本發(fā)明涉及鍋爐飛灰含碳量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過等速取樣和定量收灰實(shí)現(xiàn)飛灰含碳量的高精度實(shí)時(shí)在線智能化測(cè)量的飛灰等速采樣定量收灰的自動(dòng)測(cè)碳裝置。

背景技術(shù)：

鍋爐飛灰含碳量大小是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐燃燒效率和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)之一。測(cè)量鍋爐飛灰含碳量的高低有助于提高鍋爐燃燒效率及控制水平，降低發(fā)電煤耗。目前現(xiàn)有的主流在線檢測(cè)飛灰可燃物的技術(shù)有微波法、紅外法、電容法和灼燒失重法等，其中微波、紅外和電容法都是一種間接測(cè)量方法，測(cè)量的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過多次比對(duì)然后再擬合出一個(gè)標(biāo)定曲線，由于這些間接測(cè)量方法其標(biāo)定曲線受鍋爐燃燒煤種的變化（灰分、水分、密度等），導(dǎo)致測(cè)量誤差較大，無法滿足用戶的需求。灼燒失重法是一種直接測(cè)量方法，其工作原理參照了飛灰可燃物測(cè)定的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無需擬合標(biāo)定，基本滿足用戶測(cè)量精度的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種灼燒失重法在線測(cè)量飛灰的方法，該方法采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)取樣時(shí)難以獲得流速與煙道內(nèi)的氣固混合物流速趨于一致的樣品，且每次取樣的樣品量難以控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過等速取樣和定量收灰實(shí)現(xiàn)飛灰含碳量的高精度實(shí)時(shí)在線智能化測(cè)量的飛灰等速采樣定量收灰的自動(dòng)測(cè)碳裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種飛灰等速采樣定量收灰的自動(dòng)測(cè)碳裝置，包括煙道、控制柜、信號(hào)控制器、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)、加熱灼燒器、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述的煙道上設(shè)有煙道內(nèi)流速采樣器和取樣槍內(nèi)流速采樣器，取樣槍內(nèi)流速采樣器設(shè)置在取樣槍管上，取樣槍管的一端插入煙道且其另一端與旋風(fēng)分離器相連接，旋風(fēng)分離器的上端與設(shè)置在煙道上的負(fù)壓發(fā)生器相連通且旋風(fēng)分離器的下端設(shè)置落灰軟管，在落灰軟管上設(shè)有定量收灰機(jī)構(gòu)且落灰軟管的出口端設(shè)置落灰管密封器；所述的信號(hào)控制器通過負(fù)壓發(fā)生器作用使得取樣槍內(nèi)流速采樣器獲得的取樣槍管內(nèi)的氣固混合物流速與煙道內(nèi)流速采樣器獲得的煙道內(nèi)的氣固混合物流速趨于一致后，通過旋風(fēng)分離器分離使得氣固混合物中的固體顆粒物落入落灰軟管中并通過定量收灰機(jī)構(gòu)量取定量的固體顆粒物。

所述的定量收灰機(jī)構(gòu)包括氣缸支撐座、下閥氣缸、上閥氣缸和灰位傳感器，氣缸支撐座安裝在落灰軟管上且氣缸支撐座上依次設(shè)置下閥氣缸和上閥氣缸，下閥氣缸控制的收灰下閥板和上閥氣缸控制的收灰上閥板在落灰軟管上構(gòu)成定量閥，定量閥上方的落灰軟管上設(shè)有灰位傳感器；所述的定量收灰機(jī)構(gòu)收取灰樣前，下閥氣缸驅(qū)動(dòng)收灰下閥板封閉落灰軟管，當(dāng)信號(hào)控制器接收到灰位傳感器的信號(hào)后停止收取灰樣，并使得上閥氣缸驅(qū)動(dòng)收灰上閥板封閉落灰軟管，則收灰下閥板和收灰上閥板之間的定量閥內(nèi)的灰樣即為單次定量收取的灰樣。

所述的煙道內(nèi)流速采樣器安裝在與取樣槍管相平行設(shè)置的煙道采樣管上，且煙道采樣管和取樣槍管皆固定安裝在煙道外壁上設(shè)置的矩形法蘭上，矩形法蘭上的負(fù)壓引風(fēng)孔用于安裝負(fù)壓發(fā)生器，且負(fù)壓發(fā)生器通過防磨引射彎頭與旋風(fēng)分離器的上端相連通。

