一种锅炉调峰的一次风速调节方法及专用磨煤机与流程

本发明属于供风调节技术领域，具体涉及一种锅炉调峰的一次风速调节方法及专用磨煤机。

背景技术：

低负荷稳燃是火电厂锅炉深度调峰最关键的技术环节，四角一次风均匀可以大大提升火电厂煤粉锅炉低负荷稳燃能力，尤其是燃用烟煤的锅炉如果一次风风速均匀可以在不采取任何助燃措施的情况下在30％以下的低负荷稳定燃烧。

由于一次风煤粉气流是复杂的气固两相流，加之煤粉分配，每根煤粉管长度不一，弯头数量不一等原因，在锅炉不同负荷运行时会出现四根磨煤机煤粉管阻力大小变化，在高负荷时一次风分配均匀，但低负荷时可能分配不均匀。一次风风速不均匀会影响锅炉低负荷时的稳定运行，当一次风风速不均匀时，实际进入各锅炉的煤粉量相差较大，容易出现风粉配比不匹配，造成燃烧组织恶化，会对锅炉造成以下影响：

(1)热偏差

由于煤粉粉量和风量的偏差存在，会导致锅炉局部热负荷偏差较大，进而造成锅炉炉膛出口的热偏差。

(2)局部超温及高温腐蚀

由于煤粉粉量的偏差存在，会导致局部区域风煤配比失调，粉量大的区域因热负荷偏高，容易导致局部水冷壁管超温。此外，高粉量区域易造成氧量不足，还原性气氛严重，长时间会引起高温腐蚀。

(3)燃烧不充分

由于煤粉粉量的偏差存在，会造成局部风粉不匹配：粉量大的区域而风量则不一定大，这就会造成局部缺氧，对煤粉的燃尽具有很大的制约性。

(4)变负荷汽温汽压波动

由于煤粉粉量的偏差存在会造成风粉混合不均，易造成炉内局部着火时间不一，燃烧组织恶化，会引起汽温、汽压及炉膛负压的波动。

为了实现锅炉低负荷稳燃，常采用富氧燃烧、等离子助燃等技术以保证锅炉在深度调峰时稳定燃烧，采用上述技术不仅需要持续投入添加料，还需要对锅炉进行改造，这将产生一笔可观的运行和改造费用。

技术实现要素：

本发明的目的意在提供一种能够为磨煤机各煤粉管均匀分配风量和煤粉浓度、不需对锅炉进行改造、运行经济及可调性较强的锅炉调峰的一次风速调节方法。

本发明的另一目的为提供一种专用磨煤机，解决现有技术中煤粉气流流过缩孔内部后在螺杆调节机构上沉积煤粉，结垢造成螺杆与套管旋转不畅，传动费劲，卡死，无法调节及维修困难的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种锅炉调峰的一次风速调节方法，包括磨煤机、磨煤机出口设置的至少两组煤粉管、每组煤粉管上安装的电动高负荷可调缩孔和电动低负荷可调缩孔和锅炉，包括以下步骤：

(1)：在磨煤机、锅炉和煤粉管内设置锅炉运行信息采集设备，锅炉运行信息采集设备用于采集锅炉运行参数和煤粉管内环境参数，并将上述锅炉运行参数和煤粉管内环境参数发送至控制器；

(2)：所述控制器依据所述锅炉运行采集设备采集的锅炉运行参数和煤粉管内环境参数，编程控制逻辑，生成环境调节指令，并将该环境调节指令发送至执行机构；

(3)：所述执行机构依据控制器发送的环境调节指令，对煤粉管内环境进行调节；所述执行机构包括与控制器逻辑联控的plc控制器，所述plc控制器与电动高负荷可调缩孔和电动低负荷可调缩孔电连接；

(4)所述锅炉运行信息采集设备包括多种类型的传感器，单位调节时间内，控制器依据各传感器实时反馈的锅炉运行参数和煤粉管内环境参数情况与用户差值大于预设范围时，则控制器依据该锅炉运行参数和煤粉管内环境参数编程控制逻辑，向执行机构发送环境调节指令，控制器逻辑联控的plc控制器控制电动高负荷可调缩孔和电动低负荷可调缩孔依据该环境调节指令对煤粉管内环境参数进行调节；反之，电动高负荷可调缩孔和电动低负荷可调缩孔不对煤粉管内环境参数进行调节。

