專利名稱：智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流煤粉燃燒裝置，尤其涉及一種智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，用電量逐年增加，但是電力煤炭供應(yīng)卻沒有同步相應(yīng)增力口，使煤炭的供需產(chǎn)生較大矛盾，采購(gòu)難、煤價(jià)高成為電廠必須面對(duì)難題，這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致各電廠煤炭采購(gòu)均以能買到煤即可或者為了降低采購(gòu)成本而不考慮是否適合本廠的鍋爐燃用，有的電廠進(jìn)煤雜亂達(dá)到80多種，甚至上百種之多，而且煤種特性差別較大，但是電站煤粉鍋爐都是針對(duì)特定煤種(稱為設(shè)計(jì)煤種)設(shè)計(jì)制造的，當(dāng)煤種偏離設(shè)計(jì)煤種時(shí)，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生負(fù)面影響，嚴(yán)重的可導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)、鍋爐滅火等事故。我國(guó)電站鍋爐從國(guó)產(chǎn)125 MW機(jī)組至進(jìn)口 600 MW甚至1000MW機(jī)組，大部分均采用四角切圓燃燒技術(shù)，尤其是從70年代末300 MW.600 MW機(jī)組CE型鍋爐技術(shù)的引進(jìn)開始，我國(guó)的四角切圓直流煤粉燃燒技術(shù)日趨成熟?？梢灶A(yù)見，直流煤粉燃燒技術(shù)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍將是我國(guó)電站鍋爐采用的主要燃燒方式。由于煤種多變的原因?qū)е轮绷髅悍坼仩t燃燒不穩(wěn)、滅火的事故時(shí)有發(fā)生。華電集團(tuán)某發(fā)電有限公司#1和#2機(jī)組鍋爐為四角切圓直流燃燒方式，設(shè)計(jì)煤種為貧煤，但入廠煤達(dá)到125種，幾乎包括了從無(wú)煙煤到褐煤所有的煤種，而且煤場(chǎng)儲(chǔ)存空間有限，并且沒有大型混煤設(shè)備，使分類和混煤手段有限，直接結(jié)果就是入爐煤多變，甚至是突變，運(yùn)行人員根本沒有時(shí)間進(jìn)行觀察和調(diào)整，#1鍋爐在一個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)三次滅火，鍋爐飛灰含碳量達(dá)到20%，并出現(xiàn)結(jié)焦，停爐檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)多個(gè)燃燒器噴嘴被燒損，并有水冷壁出現(xiàn)了高溫腐蝕現(xiàn)象。對(duì)于非設(shè)計(jì)多煤種燃燒的問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外主要采用摻燒方法方法有爐內(nèi)摻燒(即不同磨煤機(jī)分別磨制不同的煤種然后在在磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)層的燃燒器進(jìn)行燃燒，也稱為分倉(cāng)摻燒)和爐外摻燒(也稱為爐外摻混方式，指各煤種在進(jìn)入原煤倉(cāng)前就進(jìn)行摻混)。目前這方面的研究和應(yīng)用的文獻(xiàn)很多如《煙煤鍋爐鍋爐兩種方式摻燒褐煤的工程應(yīng)用》、《大型電站鍋爐非設(shè)計(jì)煤種最佳摻燒方案》、《混煤摻燒技術(shù)在羅定電廠的應(yīng)用》，((Characterization of coal blends for pulverized fuel combustion〉〉等，這些石開究文獻(xiàn)表明，無(wú)論哪種采用摻燒方式，都要面臨兩個(gè)難以克服的問(wèn)題(1)、原煤處理的問(wèn)題，對(duì)于爐外摻燒由于沒有很好的摻配設(shè)備，難于摻混均勻；爐內(nèi)摻燒要求分倉(cāng)上煤對(duì)煤廠要求很嚴(yán)格難于實(shí)現(xiàn)，或者實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本高昂；(2)、燃燒器由于不能適應(yīng)其他煤種，經(jīng)常發(fā)生滅火或燃燒器燒損的事故。為了適應(yīng)多煤種，目前在燃燒器方面的研究狀況國(guó)外對(duì)燃燒器的設(shè)計(jì)理念完全是針對(duì)單一煤種進(jìn)行燃燒器設(shè)計(jì)或改進(jìn)；國(guó)內(nèi)對(duì)于能適應(yīng)或自動(dòng)多煤種的燃燒器的研究主要是采用濃淡分離技術(shù)或雙通道燃燒器，穩(wěn)燃腔燃燒器等，相關(guān)文獻(xiàn)有《百葉窗燃燒器在低質(zhì)無(wú)煙煤鍋爐的應(yīng)用》，《國(guó)產(chǎn)多通道燃燒器燃燒無(wú)煙煤的操作》，《穩(wěn)燃腔燃燒器在420t/h無(wú)煙煤鍋爐上的應(yīng)用》等，這些文獻(xiàn)中所述的燃燒器有一個(gè)共同特點(diǎn)是比較適合比設(shè)計(jì)煤種的點(diǎn)火性能和穩(wěn)燃性能稍差一些的煤種，有一定的穩(wěn)燃作用，但對(duì)于揮發(fā)份比較高、易著火的煤種來(lái)說(shuō)是不適合的，尤其是多通道燃燒器和穩(wěn)燃腔燃燒器，極易導(dǎo)致燃燒器噴口結(jié)焦而燒毀燃燒器噴口的事故，在一定程度說(shuō)，上述文獻(xiàn)介紹的燃燒器可以適應(yīng)一些著火性能比較差的煤種，反之則不可行；對(duì)于鍋爐能自動(dòng)適應(yīng)煤質(zhì)變化這方面的研究國(guó)內(nèi)外基本沒有?？