所述取樣槍管前端的取樣槍頭的開口朝向平行于煙道的氣固混合物流向。

所述的升降機(jī)構(gòu)通過升降支撐板安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)端上設(shè)置有坩堝支撐板，坩堝支撐板的前端設(shè)置的嵌置槽用于放置坩堝，在信號(hào)控制器的作用下移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)坩堝移動(dòng)到落灰軟管的正下方，升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板上升直到坩堝緊貼到落灰管密封器上等待接收定量收灰機(jī)構(gòu)量取的定量灰樣；且所述的加熱灼燒器和重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在坩堝的水平輸送方向上。

所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有緩沖限位元件，緩沖限位元件能夠?qū)ι禉C(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板下行進(jìn)行緩沖限位。

所述加熱灼燒器的正下方設(shè)有陶瓷頂桿，陶瓷頂桿在無桿氣缸的作用下能夠?qū)③釄迳良訜嶙茻鲀?nèi)。

所述無桿氣缸、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在控制柜內(nèi)的下平臺(tái)上，且下平臺(tái)上設(shè)有電爐及密封座支撐架，電爐及密封座支撐架用于安裝落灰管密封器、排灰管密封器和加熱灼燒器。

所述煙道的外壁上設(shè)置的矩形法蘭上設(shè)有連通煙道的排灰軟管，排灰軟管上帶有負(fù)壓排灰器且排灰軟管的下端設(shè)有排灰管密封器。

所述控制柜的柜門上設(shè)有觸摸顯示屏且信號(hào)控制器設(shè)置在控制柜的柜門內(nèi)壁上。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的自動(dòng)測(cè)碳裝置綜合了傳統(tǒng)高精度的實(shí)驗(yàn)室化學(xué)灼燒失重法測(cè)碳技術(shù)和自行研制的均速取樣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛灰含碳量的高精度實(shí)時(shí)在線智能化測(cè)量；該裝置采用PLC作為主控制器，通過集成等速取樣和定量收灰功能，能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)飛灰含碳量的在線檢測(cè)，可精確的檢測(cè)出飛灰可燃物指標(biāo)；另外該裝置還具有手動(dòng)測(cè)量和人工取樣的功能，故適宜推廣使用。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的自動(dòng)測(cè)碳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

附圖2為本發(fā)明的自動(dòng)測(cè)碳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

附圖3為附圖2中A部分放大結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為本發(fā)明的自動(dòng)測(cè)碳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三。

其中：1—煙道；2—控制柜；3—觸摸顯示屏；4—矩形法蘭；5—負(fù)壓引風(fēng)孔；6—防磨引射彎頭；7—旋風(fēng)分離器；8—落灰軟管；9—排灰軟管；10—信號(hào)控制器；11—?dú)飧字巫?2—下閥氣缸；13—上閥氣缸；14—定量閥；15—落灰管密封器；16—電爐及密封座支撐架；17—排灰管密封器；18—加熱灼燒器；19—移動(dòng)機(jī)構(gòu)；20—下平臺(tái)；21—升降機(jī)構(gòu)；22—緩沖限位元件；23—重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)；24—陶瓷頂桿；25—無桿氣缸；26—取樣槍頭；27—取樣槍管；28—負(fù)壓發(fā)生器；29—煙道內(nèi)流速采樣器；30—升降支撐板；31—取樣槍內(nèi)流速采樣器；32—坩堝支撐板；33—坩堝；34—收灰下閥板；35—收灰上閥板；36—灰位傳感器；37—負(fù)壓排灰器；38—定量收灰機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1-4所示：一種飛灰等速采樣定量收灰的自動(dòng)測(cè)碳裝置，包括煙道1、控制柜2、信號(hào)控制器10、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23、加熱灼燒器18、移動(dòng)機(jī)構(gòu)19和升降機(jī)構(gòu)21，控制柜2的柜門上設(shè)有觸摸顯示屏3且信號(hào)控制器10設(shè)置在控制柜2的柜門內(nèi)壁上，在煙道1上設(shè)有煙道內(nèi)流速采樣器29和取樣槍內(nèi)流速采樣器31，取樣槍內(nèi)流速采樣器31設(shè)置在取樣槍管27上，取樣槍管27的一端插入煙道1且其另一端與旋風(fēng)分離器7相連接，旋風(fēng)分離器7的上端與設(shè)置在煙道1上的負(fù)壓發(fā)生器28相連通且旋風(fēng)分離器7的下端設(shè)置落灰軟管8，在落灰軟管8上設(shè)有定量收灰機(jī)構(gòu)38且落灰軟管8的出口端設(shè)置落灰管密封器15；具體來說，取樣槍管27前端的取樣槍頭26的開口朝向平行于煙道1的氣固混合物流向，煙道內(nèi)流速采樣器29安裝在與取樣槍管27相平行設(shè)置的煙道采樣管上，且煙道采樣管和取樣槍管27皆固定安裝在煙道1外壁上設(shè)置的矩形法蘭4上，矩形法蘭4上的負(fù)壓引風(fēng)孔5用于安裝負(fù)壓發(fā)生器28，且負(fù)壓發(fā)生器28通過防磨引射彎頭6與旋風(fēng)分離器7的上端相連通；該定量收灰機(jī)構(gòu)38包括氣缸支撐座11、下閥氣缸12、上閥氣缸13和灰位傳感器36，氣缸支撐座11安裝在落灰軟管8上且氣缸支撐座11上依次設(shè)置下閥氣缸12和上閥氣缸13，下閥氣缸12控制的收灰下閥板34和上閥氣缸13控制的收灰上閥板35在落灰軟管8上構(gòu)成定量閥14，定量閥14上方的落灰軟管8上設(shè)有灰位傳感器36。信號(hào)控制器10通過負(fù)壓發(fā)生器28作用使得取樣槍內(nèi)流速采樣器31獲得的取樣槍管27內(nèi)的氣固混合物流速與煙道內(nèi)流速采樣器29獲得的煙道1內(nèi)的氣固混合物流速趨于一致后，通過旋風(fēng)分離器7分離使得氣固混合物中的固體顆粒物落入落灰軟管8中并通過定量收灰機(jī)構(gòu)38量取定量的固體顆粒物；定量收灰機(jī)構(gòu)38收取灰樣前，下閥氣缸12驅(qū)動(dòng)收灰下閥板34封閉落灰軟管8，當(dāng)信號(hào)控制器10接收到灰位傳感器36的信號(hào)后停止收取灰樣，并使得上閥氣缸13驅(qū)動(dòng)收灰上閥板35封閉落灰軟管8，則收灰下閥板34和收灰上閥板35之間的定量閥14內(nèi)的灰樣即為單次定量收取的灰樣。

