用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置和方法，其具有將煤粉氣動(dòng)輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴（16）的器具以及將燃燒用空氣輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴（16）或輸送入燃燒室（15）內(nèi)的器具，以及在其內(nèi)對(duì)燃燒用空氣流量和載氣流量進(jìn)行控制。本發(fā)明的目的是對(duì)燃料空氣比進(jìn)行高可靠性控制，其中通過(guò)對(duì)借助設(shè)置在空氣流中的傳感器（11）獲得的電信號(hào)的分析處理按照相關(guān)測(cè)量法進(jìn)行燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)用于空氣流量測(cè)量的測(cè)量裝置得以實(shí)現(xiàn)，該測(cè)量裝置具有對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在兩個(gè)在空氣流中順著空氣的流動(dòng)方向（s）依次設(shè)置的傳感器（11）上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置（12）。順著空氣流動(dòng)方向（s）在傳感器（11）之前保持間距I地，其中1×引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬＜I＜10×傳感器（11）的區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬，在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)設(shè)置有包括具有平均半徑（rm）的電極輪廓的電極（10），其中0.1mm≤rm≤1.2mm。沿空氣的流動(dòng)方向（s）在電極（10）與傳感器（11）之間設(shè)置有相對(duì)電極（10）以電作用的對(duì)稱電極（13,25），以及電極（10）與對(duì)稱電極（13,25）與電壓（U）為12kV≤U≤20kV的高壓電源（9）的極性連接。特別是僅在燃煤電廠燃燒設(shè)備的啟動(dòng)階段期間或在空氣的流速＜10m/s時(shí)或?yàn)榱藱z測(cè)目的，電極（10）和對(duì)稱電極（13,25）與高壓電源（9）連接。
【專利說(shuō)明】用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置，該裝置具有將煤粉氣動(dòng)輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴的器具以及將燃燒用空氣輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴或輸送入燃燒室內(nèi)的器具，其中燃煤電廠燃燒設(shè)備順著空氣的流動(dòng)方向具有至少下列裝置:
[0002]用于從周圍環(huán)境中吸入新鮮空氣的新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)；用于輸送被吸入的新鮮空氣的一部分作為用于加載煤粉的載氣的研磨鼓風(fēng)機(jī)；用于利用燃煤電廠燃燒設(shè)備的廢氣熱對(duì)被吸入的新鮮空氣和一部分載氣(Tragluft)進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器；用于控制被引入燃燒室內(nèi)的燃燒用空氣流量的空氣流量控制裝置；用于控制為了氣動(dòng)輸送煤粉需使用的載氣的空氣流量控制裝置以及用于測(cè)量被導(dǎo)入燃煤電廠燃燒室中的燃燒用空氣流量的測(cè)量裝置和用于將預(yù)先選定的煤粉量定量地輸送給燒嘴的裝置。
[0003]另外，本發(fā)明涉及一種用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的方法，該燃煤電廠燃燒設(shè)備具有至少前述特征。
【背景技術(shù)】
[0004]對(duì)燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中的燃料空氣比的控制的特別的重要性在于實(shí)現(xiàn)輸送的燃料基本上完全燃燒或在于維持燃燒過(guò)程的事先規(guī)定的理論配比和因此在于實(shí)現(xiàn)高能量效率以及在于保持低的廢氣排放值。因此，燃煤電廠中的燃燒設(shè)備除了用于將按照要求的負(fù)荷預(yù)先選定的燃料量定量地輸送給燒嘴的適當(dāng)?shù)脑O(shè)備之外還具有控制裝置，利用這些控制裝置根據(jù)被輸送的燃料量對(duì)被輸送給燒嘴或燃燒室的空氣流量進(jìn)行控制。為此需要測(cè)量裝置，借助這些測(cè)量裝置可以盡可能精確地利用測(cè)量技術(shù)探測(cè)被引入燃燒室內(nèi)的空氣流量，更確切地說(shuō)是燃燒用空氣流量和載氣流量。為了與負(fù)荷相關(guān)地對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，兩項(xiàng)都是必要的，其中根據(jù)所要求的負(fù)荷預(yù)先選定燃料量和由此還預(yù)先選定載氣流量并且對(duì)燃燒用空氣流量進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)事先規(guī)定的燃燒理論配比(Stoechiometrie der Verbrennung)。
[0005]實(shí)際上既有燃煤電廠燃燒設(shè)備，在這些燃煤電廠燃燒設(shè)備中預(yù)先選定的煤粉量被輸送給每個(gè)單獨(dú)的燒嘴或燒嘴組以及根據(jù)這個(gè)預(yù)先選定的煤粉量對(duì)輸送給這個(gè)燒嘴或這個(gè)燒嘴組的空氣流量進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)事先規(guī)定的燃燒理論配比，也有燃燒設(shè)備，在這些燃燒設(shè)備中僅僅預(yù)先選定輸送給鍋爐的所有燒嘴的煤粉量的總量并且相應(yīng)地同樣僅僅對(duì)輸送給這個(gè)鍋爐的全部燒嘴或該鍋爐的合計(jì)空氣流量進(jìn)行控制。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒用空氣流量的相應(yīng)的控制和從而對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)，全部利用測(cè)量技術(shù)或者針對(duì)鍋爐的單獨(dú)的燒嘴或者燒嘴組或者所有燒嘴或者該鍋爐對(duì)輸送給該鍋爐的空氣流量進(jìn)行測(cè)量無(wú)論如何都是必要的。
[0007]另外，在將煤粉氣動(dòng)輸送給燒嘴的電廠燃燒設(shè)備中，對(duì)用于氣動(dòng)煤粉輸送的載氣流量進(jìn)行控制。這個(gè)控制同樣要求利用測(cè)量技術(shù)對(duì)載氣流量進(jìn)行測(cè)量。[0008]在大多數(shù)情況下，在燃煤電廠燃燒設(shè)備中使用壓力測(cè)量探針借助壓差測(cè)量進(jìn)行空氣流量測(cè)量。為此壓力測(cè)量探針?lè)謩e安裝在引導(dǎo)燃燒用空氣的管道系統(tǒng)或通道系統(tǒng)內(nèi)以及引導(dǎo)載氣的管道系統(tǒng)或通道系統(tǒng)內(nèi)。借助測(cè)得的壓力可以確定通道內(nèi)的流速并且在考慮到通道幾何形狀的情況下求出各空氣流量。優(yōu)選壓力測(cè)量探針不直接位于通道橫斷面內(nèi)，而是通過(guò)所謂的脈沖傳輸線與引導(dǎo)空氣的通道連接。
