专利名称：适用于干式排渣机的通风控制系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于干式排渣机的通风控制系统及其方法，它可以智能化的调节进入锅炉的冷空气量，能够根据炉渣温度和炉渣量控制通风量，可以在低负荷燃煤量少的情况下，减少进入锅炉的冷空气量，提高锅炉燃烧效率。
背景技术：
由于干式排渣系统具有节水、辅机用电少、干渣用途广等优点，越来越多地电厂进行改造或初设时采用干式排渣系统，干式排渣系统基本原理就是利用环境空气与热渣之间的对流运动，进行热交换，从而使热渣经冷却后排出，冷空气得到加热，然后由炉膛负压的作用下进入炉膛。我国目前安装较多的是引进意大利MAGALDI公司的MAC系统，可参考文献《干式除渣系统在国产200丽机组上的应用》，MAC系统中进入炉膛的冷空气量是不可控制的，而其设计冷空气量是根据锅炉最大出力而设计的，由于锅炉的负压在正常运行时是一定的，这样导致即使在锅炉低负荷时进入锅炉的冷空气量和锅炉最大出力时的量是相等的，结果是锅炉低负荷运行时进入炉膛的冷空气量过大，不仅影响锅炉燃烧的稳定性而且相当于增加了锅炉炉底漏风使通过空气预热器的风量减少，排烟温度升高降低锅炉经济性。日本一项干式排渣专利JP-A-63-6319和我国专利02135342. 5中进入炉膛的冷风量也是不可控制的，同MAC系统一样存在同样的影响锅炉燃烧稳定性的问题。国内的干式除渣机专利中，专利00209485. 1和专利200920073690. 8所采用控制冷风量的原理基本一致，即在通风口上加装一块挡板，利用炉膛负压将挡板吸开使自然冷风进入冷却热渣，我们知道锅炉在正常运行时炉膛负压基本是稳定的，即炉膛负压并不是随着锅炉负荷变化的，这样锅炉在低负荷时，进入炉膛的自然冷风量并没减少，也就是说在负荷降低、炉渣量减少的情况下和最大负荷情况下，进入炉膛的冷风量是一样的，可以说这种控制通风量的结构是不能有效地改变通风量，提高锅炉非额定负荷情况下的锅炉经济性的；专利20092031M13.8提出了一个可远程操作的风门装置，且未提出风门如何安装，以及以何种参数或变量进行自动调节，其权利要求仅仅是一个可以装在干式排渣机上的可远程操作的电动风门；专利200610011273. 1中采用两个真空压力表的压差，通过气动挡板控制进入炉膛的冷风量。这种方法实现存在较大困难主要表现在(1)、由于锅炉负压波动范围较小(正常运行时在-100100 之间)，要求真空压力表的灵敏度和精密度较高，而真空表的所处环境是高温、多灰的，传压管极易被堵塞，表计容易被损坏。而且遇到锅炉灭火等极端情况，炉膛负压能到-3000Pa，这样真空压力表又有可能超量程损坏。(2)、由于炉膛负压的相对稳定，导致两块真空压力表的压差相对较小，这样的结果产生两种情况，一种是如果将控制器的灵敏度设置较高，则导致两个气动挡板的气缸和引风机的负荷一直调整变化使设备损坏，另外一种情况就是如将灵敏度设计较低，则挡板不动作，起不到调节风量的作用。(3)用来控制进风量的设备较多，需要专门配备一台风机；专利20092(^83916. 7在说明书也提及各进风口的进风量可以准确调节，但未表明如何调节、依据什么原理或变量调节， 在权力要求书也未作这方面的限定；专利2010201970 . 6涉及一个自动调节的风门来控制进入锅炉的冷风量，其权利要求限定是通过执行器可转动的风门设备，也未表明如何调节、依据什么原理或变量调节以实现远程自动调整，在权利要求中也未作限定。根据以上分析可以发现，现在缺少一种比较可靠和有效地调节进入炉膛冷风量的方法。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种适用于干式排渣机的通风控制系统及其方法，它结构简单，可有效的控制进入锅炉的冷风量。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种适用于干式排渣机的通风控制系统，它包括排渣机，排渣机分为水平段和倾斜段， 在水平段与倾斜段分别设有通风装置，倾斜段末端是落渣口 ；通风装置与通风控制单元连接，同时在水平段与倾斜段相交处以及倾斜段上部分别设有第一级测温装置和第二级测温装置，两级测温装置均与通风控制单元连接。