一种基于所述锅炉调峰的一次风速调节方法的专用磨煤机，包括壳体、壳体中部开设的阀孔、置于阀孔上下部的两孔板、及连接于孔板用于调节阀孔开度的传动装置，所述壳体内形成一个腔体，两孔板置于腔体内；所述传动装置包括置于壳体外部的涡轮蜗杆传动机构、壳体两侧设置的两传动杆、两传动杆间设置的力臂杆及力臂杆上平行于两传动杆一体设置的连动杆；其中，靠近涡轮蜗杆传动机构侧的传动杆与涡轮蜗杆传动机构啮合，所述传动杆上下两侧分别设置方向相反的外螺纹，传动杆穿过轴承，轴承与壳体间固定设置有固定杆；所述力臂杆两侧分别开有通孔，所述传动杆贯穿所述通孔，且通孔内设有与传动杆外螺纹啮合的内螺纹，所述连动杆固定连接于孔板。

锅炉调峰的一次风速调节方法的原理在于：依据磨煤机实际运行负荷参数在控制机内编程控制逻辑，控制器向执行机构发送环境调节指令，从而通过控制逻辑控制煤粉管上电动的高负荷调节缩孔和电动的低负荷调节缩孔在锅炉高低负荷运行时，一次风均匀供风，风粉匹配的匀至调节，再辅以锅炉温度参数和煤粉管风速参数于控制器内编程控制逻辑，优化各煤粉管供风均匀性。

专用磨煤机的原理在于：涡轮蜗杆传动机构带动与其啮合的传动杆转动，两传动杆间设置有力臂杆，力臂杆两侧设置通孔，传动杆穿过通孔，通孔内设有与传动杆外螺纹啮合的内螺纹，从而传动杆转动时，力臂杆可上下移动，从而力臂杆平行传动杆一体设置的连动杆带动孔板实现对阀孔开度的调节，又由于传动杆于壳体上下两侧的螺纹设置成相反的，从而传动杆转动时，可实现对两孔板的相向移动，整个传动装置设置于壳体外部。

本发明的有益效果在于：采用该方法调节锅炉调峰一次风速，不需要对锅炉进行改造，也不用例如传统富养燃烧、等离子助燃等锅炉低负荷燃烧技术需要持续投入添加料，从而节约了生产成本；此外，采用决定风速供给量最直接的磨煤机负荷参数作为编程控制逻辑的主要参数，辅以锅炉温度参数和煤粉管风速参数作为编程控制逻辑的矫正参数，从而可对各煤粉管一次风速进行均匀调节，还具有调节及时、调节精确的特点。

进一步，上述的锅炉调峰的一次风速调节方法，同一类型的传感器设有多个，多个同一类型的传感器在磨煤机或锅炉或煤粉管上均匀分布。

进一步，上述的锅炉调峰的一次风速调节方法，所述传感器包括磨煤机进料管上的进料量传感器、锅炉内设置的温度传感器和煤粉管上设置的风速传感器。

进一步，上述的锅炉调峰的一次风速调节方法，控制器内设置进料量参数与磨煤机负荷对应算法，并设置磨煤机高低负荷界限值，控制器依据计算出的磨煤机负荷编程控制逻辑，当磨煤机高负荷运行时，控制器向执行机构发出环境调节指令，plc控制器控制全开电动低负荷可调缩孔，关闭电动高负荷可调缩孔，高负荷可调缩孔接触关到位信号后自动停至合适的开度；磨煤机低负荷运行时，plc控制器全开电动高负荷可调缩孔，关闭电动低负荷可调缩孔，低负荷可调缩孔接触关到位信号后自动停至合适的开度；所述温度传感器为热电偶温度传感器，通过热电偶温度传感器反馈ti值，将ti值与锅炉t的差值进行比较，如果反馈到控制器为较大地温差，则通过电液调节阀控制煤粉管外风机的风速，加速整个煤粉管内气体流速，满足锅炉内燃煤充分燃烧、高热效率、低排渣的要求，达到最佳的烧成气氛；各煤粉管上均部的烟气风速传感器实时向控制器传输各煤粉管内风速参数，当各煤粉管内风速参数存在较大差别时，控制器依据接收的各煤粉管内风速参数编程控制逻辑，生成环境调节指令，并将该环境调节指令发送至执行机构，执行机构依据该指令对各煤粉管上的高负荷调节缩孔和低负荷调节缩孔进行微调，以达到各煤粉管内风速间的差值小于设定差值。