偟膩?lái)說(shuō)關(guān)于能全面適應(yīng)或尤其自動(dòng)適應(yīng)多煤種的燃燒器這方面的文獻(xiàn)目前基本處于空白狀態(tài)。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，能適應(yīng)多煤種燃燒器的相關(guān)專利如下專利91100191. 3多煤種燃燒器，這種燃燒器為旋流燃燒器不能用于直流燃燒鍋爐，基本原理其實(shí)是通過(guò)渦殼使一次風(fēng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，二次風(fēng)分級(jí)送入，同時(shí)為了增加穩(wěn)燃效果又加了一個(gè)預(yù)燃室。這個(gè)燃燒器在燒無(wú)煙煤等難于著火和穩(wěn)燃煤種優(yōu)勢(shì)明顯，但對(duì)于易燃、易著火的煙煤、褐煤等由于穩(wěn)燃室的存在和強(qiáng)烈的風(fēng)粉混合，噴口極易結(jié)焦，而且還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是這個(gè)燃燒器由于其結(jié)構(gòu)和燃燒方式的限制其燃燒功率較小，不適合在大型電站鍋爐上應(yīng)用。專利96247019. 8和專利96122258. I寬調(diào)節(jié)比、多煤種、濃稀相煤粉旋流燃燒裝置，介紹了一種通過(guò)調(diào)節(jié)彎頭內(nèi)隔板來(lái)調(diào)節(jié)濃相和稀相的比例來(lái)適應(yīng)煤種變化的旋流燃燒器，首先這種燃燒器是旋流燃燒器不能用于直流燃燒鍋爐，再者雖然這種調(diào)節(jié)濃相和稀相比的方式使調(diào)節(jié)比比較大，但通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證僅靠改變濃稀相比適應(yīng)煤種變化，適應(yīng)的煤種變化范圍較窄，同時(shí)這種燃燒器不能自動(dòng)適應(yīng)煤種變化還要運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié)濃稀相的比例。專利200710092687. 6直流鍋爐自適應(yīng)點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)，這種燃燒系統(tǒng)適用于直流鍋爐，而且采用兩套制粉系統(tǒng)制出的細(xì)煤粉和超細(xì)煤粉相互切換來(lái)實(shí)現(xiàn)著火點(diǎn)改變實(shí)現(xiàn)節(jié)油和適應(yīng)多種煤種，首先目前絕大多數(shù)電廠不能磨制超細(xì)煤粉或者需要較大投資才能實(shí)現(xiàn)，還有這種燃燒系統(tǒng)還要人為來(lái)判斷燃燒好壞或者在控制系統(tǒng)中需要復(fù)雜的邏輯模糊判斷出燃燒好壞再切換煤粉燃燒通道，實(shí)際運(yùn)行的可靠性很差，因此無(wú)論對(duì)于新建鍋爐還是舊鍋爐技術(shù)改造都較難實(shí)現(xiàn)。專利201110324431. X多煤種低氮直流煤粉燃燒裝置，這個(gè)燃燒系統(tǒng)的最主要的特點(diǎn)是二次風(fēng)噴口可以水平和垂直擺動(dòng)；將分離過(guò)燃風(fēng)分隔為有一定距離的兩組。目前直流燃燒器組一般都設(shè)計(jì)成可以遠(yuǎn)控垂直擺動(dòng)用來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫，這個(gè)專利將二次風(fēng)噴口設(shè)計(jì)成可水平擺動(dòng)(手動(dòng))這樣由于二次風(fēng)的動(dòng)量比一次風(fēng)大，通過(guò)水平調(diào)節(jié)二次風(fēng)噴口來(lái)調(diào)節(jié)燃燒切圓直徑，實(shí)現(xiàn)多煤種的燃燒。首先這種方式通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒切圓直徑來(lái)適應(yīng)煤種變化副作用多、適應(yīng)煤種的變化范圍較窄而且實(shí)現(xiàn)不方便，燃燒切圓的大小對(duì)煤種的適應(yīng)性每臺(tái)鍋爐每種煤質(zhì)均不同，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)作依據(jù)，要不斷地摸索，而且燃燒切圓直徑大穩(wěn)燃好但易造成貼壁燃燒而結(jié)焦，燃燒切圓小則低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)燃效果不好。