[0009]為了提高電廠燃燒設(shè)備的能量效率，通常對(duì)新鮮空氣進(jìn)行預(yù)加熱。為此經(jīng)常使用再生式空氣預(yù)熱器。在再生式空氣預(yù)熱器中，儲(chǔ)能塊，大多數(shù)情況下為光滑的或波紋狀的板材，交替地首先由熱的廢氣加熱和接著被新鮮空氣冷卻，這樣實(shí)現(xiàn)了從廢氣到新鮮空氣的熱傳遞。伴隨出現(xiàn)的是飛塵微粒進(jìn)入新鮮空氣中。在電廠燃燒設(shè)備的運(yùn)行中這一點(diǎn)經(jīng)常導(dǎo)致壓力測(cè)量探針或者脈沖傳輸線被弄臟。其結(jié)果是需要連續(xù)不斷的清理作業(yè)和保養(yǎng)作業(yè)。問(wèn)題是:無(wú)法明確地借助測(cè)得的壓差確定壓力測(cè)量探針的臟污程度，以及因此測(cè)量結(jié)果在后續(xù)的運(yùn)行中具有很大的故障風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果是只有付出很高代價(jià)才可確定的空氣流量測(cè)量的漂移。最終這一點(diǎn)導(dǎo)致對(duì)燃料空氣比的不精確的控制，伴隨而生的是效率的惡化和有害物質(zhì)排放的增加。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中的眾所周知的測(cè)量裝置對(duì)順著流動(dòng)的載有粒子的介質(zhì)的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上的靜電效應(yīng)進(jìn)行分析處理。這樣的測(cè)量裝置能夠確定流動(dòng)的載有粒子的介質(zhì)的流速，也能夠確定流動(dòng)的介質(zhì)的裝載量。這樣例如在DE 696 34 249 T2中介紹了一種測(cè)量系統(tǒng)，利用該測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)對(duì)兩個(gè)設(shè)置在體積流中的傳感元件上的靜電效應(yīng)的分析處理可以確定由氣體和細(xì)粉構(gòu)成的體積流的速度、體積流中的氣體和細(xì)粉的比例和流動(dòng)的細(xì)粉懸浮(Pulversuspension)中的紊流度。利用這樣的測(cè)量系統(tǒng)可以確定載有粒子的氣體流中的氣動(dòng)傳輸?shù)姆蹱罟腆w材料的量。所述測(cè)量系統(tǒng)例如可以用于對(duì)輸送給一個(gè)過(guò)程的粉狀固體材料量的控制。由US4，512，200A公知了一種用于確定在管道中被氣動(dòng)傳輸給燒嘴的煤粉量的方法，在該方法中為了確定被氣動(dòng)傳輸?shù)拿悍哿客瑯訉?duì)順著流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上的煤粉微粒的靜電效應(yīng)進(jìn)行分析處理。
[0011]上述用于通過(guò)對(duì)順著載有粒子的的介質(zhì)的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上的靜電效應(yīng)的分析處理確定流動(dòng)的載有粒子的介質(zhì)的流速和裝載量的測(cè)量系統(tǒng)和方法，原則上適合于確定在流動(dòng)的介質(zhì)中被輸送的微粒狀的固體材料的量。這些系統(tǒng)和方法還以高可靠性和高精度地應(yīng)用。然而它們?cè)诖_定在管道系統(tǒng)中被輸送的、不載有粒子的氣體時(shí)失靈。
[0012]因此，在DE 10 2008 030 650 Al中提出了一種用于在為了預(yù)熱新鮮空氣具有再生式空氣預(yù)熱器的燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒時(shí)對(duì)燃料空氣比進(jìn)行控制的方法，在該方法中根據(jù)對(duì)順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置在空氣流中的傳感器上的靜電效應(yīng)按照相關(guān)測(cè)量法進(jìn)行分析處理來(lái)實(shí)施燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量，其中0.1mg至IOmg細(xì)粒粒子/m3的空氣被添入傳感器前的空氣流中。優(yōu)選僅僅在燃煤電廠燃燒設(shè)備的啟動(dòng)階段期間，即僅僅在煤粉不燃燒和因此沒(méi)有飛塵微粒通過(guò)再生式空氣預(yù)熱器被添入新鮮空氣中的階段中，將細(xì)粒粒子添入空氣流中。在燃煤電廠燃燒設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行期間持續(xù)地添入細(xì)粒粒子的費(fèi)用過(guò)大。因此在DE 10 2008 030 650A1中提出的方案也僅僅在具有用于預(yù)熱新鮮空氣的再生式空氣預(yù)熱器的燃煤電廠燃燒設(shè)備中是適宜的。
[0013]另外已經(jīng)證明:當(dāng)空氣的粒子裝載量和/或空氣流的流速低于一個(gè)臨界值時(shí)，那么根據(jù)對(duì)在順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置在空氣流中的傳感器上的、順著空氣流被引入的、被靜電充電的粒子的靜電效應(yīng)按照相關(guān)測(cè)量法進(jìn)行分析處理來(lái)實(shí)施的燃煤電廠燃燒設(shè)備中的燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量不能再以足夠高的測(cè)量精度被使用。前述臨界值大致為0.1mg飛塵/m3空氣的粒子裝載量或流速lOm/s的流速，其中兩個(gè)臨界值在需實(shí)現(xiàn)的高測(cè)量精度方面如下地彼此相關(guān)聯(lián)，即如果空氣的流速明顯大于10m/S的話，空氣的粒子裝載量可以小于標(biāo)出的0.1mg飛塵/m3空氣，或者反過(guò)來(lái)，即如果空氣的粒子裝載量大于所述的0.1mg飛塵/m3空氣的話，空氣的流速也可以在10m/S以下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提供一種用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置和方法，通過(guò)它們消除上述缺點(diǎn)。特別是根據(jù)對(duì)從順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器獲得的信號(hào)使用相關(guān)測(cè)量法進(jìn)行分析處理應(yīng)該如下地改善燃煤電廠燃燒設(shè)備內(nèi)的燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量，即它們同樣能夠應(yīng)用于燃煤電廠燃燒設(shè)備中或在燃煤電廠燃燒設(shè)備的一種運(yùn)行狀況中，在該運(yùn)行狀況中空氣沒(méi)有裝載或者只極少地裝載粒子和/或在該運(yùn)行狀況中空氣的流速緩慢。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置以及根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。在與權(quán)利要求1相關(guān)的權(quán)利要求2至8中對(duì)本發(fā)明的裝置的有益的構(gòu)造加以闡述，在與權(quán)利要求9相關(guān)的權(quán)利要求9至16中對(duì)本發(fā)明的方法的有益的構(gòu)成加以闡述。