本发明还公开了一种专用磨煤机，包括壳体、壳体中部开设的阀孔、置于阀孔上下部的两孔板、及连接于孔板用于调节阀孔开度的传动装置，所述壳体内形成一个腔体，两孔板置于腔体内；所述传动装置包括置于壳体外部的涡轮蜗杆传动机构、壳体两侧设置的两传动杆、两传动杆间设置的力臂杆及力臂杆上平行于两传动杆一体设置的连动杆；其中，靠近涡轮蜗杆传动机构侧的传动杆与涡轮蜗杆传动机构啮合，所述传动杆上下两侧分别设置方向相反的外螺纹，传动杆穿过轴承，轴承与壳体间固定设置有固定杆；所述力臂杆两侧分别开有通孔，所述传动杆贯穿所述通孔，且通孔内设有与传动杆外螺纹啮合的内螺纹，所述连动杆固定连接于孔板。

进一步，上述的专用磨煤机，所述涡轮蜗杆传动机构为电动涡轮蜗杆传动机构，包括电机、减速机、转动连接减速机的蜗杆及固定于传动杆且与蜗杆啮合的涡轮。

进一步，上述的专用磨煤机，所述壳体上还设有盘根密封装置，所述连动杆贯穿所述盘根密封装置连接于孔板。

进一步，上述的专用磨煤机，所述壳体上还设有信号支撑杆，信号支撑杆上部设有全开信号器和关到位信号器。

进一步，上述的专用磨煤机，两所述传动杆上还分别转动设有两链条齿轮，两链条齿轮间通过传动链连接。

附图说明

图1为本发明煤粉管的结构示意图；

图2为本发明锅炉调峰的一次风速调节方法的控制图；

图3为本发明专用磨煤机调节缩孔的结构示意图；

图4为本发明专用磨煤机的密封端盖吹扫孔的结构示意图；

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：磨煤机a1、煤粉管a2、电动高负荷可调缩孔a3、电动低负荷可调缩孔a4、锅炉a5、进料量传感器a6、温度传感器a7、风速传感器a8、plc控制器a9、控制器a10、壳体1、阀孔2、腔体3、孔板4、涡轮蜗杆传动机构5、传动杆6、力臂杆7、链条齿轮8、传动链9、连动杆10、盘根密封装置11、密封端盖12、轴承13、固定杆14、信号支撑杆15、全开信号器16、关到位信号器17、电机51、减速机52、蜗杆53、涡轮54、通孔71、吹扫孔121。

实施例1：参照图1和图2和图3

一种锅炉调峰的一次风速调节方法，包括磨煤机(a1)、磨煤机(a1)出口设置的至少两组煤粉管(a2)、每组煤粉管(a2)上安装的电动高负荷可调缩孔(a3)和电动低负荷可调缩孔(a4)和锅炉(a5)，包括以下步骤：

(1)：在磨煤机(a1)、锅炉(a5)和煤粉管(a2)内设置锅炉运行信息采集设备，锅炉运行信息采集设备用于采集锅炉(a5)运行参数和煤粉管(a2)内环境参数，并将上述锅炉(a5)运行参数和煤粉管(a2)内环境参数发送至控制器(a10)；

(2)：控制器(a10)依据所述锅炉运行采集设备采集的锅炉(a5)运行参数和煤粉管(a2)内环境参数，编程控制逻辑，生成环境调节指令，并将该环境调节指令发送至执行机构；