這種調(diào)節(jié)方式最關(guān)鍵的還是實(shí)現(xiàn)起來(lái)很難，由于鍋爐燃燒器區(qū)域空間有限難于實(shí)現(xiàn)水平和垂直均采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)擺動(dòng)，目前大多采用垂直擺動(dòng)為自動(dòng)擺動(dòng)而水平擺動(dòng)采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)煤種變化時(shí)，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)二次風(fēng)的擺角，改變?nèi)紵袌A直徑適應(yīng)煤種變化，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)全部二次風(fēng)噴口調(diào)完至少需要三個(gè)小時(shí)的時(shí)間，難于適應(yīng)煤種突變，也就是說(shuō)這個(gè)專利適應(yīng)煤種變化方面不是智能化、自動(dòng)適應(yīng)煤種變化。再者這個(gè)專利投資改造成本大，比較適合新機(jī)組或燃燒器的全面改造時(shí)采用。這個(gè)專利的第二個(gè)特點(diǎn)即分離過(guò)燃風(fēng)分成有一定距離的兩組主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)送風(fēng)而降低氮氧化物的排放與適應(yīng)煤種變化沒有關(guān)系。[0010]專利200510132419. 3寬煤種微油點(diǎn)火燃燒器，這種燃燒器主要權(quán)利要求是微油點(diǎn)火燃燒器，其基本原理是通過(guò)將一次風(fēng)進(jìn)行煤粉濃縮減少點(diǎn)火熱，同時(shí)增加預(yù)燃室使煤粉更容易點(diǎn)火成功達(dá)到節(jié)油的目的。這種燃燒器的也有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)就是當(dāng)煤種點(diǎn)火性能稍差的方向變化時(shí)還能適應(yīng)，反方向則容易燒損燃燒器，也就是說(shuō)如果是設(shè)計(jì)燒煙煤的燃燒器當(dāng)從煙煤變?yōu)樨毭簳r(shí)還能適應(yīng)，但從煙煤變?yōu)楦邠]發(fā)份煙煤或褐煤時(shí)則易燒損燃燒器，這也是目前各電廠用的微油點(diǎn)火燃燒器容易被燒壞的主要原因。專利200920192866. I 一種具有自穩(wěn)能力的三級(jí)配風(fēng)低NOx煤粉燃燒器，這是一種旋流燃燒器不能用于直流燃燒鍋爐，這個(gè)燃燒器通過(guò)增加預(yù)燃室可以適應(yīng)著火性能差的煤種，增加中心風(fēng)管的擴(kuò)錐和將二次風(fēng)分為三級(jí)配風(fēng)并可調(diào)以適應(yīng)著火性能好的煤種和降低NOx的生成，在一定程上說(shuō)這種旋流燃燒器在適應(yīng)煤種上比前面所述的專利燃燒器更廣一些，但這種燃燒器的調(diào)整還要依靠運(yùn)行人員的觀察和判斷，然后到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，操作具有明顯滯后性，不能適應(yīng)煤種變換比較快的情況，在專利說(shuō)明書中也沒有自動(dòng)適應(yīng)這方面的權(quán)利要求和描述，而且在熱態(tài)的情況下，調(diào)節(jié)拉桿容易漲死操作不動(dòng)，使燃燒器喪失適應(yīng)煤種變化的功能。根據(jù)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大型電站鍋爐來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的燃燒器在適應(yīng)煤種變化方面都有著較大的局限性，主要表現(xiàn)在(I)、基本能適應(yīng)著火性能稍差的煤種，對(duì)于火性能稍好的煤種不能適應(yīng)而出現(xiàn)結(jié)焦、燒損燃燒器。(I)、適應(yīng)煤種的變化范圍較窄，不能適應(yīng)煤種突變。(3)、適應(yīng)性方面都是被動(dòng)的、人為的適應(yīng)煤種變化，不能自動(dòng)的、智能性的適應(yīng)。這些問(wèn)題不解決在面對(duì)煤種變化較大、較突然的情況時(shí)，將影響鍋爐的安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)描述和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)采用煤粉直流燃燒方式時(shí)，煤粉著火所需的熱量約90%來(lái)自回流高溫?zé)煔獾膶?duì)流換熱，10%來(lái)自輻射換熱，可以說(shuō)能夠控制高溫?zé)煔獾膶?duì)流換熱就等于控制了煤粉的著火情況。本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)直流燃燒方 式的鍋爐存在的問(wèn)題，提供一種智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，它采用控制高溫?zé)煔獾幕亓髁亢突亓鲝?qiáng)度來(lái)控制煤粉著火所需要的對(duì)流換熱量，進(jìn)而控制了煤粉的著火點(diǎn)和著火狀況并通過(guò)燃燒器壁溫檢測(cè)、內(nèi)置周界風(fēng)和夾心風(fēng)的自動(dòng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)了燃燒器的自動(dòng)適應(yīng)煤質(zhì)變化，減少了運(yùn)行人員的參與和人為的操作失誤，使鍋爐在適應(yīng)煤種變化方面更為可靠和有效。