[0016]本發(fā)明的用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置具有將煤粉氣動(dòng)輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴的器具以及將燃燒用空氣輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴或輸送入燃燒室內(nèi)的器具，其中順著空氣的流動(dòng)方向設(shè)置有至少下述裝置:用于從周圍環(huán)境中吸入新鮮空氣的新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)；用于將吸入的新鮮空氣的一部分作為載氣輸送給磨煤機(jī)的研磨鼓風(fēng)機(jī)；用于利用燃煤電廠燃燒設(shè)備的廢氣熱對(duì)吸入的新鮮空氣和一部分載氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器；用于控制被引入燃燒室內(nèi)的燃燒用空氣流量的空氣流量控制裝置；用于控制為了氣動(dòng)輸送煤粉需使用的載氣流量的空氣流量控制裝置以及用于測(cè)量被導(dǎo)入燃燒室中的燃燒用空氣流量和用于測(cè)量為了氣動(dòng)輸送煤粉需使用的載氣流量的測(cè)量裝置，和用于將預(yù)先選定的煤粉量定量地輸送給燒嘴的裝置，其中借助對(duì)通過(guò)靜電效應(yīng)在至少兩個(gè)在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置來(lái)實(shí)施空氣流量測(cè)量，本發(fā)明裝置的特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向在傳感器之前保持間距I地，其中IX引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬< I < IOX傳感器的區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬，優(yōu)選3X引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬<I< 5X傳感器的區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬，在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)設(shè)置有包括具有平均半徑rm的電極輪廓的電極，其中0.1mm≤rm≤1.2mm，其中間距I為所述電極與兩個(gè)沿空氣的流動(dòng)方向(s)依次設(shè)置的傳感器中的第一傳感器之間的間距，即相對(duì)這個(gè)電極以電作用的對(duì)稱電極至少部分地沿空氣的流動(dòng)方向設(shè)置在傳感器前，并且電極以及對(duì)稱電極與電壓U為12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的高壓電源的不同的極性連接。
[0017]在這種情況下，借助相關(guān)測(cè)量裝置既對(duì)輸送給鍋爐的燃燒用空氣的流量進(jìn)行測(cè)量也對(duì)氣動(dòng)輸送煤粉所需的載氣的流量進(jìn)行測(cè)量，所述相關(guān)測(cè)量裝置對(duì)由于靜電感應(yīng)在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中順著流動(dòng)方向依次定位的傳感器上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理。為此在引導(dǎo)燃燒用空氣的通道系統(tǒng)中和在引導(dǎo)載氣的通道系統(tǒng)中設(shè)置有相應(yīng)的傳感器，這些傳感器與相關(guān)測(cè)量裝置保持電連接。
[0018]優(yōu)選地，在引導(dǎo)空氣的通道中保持間距I地設(shè)置在傳感器前的、與高壓電源電連接的電極可以具有一個(gè)或多個(gè)具有平均半徑rm為0.1mm ≤ rm ≤1.2mm的輪廓的尖端或刃部或可以構(gòu)造成具有平均半grm為0.1mm ≤ rm ≤ 1.2mm的線材。特別優(yōu)選地，所述電極構(gòu)造成伸入到流體斷面內(nèi)的棒材，其中伸入到流體斷面內(nèi)的電極的端部伸入到大致流體端面的中心并且至少具有平均半徑rm為0.1mm ≤rm ≤1.2mm的尖端或刃部。
[0019]如果引導(dǎo)空氣的通道的通道壁構(gòu)造成可導(dǎo)電的話，則該通道壁可以在本發(fā)明的優(yōu)選的構(gòu)造中導(dǎo)電地接通為相對(duì)于設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極的對(duì)稱電極。
[0020]在本發(fā)明的其他的構(gòu)造中，對(duì)稱電極構(gòu)造成可導(dǎo)電的棒材或線材，其貫穿通道橫斷面的至少一半并且順著空氣的流動(dòng)方向設(shè)置在電極之后和傳感器之前，就是說(shuō)順著空氣的流動(dòng)方向在電極與傳感器之間。當(dāng)然順著空氣的流動(dòng)方向在電極與傳感器之間還可以設(shè)置多個(gè)棒材或線材并導(dǎo)電地接通為對(duì)稱電極。
[0021]然而優(yōu)選地，順著空氣的流動(dòng)方向在電極與傳感器之間設(shè)置完全貫穿通道橫斷面的棒材或線材并導(dǎo)電地接通為對(duì)稱電極。
[0022]優(yōu)選地，電極設(shè)置為相對(duì)引導(dǎo)空氣的通道的通道壁絕緣。電極可以具有一個(gè)或多個(gè)具有平均半徑rm為0.1mm ≤ rm ≤ 1.2mm的輪廓的尖端或刃部或可以構(gòu)造成具有平均半徑rm為0.1mm≤rm≤1.2mm的線材。優(yōu)選地，電極導(dǎo)電地接通為負(fù)極。優(yōu)選地，對(duì)稱電極導(dǎo)電地接通為機(jī)殼接地，這特別是在通道壁構(gòu)造成可導(dǎo)電的并起對(duì)稱電極的作用時(shí)是有利的。
[0023]傳感器可以構(gòu)造為相對(duì)在通道內(nèi)被引導(dǎo)的空氣絕緣，以防止由于傳感器與離子化的空氣分子之間的直接電荷交換導(dǎo)致的干擾。
[0024]提供對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中、順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置，其中傳感器設(shè)置在設(shè)于引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中的、與電壓U為12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的高壓電源相連接的電極之后。如果與電壓U為12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的高壓電源相連的電極順著流動(dòng)方向設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中的分支前的話，多個(gè)前述相關(guān)測(cè)量裝置還可以設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道系統(tǒng)的不同分支中。重要的是:沿著氣流測(cè)得的傳感器到所述電極的間距I < IOX傳感器的區(qū)域內(nèi)的引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬。
[0025]本發(fā)明的方法以空氣流量測(cè)量為基礎(chǔ)，更確切地說(shuō)以借助對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在至少兩個(gè)在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中順著空氣的流動(dòng)方向依次設(shè)置的傳感器上產(chǎn)生的電信號(hào)的分析處理按照相關(guān)測(cè)量法實(shí)施的燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量為基礎(chǔ)。本發(fā)明方法的特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向在傳感器前，氣流的至少一部分受到傳導(dǎo)12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的電壓U的、具有0.1mm ^ rm ^ 1.2mm的平均半grm的電極輪廓的電極的作用并因此被離子化；以及傳感器卻不受通過(guò)電壓U驅(qū)動(dòng)的、在電極與對(duì)稱電極之間流動(dòng)的離子流的作用。
[0026]優(yōu)選電極傳導(dǎo)負(fù)電壓，即接通為負(fù)極。[0027]作為電場(chǎng)f的離子流從電極流向?qū)ΨQ電極的離子化的空氣分子與氣流中的其他