(3)：执行机构依据控制器(a10)发送的环境调节指令，对煤粉管(a2)内环境进行调节；执行机构包括与控制器(a10)逻辑联控的plc控制器(a9)，plc控制器(a9)与电动高负荷可调缩孔(a3)和电动低负荷可调缩孔(a4)电连接；

(4)锅炉运行信息采集设备包括多种类型的传感器，单位调节时间内，控制器(a10)依据各传感器实时反馈的锅炉(a5)运行参数和煤粉管(a2)内环境参数情况与用户差值大于预设范围时，则控制器(a10)依据该锅炉(a5)运行参数和煤粉管(a2)内环境参数编程控制逻辑，向执行机构发送环境调节指令，控制器(a10)逻辑联控的plc控制器(a9)控制电动高负荷可调缩孔(a3)和电动低负荷可调缩孔(a4)依据该环境调节指令对煤粉管(a2)内环境参数进行调节；反之，电动高负荷可调缩孔(a3)和电动低负荷可调缩孔(a4)不对煤粉管(a2)内环境参数进行调节。

上述提及的传感器同一类型的传感器设有多个，多个同一类型的传感器在磨煤机(a1)或锅炉(a5)或煤粉管(a2)上均匀分布，同一类型的传感器设置多个，可多面接收设备运行参数，从而提高运行精确度，减少参数传输引起的误差；传感器包括磨煤机(a1)进料管上的进料量传感器(a6)、锅炉(a5)内设置的温度传感器(a7)和煤粉管(a2)上设置的风速传感器(a8)；控制器(a10)内设置进料量参数与磨煤机(a1)负荷对应算法，并设置磨煤机(a1)高低负荷界限值，控制器(a10)依据计算出的磨煤机(a1)负荷编程控制逻辑，当磨煤机(a1)高负荷运行时，控制器(a10)向执行机构发出环境调节指令，plc控制器(a9)控制全开电动低负荷可调缩孔(a4)，关闭电动高负荷可调缩孔(a3)，高负荷可调缩孔接触关到位信号后自动停至合适的开度；磨煤机(a1)低负荷运行时，plc控制器(a9)全开电动高负荷可调缩孔(a3)，关闭电动低负荷可调缩孔(a4)，低负荷可调缩孔接触关到位信号后自动停至合适的开度；所述温度传感器(a7)为热电偶温度传感器(a7)，通过热电偶温度传感器(a7)反馈ti值，将ti值与锅炉(a5)t的差值进行比较，如果反馈到控制器(a10)为较大地温差，则通过电液调节阀控制煤粉管(a2)外风机的风速，加速整个煤粉管(a2)内气体流速，满足锅炉(a5)内燃煤充分燃烧、高热效率、低排渣的要求，达到最佳的烧成气氛；各煤粉管(a2)上均布的风速传感器(a8)实时向控制器(a10)传输各煤粉管(a2)内风速参数，当各煤粉管(a2)内风速参数存在较大差别时，控制器(a10)依据接收的各煤粉管(a2)内风速参数编程控制逻辑，生成环境调节指令，并将该环境调节指令发送至执行机构，执行机构依据该指令对各煤粉管(a2)上的高负荷调节缩孔和低负荷调节缩孔进行微调，以达到各煤粉管(a2)内风速间的差值小于设定差值。

以300mw燃气锅炉(a5)机组为例，磨煤机(a1)采用80t/h，驱动电机采用1400kw功率型，其中，高负荷界限值定义为一台磨煤机(a1)磨制50t/h,低负荷界限值定义为磨制20t/h，单位检测时间设为5min,这样煤粉管(a2)的阻力特性就会显著发生变化，当磨煤机(a1)超过高低负荷的界限时，按上述方法进行一次风速调节，从而保证各煤粉管(a2)风速均匀，各煤粉管(a2)允许最大风速差为0.3m/s，风速传感器(a8)向控制机输送的各煤粉管(a2)风速参数差值大于允许最大风速差时，控制机依据该风速参数编程控制逻辑，生成环境调节指令，对煤粉管(a2)内气流进行微调。