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，它包括燃燒器本體、壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在燃燒器本體的煙氣回流控制室外壁，將監(jiān)測(cè)到的溫度信號(hào)送入控制系統(tǒng)；煙氣回流控制室后部設(shè)有混合風(fēng)箱，在混合風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有T型夾心風(fēng)風(fēng)箱，在混合風(fēng)箱前方上部是內(nèi)置周界風(fēng)箱；風(fēng)系統(tǒng)的二次冷風(fēng)管與混合風(fēng)連接管道連接，在二次冷風(fēng)管上設(shè)有二次冷風(fēng)控制擋板，混合風(fēng)連接管道通過(guò)二次熱風(fēng)控制擋板與二次熱風(fēng)管連接；二次熱風(fēng)管還通過(guò)夾心風(fēng)控制擋板與夾心風(fēng)連接管道連接，夾心風(fēng)連接管道與T型夾心風(fēng)風(fēng)箱連接；內(nèi)置周界風(fēng)箱內(nèi)為二次熱風(fēng)和二次冷風(fēng)的混合風(fēng)，控制系統(tǒng)控制二次冷風(fēng)控制擋板、二次熱風(fēng)控制擋板和夾心風(fēng)控制擋板，根據(jù)燃燒器的壁溫進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制二次熱風(fēng)與二次冷風(fēng)的混合風(fēng)風(fēng)溫。所述壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為煙氣回流控制室外壁上的至少一個(gè)輻射熱遮凸起，在輻射熱遮凸起處嵌裝的片狀熱電阻，片狀熱電阻與控制系統(tǒng)連接。所述T型夾心風(fēng)風(fēng)箱在俯視方向?yàn)樘菪巍Ｋ龌旌巷L(fēng)箱內(nèi)設(shè)有攝像頭，攝像頭與控制系統(tǒng)連接。 所述混合風(fēng)箱下部為一次風(fēng)噴口，煙氣回流控制室的高度與一次風(fēng)噴口高度之比在2. 5-3. 5。這樣既能燒著火性能差較煤，而其當(dāng)遇到著火性能較好的煤時(shí)，則通過(guò)T型夾心風(fēng)和內(nèi)置周界風(fēng)的進(jìn)行控制煙氣的回流強(qiáng)度和回流量來(lái)適應(yīng)。所述混合風(fēng)箱上設(shè)有混合風(fēng)箱熱電偶，它與控制系統(tǒng)連接。所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。所述煙氣回流控制室內(nèi)壁設(shè)有止裂口。本實(shí)用新型中，混合風(fēng)箱位于煙氣回流控制室后面，為過(guò)T型夾心風(fēng)和內(nèi)置周界風(fēng)提供風(fēng)源，其中在混合風(fēng)箱內(nèi)的單獨(dú)T型風(fēng)箱是T型夾心風(fēng)的風(fēng)源，來(lái)自二次熱風(fēng)，風(fēng)溫較高；內(nèi)置周界風(fēng)為二次熱風(fēng)和二次冷風(fēng)的混合風(fēng)，混合風(fēng)風(fēng)溫將根據(jù)燃燒器的壁溫進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。片狀熱電阻的安裝方式采用嵌裝，并且在熱電阻的向火側(cè)要有一塊小的凸起用來(lái)遮擋由爐內(nèi)向熱電阻發(fā)射的輻射熱，以減少熱電阻對(duì)壁溫的測(cè)量誤差。所述的片狀熱電阻安裝位置可根據(jù)實(shí)際空間結(jié)構(gòu)而定。風(fēng)系統(tǒng)包括連接二次熱風(fēng)和二次冷風(fēng)的連接管道及控制擋板，測(cè)量混合風(fēng)箱內(nèi)風(fēng)溫的熱電偶。其中二次熱風(fēng)就近取自二次熱風(fēng)的大風(fēng)箱，連接管道較短，二次冷風(fēng)可從送風(fēng)機(jī)出口引出一根母管然后分支到各個(gè)燃燒器。在混合風(fēng)箱里面的可視攝像頭，可以實(shí)時(shí)直觀地觀察煙氣回流狀態(tài)，燃燒狀況以及燃燒器噴口有無(wú)結(jié)焦或燒損的狀況，可視攝像頭的冷卻采用混合風(fēng)進(jìn)行冷卻，通過(guò)電纜線傳輸至控制室供運(yùn)行人員進(jìn)行監(jiān)視?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)燃燒器壁溫、混合風(fēng)箱溫度檢測(cè)和相關(guān)的邏輯判斷來(lái)控制夾心風(fēng)擋板開度，二次熱風(fēng)擋板開度和二次冷風(fēng)擋板開度，使燃燒器能夠安全穩(wěn)定的適應(yīng)煤質(zhì)變化，從而實(shí)現(xiàn)燃燒器自動(dòng)適應(yīng)煤種變化，成為智能型燃燒器。