的分子相互作用，因此空氣流的分子如此地受電影響，即在空氣流流經(jīng)傳感器時(shí)受電影響的空氣流的分子通過(guò)靜電感應(yīng)在傳感器中產(chǎn)生電信號(hào)，這些電信號(hào)能夠借助相關(guān)測(cè)量裝置可靠地得到分析處理。
[0028]在這種情況下，特別重要的是:傳感器不受電極與對(duì)稱電極之間的離子流的直接作用。傳感器相對(duì)電極保持這樣的距離定位，即在電極與對(duì)稱電極之間形成的電場(chǎng)f的作用僅僅是微弱的，就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度為< 0.3V/m。
[0029]空氣流可以受電極上的恒定的負(fù)電壓U的作用或者還可以受隨時(shí)間變化的、最大值為12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的電壓U的作用。最大值為12kV≤U≤20kV，優(yōu)選為15kV≤U≤17kV的和脈沖持續(xù)時(shí)間為約Ims的脈沖電壓的作用是特別有利地。
[0030]已經(jīng)發(fā)現(xiàn):在可變化的電壓U，特別是脈沖電壓U的情況中，不僅可以借助對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在傳感器上產(chǎn)生的電信號(hào)的隨機(jī)特征的分析處理實(shí)施相關(guān)測(cè)量；而且另外為了確定空氣的流速和因此為了空氣流量測(cè)定，還可以對(duì)電壓U的時(shí)間變化以及因此對(duì)這個(gè)電壓U對(duì)空氣流的分子的作用的時(shí)間變化進(jìn)行分析處理。
[0031]在本方法的一個(gè)特別優(yōu)選的構(gòu)成中，空氣流經(jīng)受最大值為12kV < U < 20kV，優(yōu)選為15kV≤U≤17kV的和脈沖持續(xù)時(shí)間為約Ims的電壓U的η個(gè)脈沖數(shù)的、周期性反復(fù)的脈沖序列，其中10，以及其中η個(gè)脈沖的脈沖序列以周期持續(xù)時(shí)間為0.2s至3.0s,優(yōu)選為1.0s至1.5s周期性地反復(fù)。
[0032]在電極與對(duì)稱電極之間具有脈沖電壓的本發(fā)明的一個(gè)特別適宜的構(gòu)造在于:對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)按照相關(guān)測(cè)量法相對(duì)電極傳導(dǎo)的電壓U的脈沖時(shí)間延遲地進(jìn)行分析處理。優(yōu)選時(shí)間延遲在5ms至150ms之間，特別優(yōu)選時(shí)間延遲在8ms至70ms之間。通過(guò)這種方式，在對(duì)由空氣流在傳感器上通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)的分析處理中，不考慮由電壓脈沖導(dǎo)致的快速變化的電磁場(chǎng)而在傳感器中產(chǎn)生的信號(hào)-干擾信號(hào)。
[0033]本發(fā)明的方法還能夠在2m/s至lOm/s之間比較慢的空氣流速的情況下實(shí)現(xiàn)很精確的空氣流量測(cè)量。
[0034]在燃煤電廠燃燒設(shè)備具有再生式空氣預(yù)熱器的情況中，只有在沒(méi)有煤粉添入載氣中以及因此沒(méi)有飛塵微粒通過(guò)再生式空氣預(yù)熱器添入新鮮空氣中或者在傳感器的區(qū)域內(nèi)的空氣流速比較小時(shí)，電極然后才需要傳導(dǎo)電壓U。在這種情況中，在燃煤電廠燃燒設(shè)備使用煤粉點(diǎn)火過(guò)程中以及在空氣流速高的情況下可以在傳感器的區(qū)域內(nèi)按照相關(guān)測(cè)量法通過(guò)對(duì)信號(hào)的特征進(jìn)行分析處理實(shí)施空氣流量測(cè)量，所述信號(hào)由流入空氣流內(nèi)的飛塵微粒產(chǎn)生的帶電載體上的靜電效應(yīng)產(chǎn)生。只有在空氣流中沒(méi)有或僅有很少的飛塵微粒時(shí)和/或空氣流速小于10m/S時(shí)，才需要所述電極如所介紹的那樣傳導(dǎo)電壓U。
[0035]有利的是，在上述情形中，在所述電極僅僅有時(shí)如所介紹的那樣傳導(dǎo)電壓U，以便將獲得的空氣流量測(cè)量結(jié)果按照相關(guān)測(cè)量法用于對(duì)通過(guò)對(duì)信號(hào)的特征的分析處理所獲得的空氣流量測(cè)量的檢查，所述信號(hào)由流入空氣流內(nèi)的飛塵微粒產(chǎn)生的帶電載體上的靜電效應(yīng)產(chǎn)生。
[0036]本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)還在于:按照相關(guān)測(cè)量法直接測(cè)量氣流的速度，因?yàn)橥ㄟ^(guò)靜電感應(yīng)直接由空氣流的分子導(dǎo)致傳感器上的信號(hào)的產(chǎn)生，而在現(xiàn)有技術(shù)的類似方法中按照相關(guān)測(cè)量法對(duì)由在空氣流中傳導(dǎo)的微粒即飛塵微粒產(chǎn)生的信號(hào)的特征進(jìn)行分析處理。當(dāng)然，微粒的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)傳導(dǎo)微粒的空氣流的流速可以具有滑移，該滑移將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。空氣流的流速越慢以及微粒越大，上述滑移可能就越大。
[0037]本發(fā)明的裝置和本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃煤電廠燃燒設(shè)備中的燃料空氣比的無(wú)干擾和無(wú)需保養(yǎng)的控制以及因此以高可靠性、高精度和空氣流量測(cè)量的精度的長(zhǎng)期穩(wěn)定性對(duì)燃燒過(guò)程控制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]下文將參照實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明加以闡述。附圖中:
[0039]圖1為燃煤電廠燃燒設(shè)備的簡(jiǎn)化方框線路圖；
[0040]圖2為引導(dǎo)燃燒用空氣的通道內(nèi)的與高壓電源連接的電極以及與相關(guān)測(cè)量裝置連接的傳感器的配置；
[0041]圖3為與高壓電源連接的電極的電極尖端的構(gòu)造；
[0042]圖4為接通到電極上的高壓電的時(shí)間變化曲線；
[0043]圖5為接通到電極上的高壓電的另外的變化曲線；
[0044]圖6為引導(dǎo)燃燒用空氣的通道內(nèi)的與高壓電源連接的電極與對(duì)應(yīng)地構(gòu)造成棒材的對(duì)稱電極的以及與相關(guān)測(cè)量裝置連接的傳感器的另一個(gè)配置；
[0045]圖7為與高壓電源連接的電極的電極尖端的另一個(gè)構(gòu)造；
[0046]圖8為與高壓電源連接的電極以及引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的分支之后的兩個(gè)相關(guān)測(cè)量裝置的傳感器的配置；和
[0047]圖9為電廠燃燒設(shè)備中的空氣流量測(cè)量的時(shí)間變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0048]圖1中示出的燃煤電廠燃燒設(shè)備的簡(jiǎn)化方框線路圖示出的是以新鮮空氣吸入開始的新鮮空氣閥1，順著空氣的流動(dòng)方向s接下來(lái)的是新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)2。在新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)2之后被吸入的新鮮空氣被分流為載氣。這個(gè)載氣被研磨鼓風(fēng)機(jī)3繼續(xù)輸送，更確切地說(shuō)一部分被輸送到再生式空氣預(yù)熱器4。在燃煤電廠燃燒設(shè)備的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，載氣的一部分在再生式空氣預(yù)熱器4中被加熱。載氣的另外的部分被繼續(xù)冷態(tài)地輸送。載氣的兩個(gè)部分由熱空氣閥5以及冷空氣閥6定量地匯集到一起，更確切地說(shuō)形成這樣的體積分?jǐn)?shù)，即載氣-煤粉-混合物的溫度在加載細(xì)煤粉之后處于預(yù)先選定的極限值內(nèi)。由設(shè)置在磨煤機(jī)7之后的測(cè)溫裝置8探測(cè)載氣的溫度。在磨煤機(jī)7之前，在引導(dǎo)載氣的通道的流體斷面中設(shè)置有與高壓電源9連接的電極10和順著載氣的流動(dòng)方向s隨后設(shè)置有兩個(gè)傳感器11，這些傳感器與載氣流量測(cè)量裝置12連接。這些傳感器11構(gòu)造成順著載氣的流動(dòng)方向s成對(duì)地依次設(shè)置的、伸入到載氣流中的測(cè)桿。