在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，升降機(jī)構(gòu)21通過升降支撐板30安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)19上，升降機(jī)構(gòu)21的驅(qū)動(dòng)端上設(shè)置有坩堝支撐板32，坩堝支撐板32的前端設(shè)置的嵌置槽用于放置坩堝33；且移動(dòng)機(jī)構(gòu)19上設(shè)有緩沖限位元件22，緩沖限位元件22能夠?qū)ι禉C(jī)構(gòu)21驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板32下行進(jìn)行緩沖限位。在信號(hào)控制器10的作用下移動(dòng)機(jī)構(gòu)19帶動(dòng)坩堝33移動(dòng)到落灰軟管8的正下方，升降機(jī)構(gòu)21驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板32上升直到坩堝33緊貼到落灰管密封器15上等待接收定量收灰機(jī)構(gòu)38量取的定量灰樣；且加熱灼燒器18和重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23設(shè)置在坩堝33的水平輸送方向上。在加熱灼燒器18的正下方設(shè)有陶瓷頂桿24，陶瓷頂桿24在無桿氣缸25的作用下能夠?qū)③釄?3升至加熱灼燒器18內(nèi)；無桿氣缸25、移動(dòng)機(jī)構(gòu)19和重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23固定設(shè)置在控制柜2內(nèi)的下平臺(tái)20上，且下平臺(tái)20上設(shè)有電爐及密封座支撐架16，電爐及密封座支撐架16用于安裝落灰管密封器15、排灰管密封器17和加熱灼燒器18。另外在煙道1的外壁上設(shè)置的矩形法蘭4上設(shè)有連通煙道1的排灰軟管9，排灰軟管9上帶有負(fù)壓排灰器37且排灰軟管9的下端設(shè)有排灰管密封器17。