本實(shí)用新型的基本工作原理在鍋爐正常運(yùn)行過(guò)程中，燃燒的煤種為煙煤，著火性能一般，此時(shí)夾心風(fēng)調(diào)節(jié)擋板開度有一定開度，二次冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板保持較小開度，二次熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板有一定開度，當(dāng)煤質(zhì)變?yōu)橹鹦阅茌^差的煤種如貧煤時(shí)，由于著火性能差，著火點(diǎn)離燃燒較遠(yuǎn)，燃燒器壁溫下降，控制系統(tǒng)發(fā)出指令首先關(guān)小直至全關(guān)二次冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，再關(guān)小直至全關(guān)夾心風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，再關(guān)小直至全關(guān)二次熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板；當(dāng)當(dāng)煤質(zhì)變?yōu)橹鹦阅茌^好的煤種如優(yōu)質(zhì)煙煤或褐煤時(shí)，由于著火性能好，著火點(diǎn)離燃燒較近并且燃燒劇烈，燃燒器壁溫升高，控制系統(tǒng)發(fā)出指令首先開大直至全開二次熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，再開大直至全開夾心風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，再關(guān)小直至全關(guān)二次冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板。整個(gè)控制過(guò)程全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，沒有運(yùn)行人員的參與。但運(yùn)行人員在控制室可以通過(guò)影像系統(tǒng)觀察燃燒器的工作狀況。智能型的能自動(dòng)適應(yīng)多種煤質(zhì)的煤粉燃燒裝置在設(shè)計(jì)時(shí)有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，I)、回流控制室的尺寸和一次風(fēng)噴口高度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)位置尺寸和著火性能最差入廠煤來(lái)定，保證在完全關(guān)閉夾心風(fēng)和內(nèi)周界風(fēng)的情況有較強(qiáng)的煙氣回流使著火性能最差的入廠煤穩(wěn)定燃燒器。2)、T型夾心風(fēng)、內(nèi)置周界風(fēng)的風(fēng)口面積，二次冷風(fēng)管道尺寸、二次熱風(fēng)管道尺寸要根據(jù)著火性能最好的入廠煤種進(jìn)行統(tǒng)一核算。3)、燃燒器的壁溫控制值要根據(jù)鍋爐容量、負(fù)荷以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果來(lái)確定。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)對(duì)夾心風(fēng)，內(nèi)置周界風(fēng)的控制，達(dá)到對(duì)高溫?zé)煔饣亓髁亢蛷?qiáng)度的控制，從而該燃燒器實(shí)現(xiàn)了對(duì)較寬的煤種的適應(yīng)，而對(duì)夾心風(fēng)，內(nèi)置周界風(fēng)的控制又由控制系統(tǒng)對(duì)各調(diào)節(jié)擋板 進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)了智能型自動(dòng)調(diào)節(jié)，減少了人為的定性判斷，使該燃燒器具有較強(qiáng)的煤種適應(yīng)性，尤其在目前煤質(zhì)報(bào)告不能提前送至運(yùn)行人員手中的情況下運(yùn)行人員無(wú)法及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，而容易出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)、滅火和燒損燃燒器等，該燃燒器由于具有智能地自動(dòng)適應(yīng)煤種變化，使鍋爐運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性大幅度提高。

