合器、13为第三生物质掺烧耦合器、14为第四生物质掺烧耦合器、15为炉膛、16为主管风粉在线测量装置、17为主管信号处理器、18为dcs控制系统、19为支管风粉在线测量装置、20为
支管信号处理器。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
23.参考图1，本实用新型所述的用于燃煤机组大比例掺烧生物质的燃料分配调节闭环控制系统包括第一罗茨风机7、第一气流发射器5、第二罗茨风机8、第二气流发射器6、生物质燃料输入管道、布料器2、第一均分装置9、第二均分装置10、dcs控制系统18、括炉膛15、第一生物质掺烧耦合器11、第二生物质掺烧耦合器12、第三生物质掺烧耦合器13及第四生物质掺烧耦合器14；
24.第一罗茨风机7的出口与第一气流发射器5的入口相连通，第二罗茨风机8的出口与第二气流发射器6的入口相连通，生物质燃料输入管道经称重式皮带送料机1与布料器2的入口相连通，布料器2的出口与第一锤片式粉碎机3的入口及第二锤片式粉碎机4的入口相连通，第一锤片式粉碎机3的出口与第一气流发射器5的入口相连通，第二锤片式粉碎机4的出口与第二气流发射器6的入口相连通，第一气流发射器5的出口及第二气流发射器6的出口与主粉管的入口相连通，主粉管的出口与第一均分装置9的入口及第二均分装置10的入口相连通，第一均分装置9的出口经第一支管与第一生物质掺烧耦合器11的入口相连通，第一均分装置9的出口经第二支管与第二生物质掺烧耦合器12的入口相连通，第二均分装置10的出口经第三支管与第三生物质掺烧耦合器13的入口相连通，第二均分装置10的出口经第四支管与第四生物质掺烧耦合器14的入口相连通，第一生物质掺烧耦合器11的出口、第二生物质掺烧耦合器12的出口、第三生物质掺烧耦合器13的出口及第四生物质掺烧耦合器14的出口与炉膛15相连通。
25.第一支管上、第二支管上、第三支管上及第四支管上均设置有支管风粉在线测量装置19，其中，所述支管风粉在线测量装置19经支管信号处理器20与dcs控制系统18相连通；
26.第一气流发射器5的出口经第一主粉管与第一均分装置9的入口相连通，第二气流发射器6的出口经第二主粉管与第二均分装置10的入口相连通，其中，第一主粉管上及第二主粉管上均设置有主管风粉在线测量装置16，其中，主管风粉在线测量装置16与主管信号处理器17的输入端相连通，主管信号处理器17的输出端与dcs控制系统18相连通。
27.dcs控制系统18与布料器2的控制端、第一罗茨风机7的控制端、第二罗茨风机8的
控制端、第一均分装置9的控制端及第二均分装置10的控制端相连接。
28.本实用新型的工作过程为：
29.生物质燃料经称重式皮带送料机1定量送入布料器2中，布料器2具有均匀布料的功能，通过布料器2内的调节挡板进一步精细调节，生物质燃料均等的落入第一锤片式粉碎机3及第二锤片式粉碎机4进行粉碎，其中，第一锤片式粉碎机3输出的生物质燃料进入到第一气流发射器5中，并在第一气流发射器5中与第一罗茨风机7输出的空气混合，然后经第一主粉管进入到第一均分装置9中，第二锤片式粉碎机4输出的生物质燃料进入到第二气流发射器6中，并在第一气流发射器5中与第一罗茨风机7输出的空气混合，然后经第二主粉管进入到第二均分装置10；
30.第一均分装置9输出的风粉经第一支管及第二支管均分后进入到第一生物质掺烧耦合器11中及第二生物质掺烧耦合器12中，第二均分装置10输出的风粉经第三支管及第四支管均匀后进入到第三生物质掺烧耦合器13中及第四生物质掺烧耦合器14中。
31.通过主管风粉在线测量装置16测量第一主粉管及第二主粉管内风粉的风速及煤粉浓度信号，然后经传输电缆送入主管信号处理器17中，随后转发至dcs控制系统18中；通过主管风粉在线测量装置16测量第一支管、第二支管、第三支管及第四支管内的风速及煤粉浓度信号，再经支管信号处理器20后发送至dcs控制系统18中；
32.将第一主粉管内的风速信号与第二主粉管内的风速信号进行比较，并根据比较结果控制第一罗茨风机7及第二罗茨风机8，使得第一主粉管内的风速与第二主粉管内的风速相同；
33.将第一主粉管内的煤粉浓度信号与第二主粉管内的煤粉浓度信号进行比较，并根据比较结果控制布料器2中调节挡板的位置，以调节进入到第一锤片式粉碎机3及第二锤片式粉碎机4的煤粉量，继而使得第一主粉管内的煤粉浓度与第二主粉管内的煤粉浓度相连通。
34.根据第一支管内的风速、煤粉浓度信号与第二支管内的风速、煤粉浓度信号进行比较，并根据比较结果调节第一均分装置9中的挡板位置，使得第一支管内的风速及煤粉浓度与第二支管内的风速及煤粉浓度相同；根据第三支管内的风速、煤粉浓度信号与第四支管内的风速、煤粉浓度信号进行比较，再根据比较结果控制第二均分装置10中挡板的位置，使得第三支管内的风速及煤粉浓度与第四支管内的风速及煤粉浓度相同。
35.需要说明的是，本实用新型在依次实现第一主粉管与第二主粉管之间及其对应支管间的风速、粉量闭环控制调节后，即实现所有支管之间的风速、粉量闭环控制调节，从而确保进入第一生物质掺烧耦合器11、第二生物质掺烧耦合器12、第三生物质掺烧耦合器13及第四生物质掺烧耦合器14的风量和生物质粉量都是均衡的。