一種入爐煤煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種入爐煤煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃煤電站的入爐煤煤粉管道內(nèi)，煤粉以氣固兩相狀態(tài)在管道內(nèi)流動(dòng)。在線監(jiān)測(cè)入爐煤煤質(zhì)特性，有利于提高鍋爐運(yùn)行的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制水平，實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐的高效低污染燃燒。目前對(duì)于入爐煤煤質(zhì)特性的測(cè)量主要采用傳統(tǒng)離線化學(xué)分析法。該方法從采樣、制樣到分析的整個(gè)周期一般需要幾個(gè)小時(shí)，測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重滯后于工業(yè)過程。近年來，X射線熒光光譜分析技術(shù)、T射線技術(shù)和中子活化分析技術(shù)(PGNAA)在煤質(zhì)特性的在線測(cè)量領(lǐng)域有所應(yīng)用。但X射線熒光光譜分析技術(shù)通常只能測(cè)量原子量大于23的元素，而且測(cè)量精確度較差，需要經(jīng)常校正。其他兩類技術(shù)中涉及的射線源對(duì)人體存在很大的安全隱患，且系統(tǒng)較龐大，售價(jià)較高，所以推廣應(yīng)用受到較大限制。此外，LIBS技術(shù)作為一項(xiàng)新興的光譜診斷技術(shù)也被應(yīng)用于煤質(zhì)特性的在線測(cè)量。國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2015年10月7日公開的公告號(hào)為CN104964860A的“一種煤質(zhì)特性在線檢測(cè)裝置”，該發(fā)明公開一種煤質(zhì)特性在線檢測(cè)裝置，包括煤粉取樣子系統(tǒng)、煤粉壓餅子系統(tǒng)和光譜采集分析子系統(tǒng)。該發(fā)明提供的煤質(zhì)特性在線檢測(cè)裝置首先利用煤粉取樣子系統(tǒng)從安裝在燃煤發(fā)電機(jī)組磨煤機(jī)出口與燃燒器入口之間的風(fēng)粉管道內(nèi)取得低階煤煤粉，然后利用煤粉壓餅子系統(tǒng)將煤粉壓制成測(cè)量要求規(guī)定的煤餅，再利用光譜檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)煤餅煤質(zhì)特性進(jìn)行檢測(cè)。從上述裝置的結(jié)構(gòu)看，由于需要對(duì)煤粉進(jìn)行壓餅處理，這樣就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)較復(fù)雜，存在大量的機(jī)械活動(dòng)部件，日常維護(hù)量加大，降低系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。此外，該專利采用單一的脈沖激光激發(fā)樣品形成等離子體，對(duì)不同工況和產(chǎn)地煤粉的適應(yīng)性存在一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)目前入爐煤煤質(zhì)特性在線測(cè)量技術(shù)和裝置存在的不足，實(shí)現(xiàn)等離子體形成方式更靈活、系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性更高的煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)。
[0004]本發(fā)明提供一種入爐煤煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其方案如下:
一種入爐煤煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括取樣單元、等離子體光譜分析單元、儲(chǔ)樣單元、三通式顆粒流測(cè)量單元和樣品回送單元，
所述的取樣單元的一端連入入爐煤煤粉管道，另一端連接三通式顆粒流測(cè)量單元的一個(gè)接口 ；所述等離子體光譜分析單元連接三通式顆粒流測(cè)量單元的另一接口，用于激發(fā)三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒流形成等離子體、采集等離子體光譜信號(hào)、處理和分析等離子體信號(hào)獲得入爐煤煤質(zhì)特性;所述樣品回送單元連接于三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口及入爐煤煤粉管道之間，用于將三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒送回入爐煤煤粉管道;所述的儲(chǔ)樣單元連接于三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口及樣品回送單元之間，或所述取樣單元與三通式顆粒流測(cè)量單元之間。