[0049]載氣流量測(cè)量裝置10構(gòu)造成相關(guān)測(cè)量裝置，該相關(guān)測(cè)量裝置對(duì)由于靜電感應(yīng)由流經(jīng)傳感器11的帶電粒子產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理并且這樣測(cè)量載氣的流速。根據(jù)設(shè)置的傳感器11的區(qū)域內(nèi)的引導(dǎo)載氣的通道的橫截面面積以及設(shè)置的傳感器11的區(qū)域內(nèi)的載氣的溫度和載氣的靜壓力確定載氣流量。傳感器11順著載氣的流動(dòng)方向S相對(duì)電極10保持間距I設(shè)置，其中I?4X傳感器11的區(qū)域內(nèi)通道的流體斷面的凈寬。引導(dǎo)載氣的通道的壁13構(gòu)造為可導(dǎo)電的并且接通為機(jī)殼接地。電極10與傳感器11相對(duì)通道的壁13電絕緣地設(shè)置。根據(jù)電廠燃燒設(shè)備要求的負(fù)荷通過(guò)計(jì)量配料裝置14計(jì)量后煤炭被添加到磨煤機(jī)7。被加載煤粉的載氣被引向設(shè)置在燃燒室15內(nèi)的燒嘴16。這一點(diǎn)根據(jù)燃煤電廠燃燒設(shè)備的構(gòu)造可以單個(gè)燒嘴地或燒嘴組地或燃燒室15的所有燒嘴16共同地進(jìn)行。順著載氣的流動(dòng)方向s在再生式空氣預(yù)熱器4之后設(shè)置有用于測(cè)量載氣的靜壓力的壓力檢測(cè)裝置17。另外，在載氣流中設(shè)置有安全閥18，這些安全閥在燃煤電廠燃燒設(shè)備的啟動(dòng)階段，就是說(shuō)當(dāng)沒(méi)有煤粉輸送到燒嘴16時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)。
[0050]被吸入的新鮮空氣的主要部分作為燃燒用空氣輸送給在新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)2之后的再生式空氣預(yù)熱器4。借助靜壓力檢測(cè)裝置19探測(cè)經(jīng)加熱的燃燒用空氣的靜壓力。借助壓力檢測(cè)裝置17和19對(duì)新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)2進(jìn)行控制。經(jīng)加熱的燃燒用空氣一部分被直接輸送到燒嘴16，而經(jīng)加熱的燃燒用空氣的另一部分被輸送到燃燒室15內(nèi)。通過(guò)燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置20和21探測(cè)燃燒用空氣的兩個(gè)部分(Mengenteile)。為此在各個(gè)引導(dǎo)燃燒用空氣的通道內(nèi)設(shè)置有傳感器11，這些傳感器分別與燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置20和21連接。在燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置20和21的傳感器11之前，在引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的流體斷面內(nèi)各設(shè)置有與高壓電源9連接的電極10。類似于載氣流量檢測(cè)，傳感器11順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向s相對(duì)電極10保持間距I地設(shè)置，其中I?20X傳感器11的區(qū)域內(nèi)的通道的流體斷面的凈寬。
[0051]燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置20和21如載氣流量檢測(cè)裝置12 —樣同樣構(gòu)造成相關(guān)測(cè)量裝置，該相關(guān)測(cè)量裝置對(duì)由于靜電感應(yīng)由流經(jīng)傳感器11的帶電粒子產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理并且因此測(cè)量燃燒用空氣的流速。在考慮到設(shè)置的傳感器11的區(qū)域內(nèi)的引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的橫截面面積以及燃燒用空氣的溫度和燃燒用空氣的靜壓力的情況下，計(jì)算出燃燒用空氣流量。
[0052]通過(guò)燃燒用空氣控制閥22和23對(duì)輸送給燒嘴16以及燃燒室15的燃燒用空氣流量進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)在根據(jù)電廠燃燒設(shè)備要求的負(fù)荷事先確定的、輸送給燒嘴16的煤粉的流量的情況下事先規(guī)定的燃燒理論配比法所需的燃料空氣比。
[0053]根據(jù)燃煤電廠燃燒設(shè)備的規(guī)模和功率，所有前述標(biāo)準(zhǔn)組件和裝置可以重復(fù)設(shè)置并同時(shí)運(yùn)行。為了簡(jiǎn)化方框線路圖的清晰的目的，分別示出僅僅一套標(biāo)準(zhǔn)組件和裝置。就本發(fā)明的內(nèi)容而言，不涉及燃煤電廠燃燒設(shè)備的基本作用原理。
[0054]圖2示出的是與高壓電源9相連的電極10以及兩個(gè)與相關(guān)測(cè)量裝置12相連的傳感器11在引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的流體斷面內(nèi)的配置。為了載氣流量測(cè)量，以相同的方式在引導(dǎo)載氣的通道的流體斷面內(nèi)配置電極10和傳感器11。
[0055]電極10相對(duì)引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的壁13電絕緣地設(shè)置，該壁導(dǎo)電地起相對(duì)電極10的對(duì)稱電極作用、可導(dǎo)電并接通為機(jī)殼接地。它構(gòu)造成大致伸入到通道內(nèi)的流體斷面中心的、棒直徑約為12mm的金屬圓棒。如在圖3中所示出的那樣，在電極10的大致位于流體斷面中心的端部上設(shè)置有金屬尖端24，其具有的尖端24的平均半徑rm為rm=0.4mm。尖端24由厚度為Imm的鋼板制成，并被插入被切入圓棒內(nèi)的槽中以及與該圓棒導(dǎo)電連接。電極與高壓電源9電連接。電極相對(duì)通道的起對(duì)稱電極作用的壁13接通為負(fù)極。在電極10
的和起對(duì)稱電極作用的通道的壁13的這個(gè)配置和構(gòu)造情形下，兩個(gè)電極之間的電場(chǎng)g將具有所示出的構(gòu)造。
[0056]順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向S，相對(duì)電極10的位置保持間距I=4X通道斷面的凈寬地、順著流動(dòng)方向依次設(shè)置有兩個(gè)傳感器11。傳感器11構(gòu)造成伸入到流體斷面內(nèi)大約至流體斷面中心的測(cè)桿。在這種情況下，間距I是指電極10與沿空氣的流動(dòng)方向S依次設(shè)置的兩個(gè)傳感器11中的第一傳感器11之間的間距。兩個(gè)傳感器11沿空氣的流動(dòng)方向S彼此保持約350mm的間距設(shè)置。傳感器11沿空氣流動(dòng)方向s的彼此間距可以在200mm至1000mm 之間。