圖I為智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置原理示意圖主視圖。圖2為智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置原理示意圖左視圖。圖3為智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置原理示意圖C-C向剖視圖。圖4為T型夾心風(fēng)噴口正視圖。圖5為T型夾心風(fēng)風(fēng)箱俯視圖。圖6為燃燒器測(cè)溫裝置示意圖。圖7為邏輯控制圖圖中I、煙氣回流控制室，2、內(nèi)直周界風(fēng)箱,3、混合風(fēng)箱,4、混合風(fēng)箱熱電偶,5、T型夾心風(fēng)風(fēng)箱，6、攝像頭,7、夾心風(fēng)連接管道，8、夾心風(fēng)控制擋板、9、_■次熱風(fēng)控制擋板，10、二次冷風(fēng)控制擋板，11、混合風(fēng)連接管道，12、片狀熱電阻，13、內(nèi)置周界風(fēng)噴口，14、T型夾心風(fēng)噴口，15、止裂口，16、輻射熱遮凸起，17、PLC系統(tǒng)控制單元，18、一次風(fēng)噴口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。圖1，圖2和圖3為本實(shí)用新型的原理示意圖的主視圖，左視圖和C-C向剖視圖，包括了前面所述的五個(gè)部分燃燒器本體、壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，風(fēng)系統(tǒng)，影像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。由于T型夾心風(fēng)裝置較為特殊，并且T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5位于混合風(fēng)箱3內(nèi)部，它設(shè)有T型夾心風(fēng)噴口 14，為了更為突出和明確其結(jié)構(gòu)，專門繪制圖4和圖5，圖4為T型夾心風(fēng)噴口 14正視圖，圖5為T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5俯視圖。圖6為燃燒器測(cè)溫裝置的放大示意圖，為了更為清晰體現(xiàn)其具體結(jié)構(gòu)。其中燃燒器本體是本實(shí)用新型的主體，主要包括煙氣回流控制室1，內(nèi)置周界風(fēng)箱2，它設(shè)有內(nèi)置周界風(fēng)噴口 13，以及一次風(fēng)噴口 18，T型夾心風(fēng)噴口 14，混合風(fēng)箱3，混合風(fēng)箱熱電偶4，T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5。T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5俯視看為梯形，這個(gè)結(jié)構(gòu)避免T型夾心風(fēng)風(fēng)箱將混合風(fēng)箱隔斷，使混合風(fēng)箱為全部?jī)?nèi)置周界風(fēng)噴口 13供風(fēng)。煙氣回流控制室I內(nèi)壁設(shè)有至少一個(gè)止裂口 15。壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可參見圖6和圖1，該系統(tǒng)包括輻射熱遮凸起16，片狀熱電阻12以及PLC控制單元17。風(fēng)系統(tǒng)主要是一些熱風(fēng)和冷風(fēng)連接管道和控制擋板包括夾心風(fēng)連接管道7，夾心風(fēng)控制擋板8、二次熱風(fēng)控制擋板9，二次冷風(fēng)控制擋板10，混合風(fēng)連接管道11。影像系統(tǒng)主要是攝像頭6，攝像頭6的冷卻可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件進(jìn)行，如果沒有空間的話可以不用安裝，其主要作用是供運(yùn)行人員進(jìn)行觀察，不參與控制?？刂葡到y(tǒng)是本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)智能型和自動(dòng)控制最為關(guān)鍵的系統(tǒng)，在原理示意圖中采用了 PLC系統(tǒng)控制單元17，也可以通過(guò)增加卡件在原有的DCS中實(shí)現(xiàn)智能型控制。為了進(jìn)一步詳細(xì)和明確說(shuō)明本實(shí)用新型的工作過(guò)程，結(jié)合一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述華電集團(tuán)某發(fā)電有限公司#1機(jī)組的鍋爐為四角切圓直流燃燒方式，共有5層燃燒器，設(shè)計(jì)煤種為貧煤，但近幾年燃用煤種雜亂，從接近無(wú)煙煤的劣質(zhì)貧煤到高揮發(fā)份煙煤，
甚至褐煤均有燃用，發(fā)生滅火、結(jié)焦和燃燒器噴嘴被燒損等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)研究決定將一層改裝為智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)階段根據(jù)劣質(zhì)貧煤的著火性能和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)煙氣回流控制室I和一次風(fēng)噴口 18的尺寸，確保在煤質(zhì)最差的情況下，能保證足夠的熱煙氣回流保證著火容易和穩(wěn)定燃燒，其他部件的尺寸根據(jù)燃燒器的功率和現(xiàn)場(chǎng)空間設(shè)計(jì)和制造，在制造方面，由于混合風(fēng)箱3較為復(fù)雜里面包含一個(gè)T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5，可以將不包括混合風(fēng)箱3的部分鑄造好后，在通過(guò)焊接的方法組裝混合風(fēng)箱3和T型夾心風(fēng)風(fēng)箱5。