所述排渣机的落渣口处设有放渣锁气器。所述水平段的通风装置为水平段两侧的水平段风箱，其上设有一组水平段进风口，在各水平段进风口上设有水平段调节挡板，各水平段调节挡板与水平段调节连杆连接， 水平段调节连杆与驱动气缸连接，驱动气缸与通风控制单元连接。所述倾斜段的通风装置为倾斜段两侧的倾斜段风箱，其上设有一组倾斜段进风口，在各倾斜段进风口上设有倾斜段调节挡板，各倾斜段调节挡板与倾斜段调节连杆连接， 倾斜段调节连杆与另一驱动气缸连接，该驱动气缸也与通风控制单元连接。所述第一级测温装置为设置在水平段与倾斜段相交处的多个第一级红外测温仪; 所述第二级测温装置为设置在倾斜段自下向上2/3位置处的多个第二级红外测温仪。一种采用适用于干式排渣机的通风控制系统的控制方法，它的工作过程为
1)在锅炉未投煤时，所有调节挡板均处于关闭状态，以锅炉是否投煤为初始开度信号， 将倾斜段的倾斜调节挡板开度置为10%的初始开度，水平段的水平调节挡板开度置为5%的初始开度；
2)然后取多个第一级红外测温仪中的最大值为信号，控制水平段调节挡板，当最大值超过400°C时，则连续打开水平段的水平调节挡板，直到第一级红外测温仪的最大值小于 4000C，当测温仪9测得最高值温度小于350°C时，则开始关闭直到初始开度5%，如果停止投煤则关闭全部调节挡板；
取多个第二级红外测温仪中的最大值为信号，控制水平段调节挡板，当最大值超过 180°C时，则连续打开倾斜段的倾斜调节挡板，当第二级红外测温仪测得最大值小于120°C 时，则开始关闭直到初始开度10%，如停止投煤则关闭调节挡板；
3)在锅炉负荷大于75%以上时，当入炉煤的灰分含量超过设计煤种5%以上和进行炉膛吹灰时，运行人员给通风控制单元一个信号，则通风控制单元直接给出一个前馈信号使全部调节挡板开度都增加5% ；机组如果安装有煤质在线系统则直接从煤质在线系统取煤的
5灰分含量信号至通风控制单元，不需要运行人员参与；同样是否进行吹灰，采用吹灰控制阀的开关状态作为信号送至通风控制单元，而不需要运行人员的参与。所述步骤1)中，对于直吹式制粉系统采用有磨煤机运行为信号，对于中储式制粉系统以有给粉机运行为信号。在点火初期，投油未投煤期间所有进风口都是关闭，这样可以减少炉底漏风，对于锅炉的燃烧和升负荷很有利，随着炉膛负荷升高，通风控制单元一收到投煤信号，则将倾斜段调节挡板置10%的开度，水平段调节挡板开度置为5%开度；投煤初期炉渣量很少，保留初始开度即可，随着锅炉负荷升高炉渣量的增加，则第一级红外测温仪和第二级红外测温仪开始给通风控制单元发出信号，通风控制单元发出调节全部调节挡板的动作指令。由于进入锅炉的冷风量主要作用是对炉渣进行冷却，使渣冷却至150-200°C，然后排放至渣斗，而炉渣量总的趋势是随着负荷变化的，也就是说锅炉负荷高，燃煤量大，则炉渣数量多，需要冷风量多，反之锅炉负荷小，炉渣少，则需冷风量少；但是目前煤种变化较大，灰分含量也不同，使炉渣量与负荷之间的关系变成一个不确定关系。通过实际测试发现在同一个负荷下，炉渣体积变化超过15% ；而且在吹灰过程中，炉渣量更是成倍增加。本发明采用风箱结构，将通风口包括在里面，在风箱外面加装进风口和控制挡板， 用多点红外测温方式直接对排渣进行测温，用渣温来控制进风挡板开度，决定进入锅炉的冷风量，同时用煤的灰分含量和炉膛是否吹灰来修正进风挡板开度，这样不论渣量多少都能将最终的渣温控制在150-200°C之间，同时又能将进入锅炉的冷风量控制在最低限度，效果是既减少了排渣热损失又能使进入锅炉的冷风量减少而通过空预器的热风量增加，使排烟温度有所下降，锅炉排烟热损失减少。总体效果使排渣热损失和排烟热损失减少锅炉效率提高。
图1为干式排渣机示意图。图2为干式排渣机的通风控制系统示意图主视图。图3为干式排渣机的通风控制系统示意图俯视图。图中1、冷灰斗，2、通风装置，3、落渣口，4、立柱，5、驱动气缸，6、水平段进风口，7、 水平段调节挡板，8、水平段调节连杆、9、第一级红外测温仪，10、第二级红外测温仪，11、放渣锁气器，12、倾斜段风箱，13、水平段风箱，14、检修门，15、通风控制单元，16、倾斜段进风口，17、倾斜段调节挡板，18、倾斜段调节连杆。