[0057]需要注意的是:傳感器11與電極10保持一個(gè)距離定位，在該距離中在電極10與起對(duì)稱電極作用的通道的壁13之間產(chǎn)生的電場(chǎng)?的作用僅僅是微小的，就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度< 0.3V/m。
[0058]傳感器11同樣構(gòu)造成相對(duì)接通為機(jī)殼接地的和引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的起對(duì)稱電極作用的壁13電絕緣。傳感器11與相關(guān)測(cè)量裝置12電連接。
[0059]圖4和5示出的是例如由高壓電源9產(chǎn)生的電壓U的可能的時(shí)間變化曲線。這在圖4中為一個(gè)約-16kV的直流電壓、一個(gè)具有約-16kV的峰值的可變電壓或一個(gè)具有在時(shí)間間隔約300ms中脈沖持續(xù)時(shí)間約為Ims的電壓脈沖的脈沖電壓，以及在圖5中是一個(gè)峰值約為-16kV和脈沖持續(xù)時(shí)間約為Ims和電壓脈沖序列的周期持續(xù)時(shí)間為1.0s的電壓U的5個(gè)脈沖的周期性反復(fù)序列。在這種情況下，5個(gè)脈沖的間距在序列中是非恒定的，而是其首先從第I與第2電壓脈沖之間的0.1s、在第2和第3電壓脈沖之間的0.15s、在第3與第4電壓脈沖之間的0.2s上升到第4與第5電壓脈沖之間的最后的0.25s。
[0060]已經(jīng)發(fā)現(xiàn):通過(guò)這樣的具有電壓脈沖的周期性反復(fù)序列可以實(shí)現(xiàn)特別好的測(cè)量結(jié)果O
[0061]圖6示出的是電極`10、導(dǎo)電地與這個(gè)電極10對(duì)應(yīng)的構(gòu)造成棒狀的對(duì)稱電極25、以及兩個(gè)與相關(guān)測(cè)量裝置12連接的傳感器11在引導(dǎo)煙道燃燒用空氣的通道的流體斷面內(nèi)的配置。對(duì)稱電極25構(gòu)造和設(shè)置成完全貫穿引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的流體斷面。對(duì)稱電極25順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向s定位在電極10與傳感器11之間，或更準(zhǔn)確地說(shuō)在電極10與兩個(gè)傳感器中的順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向s的第一傳感器11之間并且相對(duì)引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的壁13電絕緣地設(shè)置。電極10和對(duì)稱電極25與高壓電源9的兩極電連接。如在圖6中示出的那樣，在施加電壓或者電壓脈沖時(shí)，在電極10與對(duì)稱電極25之間形成電
場(chǎng)產(chǎn)6傳感器11與電極10保持如此的距離定位，即在電極10與對(duì)稱電極25之間產(chǎn)生的電場(chǎng)窗的作用僅僅是微小的，就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度< 0.3V/m。
[0062]圖7示出的是電極10的位于大致流體斷面中心的端部的構(gòu)造。在電極10的所述端部上構(gòu)造有指向?qū)ΨQ電極25的方向的尖端24。
[0063]圖8示出的是在引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的分支之后，與高壓電源9連接的電極10以及兩個(gè)由各兩個(gè)傳感器11構(gòu)成的、分別與相關(guān)測(cè)量裝置12.1和12.2電連接的傳感器組的配置。針對(duì)圖2或6所闡述的電極10以及傳感器11的配置的特征相應(yīng)地適用，然而不同之處在于:順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向s在電極10之后出現(xiàn)了引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的分支以及在每個(gè)通道分支內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的與一個(gè)相關(guān)測(cè)量裝置12.1或12.2連接的、由各兩個(gè)傳感器11構(gòu)成的組。順著燃燒用空氣的流動(dòng)方向s，在與相關(guān)測(cè)量裝置12.1電連接的傳感器11的情況中，電極10相對(duì)傳感器11的間距I為I?4X傳感器11的區(qū)域內(nèi)的通道橫斷面的凈寬，和在與相關(guān)測(cè)量裝置12.2電連接的傳感器11的情況中，I?8X傳感器11的區(qū)域內(nèi)的通道橫斷面的凈寬。
[0064]圖9示出的是在燃煤電廠燃燒設(shè)備的啟動(dòng)階段期間輸送給一個(gè)燒嘴16或一組燒嘴16的燃燒用空氣的量的時(shí)間變化曲線。
[0065]首先給燃燒室15進(jìn)行預(yù)送風(fēng)。燃燒用空氣控制閥22和23完全打開，而載氣引導(dǎo)中的安全閥18則關(guān)閉。只將燃燒用空氣引入燃燒室12內(nèi)。根據(jù)借助靜壓力檢測(cè)裝置19測(cè)得的燃燒用空氣的壓力對(duì)新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)2進(jìn)行控制。首先向燃燒室15內(nèi)吹入如此多的燃燒用空氣，以數(shù)倍地(至少3倍地)置換燃燒室15內(nèi)的空氣量，以便從燃燒室15中清除剩余燃料來(lái)防止爆燃。在燃燒室15內(nèi)的空氣量被數(shù)倍地置換之后，形成用于設(shè)置在燃燒室15內(nèi)的、在圖1中未示出的燃油或燃?xì)鉄斓狞c(diǎn)火待機(jī)狀態(tài)。隨著點(diǎn)火待機(jī)狀態(tài)的開始，根據(jù)為了點(diǎn)火過(guò)程輸送的燃料(燃油或燃?xì)?量對(duì)燃燒用空氣流量進(jìn)行控制。高壓電源9產(chǎn)生高壓脈沖序列，電極10被加載這些高壓脈沖序列，其中電極10相對(duì)引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的、起對(duì)稱電極作用的壁13接通為負(fù)極。高壓脈沖具有Ims的脈沖寬度，電壓U的最大值為U= - 16kV。利用燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置20和21對(duì)燃燒用空氣流量進(jìn)行測(cè)量，并且通過(guò)燃燒用空氣控制閥22和23對(duì)輸送給燒嘴16或燃燒室15的燃燒用空氣流量進(jìn)行控制。如此長(zhǎng)時(shí)間地繼續(xù)燃煤電廠燃燒設(shè)備的燃油或燃?xì)馊紵?，直到?shí)現(xiàn)燃燒室15和再生式空氣預(yù)熱器4的充分預(yù)熱為止。在燃油或燃?xì)馊紵陂g，電極10被高壓脈沖加載，以便在燃燒用空氣流中產(chǎn)生離子化的空氣分子霧(Wolken ionisierter Luftmolekuele)。這些
離子化的空氣分子霧在形成于電極10與對(duì)稱電極之間的電場(chǎng)f內(nèi)作為離子流被引向?qū)ΨQ
電極。與此同時(shí)，在上述離子化空氣分子與燃燒用空氣流的其他的分子之間發(fā)生相互作用。由于這個(gè)相互作用，燃燒用空氣流的分子如此地受到電影響，即在其流經(jīng)傳感器11時(shí)由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生信號(hào)，從這些信號(hào)中通過(guò)按照相關(guān)測(cè)量法的分析處理可以求得燃燒用空氣的各個(gè)流速。根據(jù)燃燒用空氣的流速，然后在考慮到設(shè)置的傳感器11的相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的引導(dǎo)燃燒用空氣的通道的橫截面面積以及燃燒用空氣的溫度和燃燒用空氣的靜壓力的情況下計(jì)算出各個(gè)燃燒用空氣流量。重要的是:傳感器11不受電極10與對(duì)稱電極13、25之間的離子流的直接作用，因?yàn)榘凑障嚓P(guān)測(cè)量法，即，按照與此后將闡述的、對(duì)由流經(jīng)傳感器的、通過(guò)靜電效應(yīng)而帶電的微?；陟o電感而在傳感器11上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的方法相同
