[發(fā)明專(zhuān)利]近紅外煤質(zhì)在線(xiàn)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310687825.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103728268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鐵巖;李智;鄭維平;王圣毫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/359
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/359;G01N21/3563;G01N21/01
• 代理公司: 沈陽(yáng)科威專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤炭質(zhì)量測(cè)量裝置，特別是一種采用煤粉采樣器、近紅外探測(cè)器、基于支持向量機(jī)回歸網(wǎng)絡(luò)的煤質(zhì)計(jì)算模塊和自動(dòng)控溫部件相結(jié)合的近紅外煤質(zhì)在線(xiàn)測(cè)量裝置，尤其適用于電站入爐煤質(zhì)的在線(xiàn)檢測(cè)，也適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其它相關(guān)場(chǎng)所中的煤質(zhì)成分。

背景技術(shù)

“十二五”期間，全國(guó)規(guī)劃煤電開(kāi)工規(guī)模3億千瓦，?2015年我國(guó)煤電裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到9.6億千瓦，2020年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到19.35億千瓦左右，其中煤電11.7億千瓦。然而，我國(guó)火電廠普遍存在燃用煤質(zhì)與鍋爐設(shè)計(jì)煤種不相符的現(xiàn)象，造成鍋爐出力不足、熱效率下降、制粉能力下降和鍋爐受熱面結(jié)焦等不良后果，這不僅增加了發(fā)電煤耗，也嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。為解決這個(gè)問(wèn)題，非常需要對(duì)入爐煤的煤質(zhì)進(jìn)行快速分析檢測(cè)。傳統(tǒng)的煤質(zhì)檢測(cè)均采用人工采樣制樣，利用實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)其進(jìn)行分析，這樣分析速度慢，一批煤樣的分析周期為6～8小時(shí)，大多數(shù)電廠當(dāng)天的煤樣第二天才能出檢測(cè)報(bào)告，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足鍋爐燃燒調(diào)整的需要。由于檢測(cè)手段的限制，使得實(shí)際需要與檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)出時(shí)間滯后的矛盾越來(lái)越突出，因此很有必要實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，讓電廠運(yùn)行人員及時(shí)地掌握燃煤成分，進(jìn)行燃燒調(diào)整，真正地實(shí)現(xiàn)電站的鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