在這個(gè)實(shí)施案例中，由于改造的燃燒器較少(4個(gè))，需要控制的擋板和溫度測(cè)點(diǎn)少，沒有采用專門PLC的作為控制單元，而是通過(guò)增加卡件將系統(tǒng)控制單元17嵌入了鍋爐原有的控制系統(tǒng)DCS中；測(cè)量燃燒器壁溫的片狀熱電阻安裝了 4只，裝在左右兩側(cè)，每側(cè)兩只。為降低成本，所有的控制擋板均采用電動(dòng)控制(條件允許也可采用氣動(dòng))。圖7為本實(shí)施案例的邏輯控制圖，在邏輯控制圖中的Tl，T2，T3和T4為4只片狀熱電阻測(cè)量的燃燒器壁溫值，Tave為燃燒器壁溫平均值，Tm為混合風(fēng)箱的風(fēng)溫，DamperS為夾心風(fēng)控制擋板，Damper9為二次熱風(fēng)控制擋板，DamperlO為二次冷風(fēng)控制擋板。在設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試完成后，鍋爐正常運(yùn)行中，智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒系統(tǒng)的工作過(guò)程為智能控制的目的是保持燃燒穩(wěn)定，既不發(fā)生脫火或燃燒不穩(wěn)也不發(fā)生噴口被燒損的情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)采用燃燒器壁溫可以較好的體現(xiàn)燃燒狀況，如能將燃燒器壁溫控制在350-550°C之間燃燒狀況較佳，因此首先智能控制對(duì)四個(gè)溫度燃燒器壁溫測(cè)點(diǎn)(Tl，T2, T3, T4)進(jìn)行邏輯判斷當(dāng)壁溫測(cè)點(diǎn)小于200°C或大于800°C時(shí)，此點(diǎn)定義壞點(diǎn)并向DCS輸出此點(diǎn)故障的信息，由運(yùn)行人員通知熱工人員檢查維修；然后對(duì)四個(gè)壁溫測(cè)點(diǎn)的平均值Tave作為控制依據(jù)，在做壁溫平均值時(shí)不包括壞點(diǎn)，然后進(jìn)行邏輯判斷，根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯通道I或2，如TaVe〈35(TC則進(jìn)行邏輯通道1，首先關(guān)小直至全關(guān)二次冷風(fēng)控制擋板DamperlO,再進(jìn)行邏輯判斷如果還是Tave〈350°C則關(guān)小直至全關(guān)夾心風(fēng)控制擋板Damper8,再進(jìn)行邏輯判斷如果還是Tave〈350°C則關(guān)小直至全關(guān)二次熱風(fēng)控制擋板Damper9 ;如果Tave〉550°C則進(jìn)行邏輯通道2，首先開大直至開度到70% 二次熱風(fēng)控制擋板Damper9,再進(jìn)行邏輯判斷如果還是Tave〉550°C則開大直至全開夾心風(fēng)控制擋板Damper8,再進(jìn)行邏輯判斷如果還是Tave〉550°C則開大直至全開二次冷風(fēng)控制擋板DamperlO,再全開二次熱風(fēng)控制擋板Damper9 ;在進(jìn)行邏輯通道I時(shí)，如果邏輯判斷出現(xiàn)Tave) 550°C則進(jìn)入邏輯通道2，反之在進(jìn)行邏輯2時(shí)如果邏輯判斷出現(xiàn)TaVe〈350°C則進(jìn)入邏輯通道I。由于本實(shí)用新型需要控制的設(shè)備不多而且控制邏輯也不太復(fù)雜，可以專門設(shè)立一個(gè)小的相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)也可以直接在原DCS控制系統(tǒng)中嵌入子系統(tǒng)，對(duì)所有涉及的控制擋板和測(cè)溫元件進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置在實(shí)施案例中經(jīng)過(guò)嚴(yán)格調(diào)試實(shí)現(xiàn)了從劣質(zhì)貧煤到50%褐煤摻燒的穩(wěn)定燃燒，適應(yīng)煤質(zhì)變化范圍相當(dāng)大，鍋爐燃燒穩(wěn)定且鍋爐經(jīng)濟(jì)性較好，而且在煤種變化時(shí)整個(gè)適應(yīng)過(guò)程都是燃燒裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，沒有運(yùn)行人員的參與，減少了運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察燃燒狀況等活動(dòng)，使鍋爐的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性得以提高。此燃燒系統(tǒng)最主要的幾個(gè)特點(diǎn)燃燒器的壁溫測(cè)試采用凸臺(tái)和片狀熱電阻。防止的輻射熱的影響同時(shí)易于安裝和測(cè)量精確。采用T型夾心風(fēng)來(lái)改變高溫?zé)煔獾幕亓鲝?qiáng)度。T型夾心風(fēng)風(fēng)箱置于混合風(fēng)箱內(nèi)并且采用梯形的形狀。 采用二次冷風(fēng)作為內(nèi)置周界風(fēng)的調(diào)溫風(fēng)。實(shí)現(xiàn)了智能型全自動(dòng)適應(yīng)煤種變化，不用人為參與。