具体实施例方式下面结合说明书附图与实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。图1、图2、图3中，它包括排渣机，冷灰斗1安装在排渣机上。为了便于冷空气量控制，减少设备复杂程度，将排渣机分为水平段和倾斜段，在水平段与倾斜段分别设有通风装置2，倾斜段末端是落渣口 3 ；通风装置2与通风控制单元15 (它可为PLC控制单元)连接，同时在水平段与倾斜段相交处以及倾斜段上部分别设有第一级测温装置和第二级测温装置，两级测温装置均与通风控制单元15连接。所述排渣机的落渣口 3处设有放渣锁气器11，进一步防止不必要的漏风；落渣口 3
6处还设有检修门14。所述水平段的通风装置为水平段两侧的水平段风箱13，其上设有一组水平段进风口 6，在各水平段进风口 6上设有水平段调节挡板7，各水平段调节挡板7与水平段调节连杆8连接，水平段调节连杆8与驱动气缸5连接，驱动气缸5与通风控制单元15连接。所述倾斜段的通风装置为倾斜段两侧的倾斜段风箱12，其上设有一组倾斜段进风口 16，在各倾斜段进风口 16上设有倾斜段调节挡板17，各倾斜段调节挡板17与倾斜段调节连杆18连接，倾斜段调节连杆18与另一驱动气缸5连接，该驱动气缸5也与通风控制单元15连接。设置两风箱的主要目的是将原有的小通风口包括在风箱里面便于集中控制。水平段进风口 6和倾斜段进风口 16的数量根据需要变化，可以是每侧设有三个、四个或二个等。 水平调节连杆8和倾斜段调节连杆18统一调节控制以减少驱动设备数量，然后通过固定安装立柱4上的气缸5进行驱动(驱动装置的固定安装根据现场情况定，驱动设备也可以采用电动)
所述第一级测温装置为设置在水平段与倾斜段相交处的多个第一级红外测温仪9 ；所述第二级测温装置为设置在倾斜段自下向上2/3位置处的多个第二级红外测温仪10。两级红外线测温仪要求按排渣机宽度方向均勻安装三个，以防止单个红外测温仪的测试失真，红外线测温仪可以给出4-20mA的信号，所有信号接收和指令的发出均通过 PLC控制单元。本发明的具体的工作过程为
在锅炉未投煤时，所有水平段调节挡板7和倾斜段调节挡板17均处于关闭状态，以锅炉是否投煤为初始开度信号(对于直吹式制粉系统采用有磨煤机运行为信号，对于中储式制粉系统以有给粉机运行为信号)，将倾斜段的倾斜段调节挡板17开度置为10%的初始开度，水平段的水平段调节挡板7开度置为5%的初始开度；然后取三个第一级红外测温仪9 中的最大值为信号，控制水平段调节挡板7，当最大值超过400°C时，则连续打开水平段的水平段调节挡板7，直到第一级红外测温仪9的最大值小于400°C，当第一级红外测温仪9 测得最高值温度小于350°C时，则开始逐个或逐步关闭水平段调节挡板7直到初始开度5%， 如果停止投煤则关闭全部调节挡板；取三个第二级红外测温仪10中的最大值为信号，控制水平段调节挡板7，当最大值超过180°C时，则连续打开倾斜段的倾斜段调节挡板17，当第二级红外测温仪10测得最大值小于120°C时，则开始逐个或逐步关闭倾斜段调节挡板17直到初始开度10%，如停止投煤则关闭调节挡板。在锅炉负荷大于75%以上时，当入炉煤的灰分含量超过设计煤种5%以上和进行炉膛吹灰时，运行人员给通风控制单元15 —个信号，则通风控制单元15直接给出一个前馈信号使全部调节挡板开度都增加5% ；机组如果安装有煤质在线系统则可以直接从煤质在线系统取煤的灰分含量信号至通风控制单元15，不需要运行人员参与；同样是否进行吹灰，可以采用吹灰控制阀的开关状态作为信号送至通风控制单元15，而不需要运行人员的参与。在点火初期，投油未投煤期间所有进风口都是关闭，这样可以减少炉底漏风，对于锅炉的燃烧和升负荷很有利，随着炉膛负荷升高，通风控制单元一收到投煤信号，则将倾斜段调节挡板17置10%的开度，水平段的水平段调节挡板7开度置为5%开度，投煤初期炉渣量很少，保留初始开度即可，随着锅炉负荷升高炉渣量的增加，则第一级红外测温仪9和三个第二级红外测温仪10开始给通风控制单元15发出信号，通风控制单元15发出调节全部调节挡板的动作指令。
权利要求
