[發(fā)明專(zhuān)利]取樣測(cè)槍、顆粒取樣系統(tǒng)及顆粒流率的雙向測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410478231.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104236957B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝建文;周星龍;范永勝;黃軍;王寶良;李英;李曉天
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)神華能源股份有限公司;北京國(guó)華電力有限責(zé)任公司;神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/14
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/14;G01F1/78
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 李翔,黃志興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣相中固體顆粒的測(cè)量技術(shù)，具體地，涉及用于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)顆粒的取樣測(cè)槍、顆粒取樣系統(tǒng)和顆粒流率的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐作為一種清潔高效的燃煤發(fā)電技術(shù)，目前正朝著容量大型化和蒸汽高參數(shù)化的方向發(fā)展。CFB鍋爐爐膛內(nèi)的顆粒濃度大大高于煤粉鍋爐，同時(shí)CFB鍋爐爐膛內(nèi)還存在劇烈的顆粒內(nèi)循環(huán)，即顆粒在爐膛水冷壁表面形成絮狀顆粒團(tuán)貼壁下滑。CFB鍋爐爐膛內(nèi)的局部顆粒流動(dòng)參數(shù)主要包括顆粒濃度、顆粒速度和顆粒流率，顆粒流動(dòng)分布不僅影響著顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間和循環(huán)倍率，還影響顆粒與受熱面的傳熱強(qiáng)度，進(jìn)而影響鍋爐的受熱面布置。如何在大型電站CFB鍋爐開(kāi)展測(cè)試獲得爐膛內(nèi)的顆粒流動(dòng)分布一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)工程技術(shù)人員所關(guān)注的問(wèn)題。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究者們研發(fā)了多種技術(shù)用于測(cè)量CFB內(nèi)的顆粒流動(dòng)分布，如光纖探針技術(shù)、靜電感應(yīng)技術(shù)、粒子圖像技術(shù)和多普勒激光測(cè)速技術(shù)等，但是這些技術(shù)通常設(shè)備比較復(fù)雜，對(duì)測(cè)量條件要求比較苛刻，很難在電站CFB鍋爐工程中獲得普遍的實(shí)際應(yīng)用。

在無(wú)法直接測(cè)量顆粒濃度和顆粒速度的情況下，顆粒流率是反映爐膛顆粒流動(dòng)分布的一個(gè)重要參數(shù)，其數(shù)值為顆粒濃度和顆粒速度的乘積，物理意義是在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)爐膛單位截面積的顆粒質(zhì)量。

在眾多測(cè)量技術(shù)中，等速取樣法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠性和準(zhǔn)確性相對(duì)較高的特點(diǎn)，被應(yīng)用于電站鍋爐的煤粉、飛灰取樣以及顆粒濃度測(cè)量方面，如專(zhuān)利申請(qǐng)CN 102749225A。該申請(qǐng)基于等速取樣原理提出CFB鍋爐水冷飛灰取樣裝置，在CFB鍋爐分離器進(jìn)、出口高溫環(huán)境下進(jìn)行顆粒等速取樣，由于該裝置需要利用靠背管測(cè)量環(huán)境氣速以調(diào)整其抽氣流量，而CFB內(nèi)較高的顆粒濃度容易造成靠背管因顆粒堵塞而損毀，因此該裝置很難真正工程應(yīng)用于CFB鍋爐爐膛的顆粒濃度測(cè)量。另外，CFB鍋爐爐膛內(nèi)的顆粒流動(dòng)屬于氣固快速流化床，其特點(diǎn)是氣流與顆粒之間存在較大的氣固相對(duì)速度，因此采用上述等速取樣方法測(cè)量顆粒濃度無(wú)法得到準(zhǔn)確結(jié)果。此外，CFB鍋爐爐膛內(nèi)同時(shí)存在向上和向下運(yùn)動(dòng)的顆粒，因此上述單向的顆粒取樣也無(wú)法保證所取樣品的代表性。

可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)存在設(shè)備復(fù)雜，對(duì)測(cè)量條件要求苛刻的問(wèn)題，或者測(cè)量的準(zhǔn)確性不高、設(shè)備易損毀的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種顆粒取樣裝置，該顆粒取樣裝置可以測(cè)量CFB鍋爐爐膛的顆粒流率，測(cè)量準(zhǔn)確性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，使用方便。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種取樣測(cè)槍?zhuān)撊訙y(cè)槍包括中空的第一取樣管和第二取樣管，所述第一取樣管的兩端分別為第一取樣端和第一抽氣端，所述第二取樣管的兩端分別為第二取樣端和第二抽氣端，所述第一取樣端的端面開(kāi)口的開(kāi)口方向不同于所述第二取樣端的端面開(kāi)口的開(kāi)口方向，所述第一抽氣端和第二抽氣端用于連接抽氣裝置以分別抽取流入所述第一取樣端和第二取樣端的取樣樣本。

優(yōu)選地，所述第一取樣管和所述第二取樣管平行并間隔布置。

優(yōu)選地，所述第一取樣端的端面開(kāi)口和所述第二取樣端的端面開(kāi)口的開(kāi)口面積相同。

優(yōu)選地，該取樣測(cè)槍還包括冷卻水套，所述冷卻水套包括冷卻腔室、進(jìn)液口和出液口，所述第一取樣端和第二取樣端從所述冷卻水套的一端伸入所述冷卻腔室內(nèi)，并從所述冷卻水套的另一端的周壁伸出。

優(yōu)選地，所述冷卻水套包括管徑不同且同軸設(shè)置的外冷卻套管和內(nèi)冷卻套管；所述內(nèi)冷卻套管的一端開(kāi)口，另一端閉合，所述內(nèi)冷卻套管的所述開(kāi)口端插入所述外冷卻套管的內(nèi)腔中，所述內(nèi)冷卻套管的所述閉合端露出于所述外冷卻套管的管端外；所述第一取樣管和第二取樣管從所述內(nèi)冷卻套管的所述閉合端插入該內(nèi)冷卻套管內(nèi)，并從所述內(nèi)冷卻套管的所述開(kāi)口端伸出，伸出的所述第一取樣端和第二取樣端分別從所述外冷卻套管內(nèi)向外伸出；所述進(jìn)液口和出液口分別設(shè)置在所述外冷卻套管和所述內(nèi)冷卻套管的遠(yuǎn)離所述取樣端的端部的周壁上。

優(yōu)選地，所述出液口設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)冷卻液溫度的溫度計(jì)。

優(yōu)選地，所述第一取樣端的端面開(kāi)口的開(kāi)口方向和所述第二取樣端的端面開(kāi)口的開(kāi)口方向相反設(shè)置。

本發(fā)明還提供一種顆粒取樣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一分離器、第二分離器、抽氣泵和上述取樣測(cè)槍?zhuān)龅谝怀闅舛诉B接所述第一分離器，所述第一分離器和所述抽氣泵連接的管路中設(shè)置有第一抽氣閥和第一流量計(jì)，所述第二抽氣端連接所述第二分離器，所述第二分離器和所述抽氣泵連接的管路中設(shè)置有第二抽氣閥和第二流量計(jì)。

本發(fā)明還提供一種顆粒流率的雙向測(cè)量方法，該測(cè)量方法包括：