本发明还公开了本发明还公开了一种应用于上述锅炉调峰的一次风速调节方法的专用磨煤机，其包括壳体(1)、壳体(1)中部开设的阀孔(2)、置于阀孔(2)上下部的两孔板(4)、及设置于壳体(1)外部且连接于孔板(4)用于调节阀孔(2)开度的传动装置，所述壳体(1)内形成一个腔体(3)，两孔板(4)置于腔体(3)内；传动装置包括置于壳体(1)外部的涡轮蜗杆传动机构(5)、壳体(1)两侧设置的两传动杆(6)、两传动杆(6)间设置的力臂杆(7)及力臂杆(7)上平行于两传动杆(6)一体设置的连动杆(10)；其中，靠近涡轮蜗杆传动机构(5)侧的传动杆(6)与涡轮蜗杆传动机构(5)啮合，所述传动杆(6)上下两侧分别设置方向相反的外螺纹，传动杆(6)穿过轴承(13)，轴承(13)与壳体(1)间连接有固定杆(14)；所述力臂杆(7)两侧分别开有通孔(71)，所述传动杆(6)贯穿所述通孔(71)，且通孔(71)内设有与传动杆(6)外螺纹啮合的内螺纹，所述连动杆(10)固定连接于孔板(4)。

该煤粉管对开调节缩孔的工作步骤如下：锅炉低负荷运行时，通过传动装置调节两孔板4使得阀孔2呈全开状，传动装置工作步骤为涡轮蜗杆传动机构带动与其啮合的传动杆6转动，两传动杆6间设置有力臂杆7，力臂杆7两侧设置通孔71，传动杆6穿过通孔71，通孔71内设有与传动杆6外螺纹啮合的内螺纹，从而传动杆6转动时，力臂杆7在通孔71内螺纹与传动杆6的外螺纹传动下可上下移动，从而力臂杆7平行传动杆6一体设置的连动杆10带动孔板4实现对阀孔2开度的调节，又由于传动杆6于壳体1上下两侧的螺纹设置成相反的，从而传动杆6转动时，可实现对两孔板4的相向移动。

实施例2：参照图3

与实施例1相比，该方案主要区别在于：涡轮蜗杆传动机构5采用电动涡轮蜗杆传动机构5，由电机51、减速机52、转动连接减速机52的蜗杆53及固定于传动杆6且与蜗杆53啮合的涡轮54组成，电动涡轮蜗杆传动机构5相对手动式操作方便、较省力，可进行远程操作，安全系数较高。

实施例3：参照图3

与实施例2相比，该方案主要区别在于：壳体1上还设置有盘根密封装置11，连动杆10贯穿盘根密封装置11连接于孔板4，盘根密封有一定的塑性,方便安装；有足够的化学稳定性,不会被煤粉管烟气腐蚀，填料不被介质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面；填料自润滑性能良好,耐磨,摩擦系数小；轴存在少量偏移时,填料应有足够的浮动弹性。

实施例4：参照图3

与实施例3相比，该方案主要区别在于：在壳体1上还设有信号支撑杆15，信号支撑杆15上部设有全开信号器16和关到位信号器17，通过调节关到位信号器17的位置确定可调缩孔的调节位置，调节也较精确。

实施例5：参照图3

与实施例4相比，该方案主要区别在于：在两个传动杆6上还分别转动设有两链条齿轮8，两链条齿轮8间通过传动链9连接，这种设置可以平衡力臂杆7的传动力，使得该传动装置运行更加平稳，降低故障率，使用效果较佳。

实施例6：参照图3和图4

与实施例5相比，该方案主要区别在于：在壳体1两端还设有密封端盖12，密封端盖12上设有若干吹扫孔121，且吹扫孔121与所述腔体3连通，吹扫孔121内可通压缩空气，定期进行通气，清理可调缩孔内的积粉，减少积粉在缩孔内的结构量，保证可调缩孔不卡涩，延长装置寿命。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。