權(quán)利要求1.一種智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，它包括燃燒器本體、壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在燃燒器本體的煙氣回流控制室外壁，將監(jiān)測(cè)到的溫度信號(hào)送入控制系統(tǒng)；煙氣回流控制室后部設(shè)有混合風(fēng)箱，在混合風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有T型夾心風(fēng)風(fēng)箱，在混合風(fēng)箱前方上部是內(nèi)置周界風(fēng)箱；風(fēng)系統(tǒng)的二次冷風(fēng)管與混合風(fēng)連接管道連接，在二次冷風(fēng)管上設(shè)有二次冷風(fēng)控制擋板，混合風(fēng)連接管道通過(guò)二次熱風(fēng)控制擋板與二次熱風(fēng)管連接；二次熱風(fēng)管還通過(guò)夾心風(fēng)控制擋板與夾心風(fēng)連接管道連接，夾心風(fēng)連接管道與T型夾心風(fēng)風(fēng)箱連接；內(nèi)置周界風(fēng)箱內(nèi)為二次熱風(fēng)和二次冷風(fēng)的混合風(fēng)，控制系統(tǒng)控制二次冷風(fēng)控制擋板、二次熱風(fēng)控制擋板和夾心風(fēng)控制擋板，根據(jù)燃燒器的壁溫進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制二次熱風(fēng)與二次冷風(fēng)的混合風(fēng)風(fēng)溫。
2.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為煙氣回流控制室外壁上的至少一個(gè)輻射熱遮凸起，在輻射熱遮凸起處嵌裝的片狀熱電阻，片狀熱電阻與控制系統(tǒng)連接。
3.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述T型夾心風(fēng)風(fēng)箱在俯視方向?yàn)樘菪巍?br> 4.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述混合風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有攝像頭，攝像頭與控制系統(tǒng)連接。
5.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述混合風(fēng)箱下部為一次風(fēng)噴口，煙氣回流控制室的高度與一次風(fēng)噴口高度之比在2. 5-3. 5。
6.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述混合風(fēng)箱上設(shè)有混合風(fēng)箱熱電偶，它與控制系統(tǒng)連接。
7.如權(quán)利要求I或2或4或6所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求I所述的智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，其特征是，所述煙氣回流控制室內(nèi)壁設(shè)有止裂口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能型自適應(yīng)多煤種直流煤粉燃燒裝置，壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在煙氣回流控制室外壁；煙氣回流控制室后部設(shè)有混合風(fēng)箱，其內(nèi)設(shè)有T型夾心風(fēng)風(fēng)箱，在混合風(fēng)箱前方上部是內(nèi)置周界風(fēng)箱；風(fēng)系統(tǒng)的二次冷風(fēng)管與混合風(fēng)連接管道連接，在二次冷風(fēng)管上設(shè)有二次冷風(fēng)控制擋板，混合風(fēng)連接管道通過(guò)二次熱風(fēng)控制擋板與二次熱風(fēng)管連接；二次熱風(fēng)管還通過(guò)夾心風(fēng)控制擋板與夾心風(fēng)連接管道連接，夾心風(fēng)連接管道與T型夾心風(fēng)風(fēng)箱連接；內(nèi)置周界風(fēng)箱內(nèi)為二次熱風(fēng)和二次冷風(fēng)的混合風(fēng)，控制系統(tǒng)控制二次冷風(fēng)控制擋板、二次熱風(fēng)控制擋板和夾心風(fēng)控制擋板。它自動(dòng)適應(yīng)煤質(zhì)變化，減少了運(yùn)行人員的參與和操作失誤，使鍋爐在適應(yīng)煤種變化方面更為可靠和有效。
文檔編號(hào)F23C7/00GK202630039SQ201220313870
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者董信光, 胡志宏, 郝衛(wèi)東, 李建生, 何國(guó)亮 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司