1.一种适用于干式排渣机的通风控制系统，其特征是，它包括排渣机，排渣机分为水平段和倾斜段，在水平段与倾斜段分别设有通风装置，倾斜段末端是落渣口 ；通风装置与通风控制单元连接，同时在水平段与倾斜段相交处以及倾斜段上部分别设有第一级测温装置和第二级测温装置，两级测温装置均与通风控制单元连接。
2.如权利要求1所述的适用于干式排渣机的通风控制系统，其特征是，所述排渣机的落渣口处设有放渣锁气器。
3.如权利要求1或2所述的适用于干式排渣机的通风控制系统，其特征是，所述水平段的通风装置为水平段两侧的水平段风箱，其上设有一组水平段进风口，在各水平段进风口上设有水平段调节挡板，各水平段调节挡板与水平段调节连杆连接，水平段调节连杆与驱动气缸连接，驱动气缸与通风控制单元连接。
4.如权利要求1或2所述的适用于干式排渣机的通风控制系统，其特征是，所述倾斜段的通风装置为倾斜段两侧的倾斜段风箱，其上设有一组倾斜段进风口，在各倾斜段进风口上设有倾斜段调节挡板，各倾斜段调节挡板与倾斜段调节连杆连接，倾斜段调节连杆与另一驱动气缸连接，该驱动气缸也与通风控制单元连接。
5.如权利要求1所述的适用于干式排渣机的通风控制系统，其特征是，所述第一级测温装置为设置在水平段与倾斜段相交处的多个第一级红外测温仪；所述第二级测温装置为设置在倾斜段自下向上2/3位置处的多个第二级红外测温仪。
6.一种采用权利要求1所述的适用于干式排渣机的通风控制系统的控制方法，其特征是，它的工作过程为1)在锅炉未投煤时，所有调节挡板均处于关闭状态，以锅炉是否投煤为初始开度信号， 将倾斜段的倾斜调节挡板开度置为10%的初始开度，水平段的水平调节挡板开度置为5%的初始开度；2)然后取多个第一级红外测温仪中的最大值为信号，控制水平段调节挡板，当最大值超过400°C时，则连续打开水平段的水平调节挡板，直到第一级红外测温仪的最大值小于 4000C，当测温仪9测得最高值温度小于350°C时，则开始关闭直到初始开度5%，如果停止投煤则关闭全部调节挡板；取多个第二级红外测温仪中的最大值为信号，控制水平段调节挡板，当最大值超过 180°C时，则连续打开倾斜段的倾斜调节挡板，当第二级红外测温仪测得最大值小于120°C 时，则开始关闭直到初始开度10%，如停止投煤则关闭调节挡板；3)在锅炉负荷大于75%以上时，当入炉煤的灰分含量超过设计煤种5%以上和进行炉膛吹灰时，运行人员给通风控制单元一个信号，则通风控制单元直接给出一个前馈信号使全部调节挡板开度都增加5% ；机组如果安装有煤质在线系统则直接从煤质在线系统取煤的灰分含量信号至通风控制单元，不需要运行人员参与；同样是否进行吹灰，采用吹灰控制阀的开关状态作为信号送至通风控制单元，而不需要运行人员的参与。
7.如权利要求6所述的适用于干式排渣机的通风控制系统的方法，其特征是，所述步骤1)中，对于直吹式制粉系统采用有磨煤机运行为信号，对于中储式制粉系统以有给粉机运行为信号。
8.如权利要求6所述的适用于干式排渣机的通风控制系统的方法，其特征是，在点火初期，投油未投煤期间所有进风口都是关闭，这样可以减少炉底漏风，对于锅炉的燃烧和升负荷很有利，随着炉膛负荷升高，通风控制单元一收到投煤信号，则将倾斜段调节挡板置 10%的开度，水平段调节挡板开度置为5%开度；投煤初期炉渣量很少，保留初始开度即可， 随着锅炉负荷升高炉渣量的增加，则第一级红外测温仪和第二级红外测温仪开始给通风控制单元发出信号，通风控制单元发出调节全部调节挡板的动作指令。
全文摘要
本发明涉及一种适用于干式排渣机的通风控制系统及其方法，它结构简单，可有效的控制进入锅炉的冷风量。它包括排渣机，排渣机分为水平段和倾斜段，在水平段与倾斜段分别设有通风装置，倾斜段末端是落渣口；通风装置与通风控制单元连接，同时在水平段与倾斜段相交处以及倾斜段上部分别设有第一级测温装置和第二级测温装置，两级测温装置均与通风控制单元连接。
文档编号F23J1/06GK102155743SQ20111009452
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者周新刚, 杨兴森, 胡志宏, 董信光, 郝卫东 申请人:山东电力研究院