[0005]進(jìn)一步地，所述的取樣單元包括旋風(fēng)分離器、取樣槍、第一噴射器、第一電磁閥、排氣管，所述取樣槍連接于所述入爐煤煤粉管道和旋風(fēng)分離器之間，所述的排氣管的一端連入入爐煤煤粉管道，另一端依次連接第一噴射器、第一電磁閥和壓縮空氣，所述第一噴射器中部還與旋風(fēng)分離器相連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述的等離子體光譜分析單元包括激發(fā)三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒流形成等離子體的等離子體激發(fā)單元、用于采集光譜信號(hào)的等離子體光譜信號(hào)采集單元、用于根據(jù)光譜信號(hào)獲取入爐煤粉煤質(zhì)特性的等離子體信號(hào)處理和分析單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述等離子體激發(fā)單元采用激光脈沖、脈沖高壓放電或微波中的一種、或任意組合方式形成等離子體。
[0008]進(jìn)一步地，所述三通式顆粒流測(cè)量單元包括一段三通式圓柱形管道，所述三通式圓柱形管道的側(cè)邊設(shè)置有石英窗口，所述的三通圓柱形管道用以維持煤粉以顆粒流的形式自由下落，所述的石英窗口可以使等離子體光譜信號(hào)通過。
[0009]進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)樣單元包括由上而下依次連接的儲(chǔ)樣倉和氣動(dòng)閥。
[0010]進(jìn)一步地，所述的樣品回送單元包括第二電磁閥、第二噴射器、回樣管，所述回樣管的一端連入入爐煤煤粉管道，另一端依次連接第二噴射器、第二電磁閥和壓縮空氣，當(dāng)所述的儲(chǔ)樣單元連接于三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口及樣品回送單元之間時(shí)，所述第二噴射器中部還連接所述氣動(dòng)閥，當(dāng)所述的儲(chǔ)樣單元連接于所述取樣單元與三通式顆粒流測(cè)量單元之間時(shí)，所述第二噴射器中部連接三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口。
[0011]進(jìn)一步地，所述煤質(zhì)特性包括了元素分析、工業(yè)分析、熱值、灰成分、結(jié)渣特性和燃燒特性中的一種或任意種的組合特性。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無需對(duì)煤粉進(jìn)行壓片餅處理；
2、等離子體的激發(fā)形式可以自由選擇，可以適應(yīng)不同工況和產(chǎn)地煤粉的測(cè)量需求。
[0013]3、可以實(shí)現(xiàn)所有煤質(zhì)特性的同步測(cè)量。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為三通式顆粒流測(cè)量單元示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:1.入爐煤煤粉管道;2.取樣槍;3.第一電磁閥；4.第一噴射器;5.排氣管;6.旋風(fēng)分離器;7.儲(chǔ)樣倉;8.氣動(dòng)閥;9.第二電磁閥；10.第二噴射器;11.回樣管；12.等離子體光譜分析單元;13.三通圓柱形管道;14.石英窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1
如圖1所示，一種入爐煤煤質(zhì)特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括取樣單元、等離子體光譜分析單元12、儲(chǔ)樣單元、三通式顆粒流測(cè)量單元和樣品回送單元，
所述的取樣單元的一端連入入爐煤煤粉管道I，另一端連接三通式顆粒流測(cè)量單元的一個(gè)接口 ；所述等離子體光譜分析單元12連接三通式顆粒流測(cè)量單元的另一接口，用于激發(fā)三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒流形成等離子體、采集等離子體光譜信號(hào)、處理和分析等離子體信號(hào)獲得入爐煤煤質(zhì)特性，所述煤質(zhì)特性包括了元素分析、工業(yè)分析、熱值、灰成分、結(jié)渣特性和燃燒特性中的一種或任意種的組合特性;所述樣品回送單元連接于三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口及入爐煤煤粉管道I之間，用于將三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒送回入爐煤煤粉管道I;所述的儲(chǔ)樣單元連接于三通式顆粒流測(cè)量單元的第三接口及樣品回送單元之間，包括由上而下依次連接的儲(chǔ)樣倉7和氣動(dòng)閥8。
[0020]所述的取樣單元包括旋風(fēng)分離器6、取樣槍2、第一噴射器4、第一電磁閥3和排氣管5，所述取樣槍2連接于所述入爐煤煤粉管道I和旋風(fēng)分離器6之間，所述的排氣管5的一端連入入爐煤煤粉管道I，另一端依次連接第一噴射器4、第一電磁閥3和壓縮空氣，所述第一噴射器4中部還與旋風(fēng)分離器6相連接。
[0021]所述的等離子體光譜分析單元12包括激發(fā)三通式顆粒流測(cè)量單元內(nèi)的煤粉顆粒流形成等離子體的等離子體激發(fā)單元、用于采集光譜信號(hào)的等離子體光譜信號(hào)采集單元、用于根據(jù)光譜信號(hào)獲取入爐煤粉煤質(zhì)特性的等離子體信號(hào)處理和分析單元。本實(shí)施例的所述等離子體激發(fā)單元采用脈沖激光和脈沖高壓放電共同激發(fā)樣品顆粒流形成等離子體。<