下面通過具體操作過程來進(jìn)一步的說明本發(fā)明提供的飛灰等速采樣定量收灰的自動(dòng)測(cè)碳裝置：⑴、接通電源，煙道內(nèi)流速采樣器29、取樣槍內(nèi)流速采樣器31開始測(cè)量煙道1內(nèi)的氣固混合物流速和取樣槍管27內(nèi)的氣固混合物流速，并將流速轉(zhuǎn)化為電信號(hào)同時(shí)傳送給信號(hào)控制器10，信號(hào)控制器10經(jīng)過運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)送給負(fù)壓發(fā)生器28，負(fù)壓發(fā)生器28產(chǎn)生負(fù)壓開始調(diào)節(jié)，短時(shí)間后取樣槍管27內(nèi)的氣固混合物（飛灰顆粒物和混合氣體）開始向旋風(fēng)分離器7內(nèi)運(yùn)動(dòng)并且流速與煙道1內(nèi)的氣固混合物流速趨于一致（通過PID算法跟蹤）；⑵、當(dāng)取樣槍管27內(nèi)的氣固混合物與煙道1內(nèi)的氣固混合物流速趨于一致后，信號(hào)控制器10發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給下閥氣缸12，下閥氣缸12得電后向前推動(dòng)收灰下閥板34，定量收灰機(jī)構(gòu)38開始進(jìn)行收取灰樣；在收取灰樣過程中，當(dāng)信號(hào)控制器10檢測(cè)到灰位傳感器36的信號(hào)后停止收取灰樣，并發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給上閥氣缸13，上閥氣缸13推動(dòng)收灰上閥板35關(guān)閉，此時(shí)收灰下閥板34和收灰上閥板35之間的灰樣即為定量收取的灰樣；⑶、灰樣定量收取完成后，信號(hào)控制器10發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)19，移動(dòng)機(jī)構(gòu)19移動(dòng)到落灰管密封器15下方時(shí)，升降機(jī)構(gòu)21驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板32向上移動(dòng)直到將坩堝33緊貼到落灰管密封器15上等待落灰；⑷、信號(hào)控制器10發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給下閥氣缸12，下閥氣缸12向后拉動(dòng)收灰下閥板34，定量收灰機(jī)構(gòu)38里的灰樣會(huì)持續(xù)落入到坩堝33中，收取的定量灰樣全部落入到坩堝33中后，升降機(jī)構(gòu)21驅(qū)動(dòng)坩堝支撐板32向下運(yùn)動(dòng)到初始位置等待；⑸、信號(hào)控制器10發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)19，移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33傳送至加熱灼燒器18正下方，加熱灼燒器18開始烘干坩堝33內(nèi)灰樣的水分，定時(shí)1分鐘后，移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33移動(dòng)到重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23正上方，此時(shí)升降機(jī)構(gòu)21向下移動(dòng)坩堝支撐板32，坩堝支撐板32中的坩堝33緩慢落入到重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23上；⑹、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23開始對(duì)坩堝33進(jìn)行重量測(cè)量，并連續(xù)發(fā)送多次質(zhì)量信號(hào)給信號(hào)控制器10，并將此質(zhì)量標(biāo)記為M1(坩堝質(zhì)量M0+未灼燒灰樣質(zhì)量)；⑺、移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33傳送至加熱灼燒器18正下方，無桿氣缸25驅(qū)動(dòng)陶瓷頂桿24將坩堝33向上推入至加熱灼燒器18內(nèi)部，并開始加熱燃燒，坩堝33加熱燃燒一段時(shí)間后，無桿氣缸25驅(qū)動(dòng)陶瓷頂桿24將坩堝33從加熱灼燒器18中向下移出并冷卻等待；⑻、冷卻完成后，移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33再次傳送至重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23正上方，此時(shí)升降機(jī)構(gòu)21向下移動(dòng)坩堝支撐板32，坩堝支撐板32中的坩堝33緩慢落入到重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23上；⑼、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)23開始再次對(duì)坩堝33進(jìn)行重量測(cè)量，并連續(xù)發(fā)送多次質(zhì)量信號(hào)給信號(hào)控制器10，并將此質(zhì)量標(biāo)記為M2(坩堝質(zhì)量M0+灼燒后灰樣質(zhì)量)；⑽、信號(hào)控制器10通過公式W含碳量=（M1-M2）/（M1-M0）*100%計(jì)算出飛灰可燃物的含碳量，并將其顯示在觸摸顯示屏3上；⑾、含碳量顯示完畢后信號(hào)控制器10發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33傳送至排灰管密封器17正下方后，升降機(jī)構(gòu)21向上移動(dòng)坩堝支撐板32，坩堝支撐板32向上移動(dòng)直到將坩堝33緊貼到排灰管密封器17上等待排灰；⑿、信號(hào)控制器10發(fā)送信號(hào)給負(fù)壓排灰器37啟動(dòng)排灰，排灰完成后，移動(dòng)機(jī)構(gòu)19將坩堝33傳送至初始位置；⒀、往復(fù)循環(huán)步驟⑴～⑿。

上述的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例僅展示了單點(diǎn)等速采樣和定量收灰；實(shí)際上，通過對(duì)采樣機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的定量收灰機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，還能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)等速采樣和定量收灰。

本發(fā)明的自動(dòng)測(cè)碳裝置綜合了傳統(tǒng)高精度的實(shí)驗(yàn)室化學(xué)灼燒失重法測(cè)碳技術(shù)和自行研制的均速取樣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛灰含碳量的高精度實(shí)時(shí)在線智能化測(cè)量；該裝置采用PLC作為主控制器，通過集成等速取樣和定量收灰功能，能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)飛灰含碳量的在線檢測(cè)，可精確的檢測(cè)出飛灰可燃物指標(biāo)；另外該裝置還具有手動(dòng)測(cè)量和人工取樣的功能，故適宜推廣使用。

以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。