的方式無(wú)法分析處理由于電場(chǎng)g引導(dǎo)的離子流而在傳感器11上產(chǎn)生的信號(hào)。
[0066]隨著燃燒室15實(shí)現(xiàn)充分的預(yù)熱，煤粉開始被添入燃燒室15中。為此通過(guò)研磨鼓風(fēng)機(jī)3和打開安全閥18啟動(dòng)載氣流，以及磨煤機(jī)7定量地被添入煤炭。載氣被加載煤粉。煤粉在依然處于運(yùn)行中的燃油或燃?xì)鉄焐宵c(diǎn)燃。
[0067]隨著煤粉開始被添入燃燒室15中以及煤粉點(diǎn)火燃燒，可以結(jié)束為電極10加載高壓脈沖，因?yàn)橥ㄟ^(guò)再生式空氣預(yù)熱器4足夠量的灰粒被添入燃燒用空氣和載氣中，這些灰粒通過(guò)靜電效應(yīng)被充電并且在流經(jīng)傳感器11時(shí)由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生可以按照相關(guān)測(cè)量法進(jìn)行分析處理的信號(hào)。盡管如此可以間隔約30分鐘，在必要的情況下還以更短的間隔給電極10加載高壓脈沖，以便為了檢查設(shè)備的測(cè)量精度實(shí)施檢測(cè)，這些檢測(cè)既以由流經(jīng)傳感器11的、通過(guò)靜電效應(yīng)被充電的灰粒產(chǎn)生的信號(hào)也以由離子化的空氣分子通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)為基礎(chǔ)。這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃燒用空氣或載氣的流速的明顯更加精確的測(cè)量，由此產(chǎn)生明顯更加精確的燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量，通過(guò)這種方式最終可以實(shí)現(xiàn)在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中對(duì)燃料空氣比的明顯更加精密的控制。
[0068]然而如果燃燒用空氣或載氣的流速下降到數(shù)值lOm/s以下的話，應(yīng)該給電極10加載相應(yīng)的高壓脈沖，因?yàn)榇撕蟀凑障嚓P(guān)測(cè)量法通過(guò)對(duì)由僅僅通過(guò)靜電效應(yīng)被充電的微粒在傳感器11產(chǎn)生的信號(hào)的分析處理得到的燃燒用空氣流量測(cè)量或載氣流量測(cè)量的測(cè)量精度明顯惡化。
[0069]附圖標(biāo)記列表
[0070]1- 新鮮空氣閥
[0071]2- 新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)
[0072]3- 研磨鼓風(fēng)機(jī)
[0073]4- 再生式空氣預(yù)熱器
[0074]5- 熱空氣閥
[0075]6- 冷空氣閥
[0076]7- 磨煤機(jī)
[0077]8- 測(cè)溫裝置
[0078]9- 高壓電源
[0079]10-電極
[0080]11- 傳感器
[0081]12- 相關(guān)測(cè)量裝置
[0082]12.1相關(guān)測(cè)量裝置
[0083]12.2相關(guān)測(cè)量裝置
[0084]13 通道的壁
[0085]14 計(jì)量配料裝置
[0086]15 燃燒室
[0087]16 燒嘴
[0088]17 用于測(cè)量載氣的靜壓力的壓力檢測(cè)裝置
[0089]18 載氣流中的安全閥
[0090]19 用于測(cè)量燃燒用空氣的靜壓力的壓力檢測(cè)裝置
[0091]20 燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置
[0092]21 燃燒用空氣流量檢測(cè)裝置
[0093]22 燃燒用空氣控制閥
[0094]23 燃燒用空氣控制閥
[0095]24 電極10的或電極10上的尖端
[0096]25 對(duì)稱電極
[0097]f.電場(chǎng)
[0098]I 間距
[0099]η- 電壓U的脈沖數(shù)
[0100]rffl 尖端的平均半徑[0101]s 流動(dòng)方向
[0102]U 電壓
【權(quán)利要求】
1.用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的裝置，該裝置具有將煤粉氣動(dòng)輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴的器具以及將燃燒用空氣輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴(16)或輸送入燃燒室(15)內(nèi)的器具，其中順著空氣的流動(dòng)方向設(shè)置有至少下述裝置:用于從周圍環(huán)境中吸入新鮮空氣的新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)(2);用于輸送被吸入的新鮮空氣的一部分作為用于加載煤粉的載氣的研磨鼓風(fēng)機(jī)(3);用于利用燃煤電廠燃燒設(shè)備的廢氣熱對(duì)被吸入的新鮮空氣和一部分載氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器(4);用于控制被引入燃燒室(15)內(nèi)的燃燒用空氣流量的空氣流量控制裝置；用于控制為了氣動(dòng)輸送煤粉需使用的載氣的空氣流量控制裝置以及用于測(cè)量被導(dǎo)入燃燒室(15)中的燃燒用空氣流量和用于測(cè)量為了氣動(dòng)輸送煤粉需使用的載氣流量的測(cè)量裝置(12，20，21)，和用于將預(yù)先選定的煤粉量定量地輸送給燒嘴(16)的裝置(7，14)，和其中為了空氣流量測(cè)量(12，20，21)設(shè)置有對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在兩個(gè)在空氣流中，順著空氣的流動(dòng)方向(s )依次設(shè)置的傳感器(11)上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置(12)， 其特征在于:順著空氣流動(dòng)方向(s)在相關(guān)測(cè)量裝置(12)的傳感器(11)之前保持間距I地，其中IX引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬< I < IOX傳感器(11)的區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬，優(yōu)選3X引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬< I < 5X傳感器(11)的區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面的凈寬，在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)設(shè)置有包括具有平均半徑L的電極輪廓的電極(10)，其中0.1mm ^ rm^ 