[實用新型]一種煤質特性在線檢測裝置

有效

• 申請號: 201520449762.X
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204924750U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 郭樺;李雄威;張志昊;李庚達;徐妍
• 申請（專利權）人: 國電新能源技術研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/04;G01N21/63
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 陳福

技術領域

本實用新型涉及一種煤質特性在線檢測裝置，屬于光譜診斷和測量技術領域。

背景技術

近些年來，隨著國家對火電機組節能減排要求的不斷提高，如何實現電站鍋爐更高效、環保和安全地運行，已經成為燃煤電廠最為關心的問題。然而，由于我國煤種多變，煤質特性復雜多樣，電廠鍋爐燃用煤種的煤質變化幅度較大。而我國電廠仍然采用傳統的人工采樣、制樣和實驗室離線分析的方法進行煤質檢測。這種方法由于不能及時獲取入爐煤的煤質特性，鍋爐運行人員無法在鍋爐燃用煤種的煤質發生變化時有效優化調整鍋爐的運行狀態。因此，研制開發入爐煤的煤質在線檢測裝置，能夠為實時優化調整鍋爐燃燒過程提供關鍵依據，對于實現燃煤鍋爐的高效、低污染和安全運行具有十分重要的意義。

激光誘導擊穿光譜技術(LaserInducedBreakdownSpectroscopy，LIBS)由于具有檢測速度快、便于現場分析、無核輻射危害和運行維護成本低等優點，在煤質在線檢測上具有獨特的優勢和巨大的應用潛力。目前，隨著煤炭資源供應的日益緊張和優質煤種的逐步耗盡，低階煤已經成為燃煤電廠燃用的主要煤種之一。針對低階煤的煤質特性，開發一種基于LIBS的入爐煤煤質在線檢測裝置，對于實時優化調整鍋爐燃燒過程尤為重要。

煤粉從磨煤機出口到爐膛的輸運是通過吹送一次風實現。在連接磨煤機出口與燃燒器入口之間的風粉管道內是一次風和煤粉的氣固兩相混合物。為了測量入爐煤粉的煤質特性，需要實現對氣固兩相流中煤粉顆粒的檢測。對于氣固兩相流中固體顆粒的LIBS在線檢測，一般利用LIBS直接對氣固兩相流中固體顆粒進行檢測，或者是將固體顆粒從氣固兩相流中分離后進行堆積，并用刮板將其表面刮平后進行檢測。然而，前一種方法由于氣固兩相流動中固體顆粒的脈動，激光與固體顆粒作用過程不穩定，導致LIBS測量的精度和準確性較差；后一種方法由于堆積顆粒的測量表面不夠平整，并且在激光擊打堆積顆粒表面時會引起顆粒飛濺，也導致LIBS測量的精度和準確性較差。對于入爐煤煤粉的在線測量，采用上述方法都不利于LIBS煤質在線檢測裝置實現準確可靠的煤質測量。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有的LIBS煤質在線檢測技術存在的上述不足，提供了一種煤質特性在線檢測裝置，利用激光誘導擊穿光譜技術對低階煤的煤質特性進行在線檢測。本實用新型提供的裝置包括煤粉取樣子系統、煤粉壓餅子系統和光譜采集分析子系統。煤粉取樣子系統用于從磨煤機出口與燃燒器入口之間的風粉管道中取得煤粉，可以由三種技術方案實現：1)利用壓縮空氣箱提供的壓縮空氣在取樣管中形成負壓，將風粉管道中的風粉吸出，通過旋風分離器將取出的風粉進行氣固分離得到煤粉；2)通過將帶彎頭的取樣管旋轉到正對風粉流動方向，使得帶彎頭的取樣管構成風粉流通的旁路，風粉流出后經過旋風分離器的氣固分離后得到煤粉；3)通過機械傳動裝置將取樣盒推入風粉管道內取得煤粉后，再將取樣盒從風粉管道推出，實現從風粉管道中取出煤粉。煤粉壓餅子系統采用單沖式粉狀物壓餅機械或多沖式粉狀物壓餅機械將取出的煤粉壓制成煤餅。光譜采集分析子系統利用激光誘導擊穿光譜技術對煤餅的煤質特性進行在線檢測。本實用新型通過將風粉管道中抽取的低階煤煤粉在線壓制成表面平整的壓餅，有利于LIBS煤質在線檢測裝置快速而準確地獲取入爐低階煤的煤質特性。

為了解決上述技術問題，本實用新型采取如下的技術方案。

(1)一種煤質特性在線檢測裝置，包括煤粉取樣子系統、煤粉壓餅子系統和光譜采集分析子系統。

(2)根據(1)所述的煤質特性在線檢測裝置，所述的煤粉取樣子系統采用下列方法之一或下列任意兩種或兩種以上方法的組合進行取樣：

a.利用負壓抽吸作用取樣；

b.利用風粉流動作用取樣；

c.利用機械手取樣。

(3)根據(1)或(2)所述的煤質特性在線檢測裝置，所述取樣為從安裝在燃煤發電機組磨煤機出口與燃燒器入口之間的垂直或水平的風粉管道內的合適位置處的風粉混合物中取得低階煤的煤粉。

(4)根據(1)-(3)任一項所述的煤質特性在線檢測裝置，其特征在于，所述的垂直的風粉管道內的合適位置處距離磨煤機出口大于300mm，并且距離風粉管道彎頭與垂直風粉管道的連接處大于300mm。

(5)根據(1)-(4)任一項所述的煤質特性在線檢測裝置，其特征在于，所述的水平的風粉管道內的合適位置處距離燃燒器入口大于300mm，并且距離風粉管道彎頭與水平風粉管道的連接處大于300mm。