燃煤发电机组煤粉在线测控系统采用国际先进的交流双频矩形波励磁环状复合式静电离子感应技术,可实现对锅炉一次风管煤粉流量、浓度、速度的在线检测,为优化锅炉燃烧提供极为重要的测控平台。通过对煤粉分配控制系统的调节,可以指导锅炉降低煤耗达0.5%以上,降低SO₂排放10%,降低NOx排放15%,在国家强制节能减排大形势下,该技术的推广极具现实意义。
一、系统组成
燃煤发电机组煤粉在线测控系统为英国原装进口产品,系统主要由两部分组成:
1、在线煤粉流量监测系统。系统由MPS变送器和SES信号分析系统组成,每套分析系统可连接多达32个测量传感器(亦即可同时对32根输煤管道中的煤粉分配情况进行在线测量)。
MPS变送器的测量传感器部分,采用了世界上最先进的“交流双频矩形波励磁环状复合式静电离子感应技术”,无源测量煤粉微粒通过管道时产生的静电荷。传感器由复合式多环组成,传感器包覆了所要计量的全部煤粉流经。传感器内径同锅炉输煤管道内径一致,且经过特殊防冲刷、耐腐蚀处理,使用寿命很长。
2、煤粉分配控制阀。阀门主要有两种结构,一为百叶窗式,另一种为蜂窝结构,它们均为气动调节阀门,阀门内部结构和材料具有耐冲刷,寿命长的特点,运动部件可方便更换。它的最大调节范围为管道全开度的25%范围,即零位时阀门的开度为管道全截面的80%,全开时是管道全截面的105%;它对一次风管不能进行关断。
煤粉分配控制阀是根据SES信号分析处理系统提供的监测数据,通过改变管道通径截面积,来实现煤粉流量分配的调控。煤粉分配阀要尽量安装到接近磨煤机出口的位置。
二、检测和控制的过程(以锅炉燃烧的某一层为例):
传感器将即时的四个一次风管中的煤粉流速、浓度、流量数据通过中继电路发送给数据处理中心,数据中心根据每个风管中的具体数据结果,指令煤粉流量、流速、浓度最大的和最小的一次风管上的调节阀门分别调小和调大阀门的开度2%,每5分钟(时间可以设定)按上述方式进行一次调整,保证各个风管中的煤粉供给比例相对均衡。
以此类推,我们就可将锅炉的所有风管中的风粉浓度、速度调节到相对均衡状态,炉膛内的燃烧自然将趋于平衡,煤粉将会更加均匀。而此时在保证机组出力不变的情况下,调节降低一次风、二次风风速、风量,煤粉的燃烧将更加充分,从而实现锅炉的最优化燃烧。
一次风和二次风风速、风量的减少使单位时间内进入炉膛的煤粉的流量减少,从而达到节能的目的。炉膛内温度的适度减低以及二次风的减少,使二氧化硫和氮氧化物的生成大量减少。
三、设备投运后的效果:
1、数字化指导运行人员调节给粉与 配风,优化燃烧,提高燃烧效率。
2、帮助运行人员判断燃烧器燃烧状况的好坏,预防出现燃烧器堵粉等事故的发生。
3、改善燃烧 :降低火焰长度 ;消除火焰和燃烧器发生分离 ;降低飞灰残碳 。
4、节省燃煤1%以上。
5、减少NOx的排放约15%,减少SO2的排放10%,从而降低脱硫脱硝运行成本。
依据国外设备实际投运的经验,结合国内机组运行能力及技术保障的水平,预计设备投资回收周期在7个月左右。