1.2mm，其中間距I為電極(10)與兩個(gè)依次設(shè)置的傳感器(11)中的沿空氣的流動(dòng)方向(s)的第一傳感器(11)之間的間距，即相對(duì)電極(10)以電作用的對(duì)稱電極(13，25)至少部分地沿空氣的流動(dòng)方向(s)設(shè)置在傳感器(11)前，并且電極(10)以及對(duì)稱電極(13，25)與電壓U為12kV≤U≤20kV,優(yōu)選15kV≤U≤17kV的高壓電源(9)的不同的極性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:在引導(dǎo)空氣的通道的通道壁(13)為導(dǎo)電的情況中，該通道壁(13)接通為相對(duì)于設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)的對(duì)稱電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向(s)在電極(10)之后和在傳感器(11)之前設(shè)置有至少一個(gè)貫穿通道橫斷面的至少一半的導(dǎo)電的棒材(25)或線材，以及這個(gè)導(dǎo)電的棒材(25)或線材電接通為相對(duì)電極(10)的對(duì)稱電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的裝置，其特征在于:設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)接通為負(fù)極，以及對(duì)稱電極(13，25)接通為機(jī)殼接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的裝置，其特征在于:設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)具有一個(gè)或多個(gè)具有平均半徑rm為0.1mm ^ rm ^ 1.2mm的輪廓的尖端(24)或刃部，或著設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)構(gòu)造成具有平均半徑!^為0.1mm ^ rm ^ 1.2mm 的線材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的裝置，其特征在于:設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)構(gòu)造成伸入流體斷面內(nèi)的棒材并且設(shè)置為相對(duì)引導(dǎo)空氣的通道的壁(13)絕緣，其中伸入流體斷面內(nèi)的電極(10)的端部大致伸入到該流體斷面中心并且具有至少一個(gè)平均半徑rm為0.1mm ^ rm ^ 1.2mm的尖端(24)或刃部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的裝置，其特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向(s)在設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10 )之后，設(shè)置有多個(gè)對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在兩個(gè)在空氣流內(nèi)順著空氣的流動(dòng)方向(S)依次設(shè)置的傳感器(11)上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置(12.1, 12.2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向(s)在設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的電極(10)之后和在順著空氣的流動(dòng)方向接在電極(10)的設(shè)置位置之后的、引導(dǎo)空氣的通道的分支之后，在各個(gè)通道分支中設(shè)置有對(duì)通過(guò)靜電感應(yīng)在兩個(gè)在空氣流內(nèi)順著空氣的流動(dòng)方向(s)依次設(shè)置的傳感器(11)上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理的相關(guān)測(cè)量裝置(12.1, 12.2)。
9.用于在燃煤電廠燃燒設(shè)備中煤粉燃燒過(guò)程中控制燃料空氣比的方法，該方法具有如權(quán)利要求1至7所述的那樣將煤粉輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴(16)的器具以及將燃燒用空氣輸送給燃煤電廠燃燒設(shè)備的燒嘴(16)或輸送入燃燒室(15)內(nèi)的器具，其中根據(jù)對(duì)在順著空氣的流動(dòng)方向(s)依次設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面內(nèi)的傳感器(11)上通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)按照相關(guān)測(cè)量法的分析處理來(lái)實(shí)施燃燒用空氣流量測(cè)量和載氣流量測(cè)量，其特征在于:順著空氣的流動(dòng)方向(s)在傳感器(11)前，至少空氣流的一部分接受傳導(dǎo)12kV≤U≤20kV，優(yōu)選15kV≤U≤17kV的電壓U的、具有平均半徑為0.1mm ≤ rm≤ 1.2mm的電極輪廓的電極(10)的作用并因此被離子化，并且其中傳感器(11)不受通過(guò)電壓U驅(qū)動(dòng)的、在所述電極(10)與所述對(duì)稱電極(13，25)之間流動(dòng)的離子流的直接作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:電極(10)傳導(dǎo)恒定的負(fù)電壓U。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:電極(10)傳導(dǎo)可隨時(shí)間變化的、最大值在12kV≤U≤20kV之間，優(yōu)選在15kV≤U≤17kV之間的電壓U。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:電極(10)傳導(dǎo)最大值在12kV≤U≤20kV之間，優(yōu)選在15kV≤U≤17kV之間的和脈沖持續(xù)時(shí)間為約Ims的脈沖電壓U。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于:電極(10)周期性地傳導(dǎo)最大值在12kV≤U≤20kV之間，優(yōu)選在15kV≤U≤17kV之間的和脈沖持續(xù)時(shí)間為約Ims的電壓U的n個(gè)脈沖數(shù)，其中2 ≤ n≤ 10，并且n個(gè)脈沖的周期持續(xù)時(shí)間在0.2s至3.0s之間，優(yōu)選在1.0s至1.5s之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于:按照相關(guān)測(cè)量法相對(duì)電極(10)傳導(dǎo)的電壓U的脈沖時(shí)間延遲地對(duì)在順著空氣的流動(dòng)方向(s)依次設(shè)置在引導(dǎo)空氣的通道的流體斷面中的傳感器(11)上通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于:電壓U的脈沖與按照相關(guān)測(cè)量法對(duì)在傳感器(11)上通過(guò)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)的分析處理之間的時(shí)間延遲在5ms至150ms之間，優(yōu)選在8ms至70ms之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于:在燃煤電廠燃燒設(shè)備具有再生式空氣預(yù)熱器(4)的情況中，只有在不向載氣中添加煤粉時(shí)以及因此沒(méi)有飛塵微粒通過(guò)所述再生式空氣預(yù)熱器(4)添加到新鮮空氣內(nèi)時(shí)或者在燃燒用空氣的或載氣的流速下降到數(shù)值10m/S以下時(shí)或當(dāng)在正常的電廠運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該對(duì)燃料空氣比的控制進(jìn)行檢查時(shí)，電極(10)才傳導(dǎo)電壓。
【文檔編號(hào)】G01F1/64GK103827584SQ201280034403
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月13日
【發(fā)明者】漢斯·格奧爾格·康拉茲, 亞歷山大·哈爾姆, 馬丁·博姆 申請(qǐng)人:普美康過(guò)程控制和測(cè)量技術(shù)康拉德有限責(zé)任公司