目前，國(guó)內(nèi)、外煤質(zhì)在線(xiàn)檢測(cè)的原理主要有間接測(cè)量法和直接測(cè)量法。如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN1369712A的“電站鍋爐入爐煤質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置”，記載一種通過(guò)測(cè)量汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，從而間接獲取煤質(zhì)參數(shù)的間接測(cè)量方法。但是這種方法極易受到系統(tǒng)誤差的干擾，而且利用這種方法所計(jì)算的煤質(zhì)參數(shù)指導(dǎo)鍋爐優(yōu)化燃燒時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致誤差積累，進(jìn)而惡化測(cè)量精度。因此，應(yīng)用比較多的是直接測(cè)量法。該方法包括熱重法，如專(zhuān)利公告號(hào)為CN2901316Y的“用于煤質(zhì)工業(yè)的快速分析儀”，公開(kāi)了一種通過(guò)對(duì)煤燃燒、稱(chēng)重后，獲得煤質(zhì)參數(shù)的設(shè)備。但是該方法需要對(duì)煤粉進(jìn)行燃燒，是一種“破壞性”測(cè)量方法，且測(cè)量時(shí)間滯后于當(dāng)前燃煤，并非真正意義上的在線(xiàn)分析；直接測(cè)量法也包括中子誘發(fā)γ射線(xiàn)法，如專(zhuān)利公布號(hào)為CN102095741A的“一種檢測(cè)輸送帶上煤質(zhì)成分的方法和裝置”，是一種通過(guò)檢測(cè)中子射線(xiàn)在煤堆中衰減的大小來(lái)確定煤質(zhì)成分的設(shè)備。但是這種方法帶有輻射性，給現(xiàn)場(chǎng)工作人員帶來(lái)安全隱患，致使其推廣應(yīng)用遇到困難；直接測(cè)量法還包括激光誘導(dǎo)等離子光譜法，如專(zhuān)利公布號(hào)為CN102004088A的“一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤質(zhì)特性在線(xiàn)測(cè)量方法”，涉及是一種通過(guò)高功率激光燒蝕煤樣產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而用光譜儀接受等離子強(qiáng)度來(lái)確定煤質(zhì)成分。但是這種方法母體效益比較大，導(dǎo)致測(cè)量精度不高，而且激光也會(huì)對(duì)人產(chǎn)生一些不良的影響，也就限制了該方法的廣泛應(yīng)用；此外，還有近紅外法。如在《煤》（2010年8期，30-32頁(yè)）上發(fā)表的名稱(chēng)為“熱電廠煤質(zhì)在線(xiàn)分析的應(yīng)用研究”中，僅從原理上闡述了近紅外在線(xiàn)測(cè)量煤質(zhì)特性的可能性的設(shè)想，并沒(méi)具體的技術(shù)方案實(shí)施；如專(zhuān)利公告號(hào)為CN201207037Y的?“近紅外煤質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)分析儀”和在《吉林電力》（2003年1期，27-29頁(yè)）上發(fā)表的名稱(chēng)為“煤質(zhì)在線(xiàn)分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究”中，記載一種通過(guò)煤對(duì)近紅外光的吸收來(lái)計(jì)算的煤質(zhì)成分。該設(shè)備所用的濾光片只能提供離散近紅外光，在分析電站復(fù)雜的混合煤種時(shí)顯得明顯達(dá)不到測(cè)量效果。同時(shí)，該裝置沒(méi)有相應(yīng)的在線(xiàn)采樣裝置，這給該裝置的應(yīng)用帶來(lái)了很大難度；在《工礦自動(dòng)化》（2006年1期，37-39頁(yè)）上發(fā)表的名稱(chēng)為“煤質(zhì)在線(xiàn)檢測(cè)方法和基于虛擬儀器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，所涉及的是一種采用聲光可調(diào)諧濾光器的近紅外煤質(zhì)測(cè)量設(shè)備。該設(shè)備的測(cè)量對(duì)象為輸煤膠帶上的原煤，因此該測(cè)量設(shè)備容易受環(huán)境因素（溫度、濕度和光線(xiàn)）、原煤厚度和密集度等條件影響，從而導(dǎo)致測(cè)量精度的下降；在《熱力發(fā)電》（2011年6期，89-92頁(yè)）上發(fā)表的名稱(chēng)為“近紅外煤質(zhì)多組分實(shí)時(shí)分析儀研發(fā)和應(yīng)用”中，因沒(méi)有考慮到近紅外光譜的漂移效應(yīng)對(duì)測(cè)量精度的影響，也沒(méi)有自動(dòng)控溫功能和應(yīng)用先進(jìn)的煤質(zhì)計(jì)算模型，故一旦設(shè)備遇到特殊工況，其預(yù)測(cè)精度將大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種近紅外煤質(zhì)在線(xiàn)測(cè)量裝置，解決了現(xiàn)有在線(xiàn)檢測(cè)方法存在的易受系統(tǒng)誤差的干擾、影響測(cè)量精度和危害人體等問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，對(duì)復(fù)雜的混合煤種樣品數(shù)據(jù)的采集方便、傳輸快捷，在線(xiàn)分析迅速，測(cè)量準(zhǔn)確、可靠，與其同類(lèi)產(chǎn)品相比，顯著減小近紅外光譜的漂移效應(yīng)，避免環(huán)境因素對(duì)被測(cè)煤質(zhì)的干擾，從而大大提高實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤質(zhì)成分的精度。