[發明專利]自動取樣煤粉細度在線測量方法及測量裝置

在審

• 申請號: 201711084025.4
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107589053A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 黃孝彬;吳國勛
• 申請（專利權）人: 北京華清茵藍科技有限公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及煤粉細度測量技術領域，尤其涉及一種采用自動取樣煤粉細度在線測量方法及測量裝置。

背景技術

能源和壞境是人類賴以生存的物質基礎，隨著科學技術的高速發展，人類社會生活水平的提高，必然需要消耗更多的能源，這使得我們能源產業特別是發電企業迫切地需要提高燃燒效率，提高高效清潔的能源供應；同時全球氣候環境變暖、超低排放標準的實施，要求發電企業提高燃煤效率，降低排放。

煤粉粒徑檢測是火力發電燃燒參數檢測的一個特別重要的部分，檢測結果不僅直接影響到煤粉顆粒在鍋爐里燃燒的穩定性和安全性，而且與提高煤粉燃燒效率、降低污染氣體排放和減少排放有密切關系。

煤粉粒徑過粗，首先煤粉顆粒點火溫度變高，點火變難，造成爐膛火焰中心向上偏移，這使得爐膛內壁容易結焦，影響導熱。其次過大顆粒煤粉在鍋爐里面不能完全穩定的燃燒，這使得機械不完全燃燒損失增大、排放增大。煤粉粒徑過細，制粉系統的磨煤機磨煤能耗的增加，不利于提高電廠的發電效益。煤粉粒徑檢測對增加燃煤穩定性、發電廠安全性、提高發電效益和降低污染物排放有著積極的作用，也是積極響應國家全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作，有著非常重要的意義。

傳統的，應用煤粉取樣方式從一次風管中取出煤粉樣品，再到實驗室進行篩分計算得出煤粉細度分布，這種方法是大家普遍認可的一種檢測煤粉細度分布的方法。但是這種方法存在一定的滯后性，篩分法不僅需要很長的時間，而且耗費人力；取樣煤粉只能代表煤粉管道中一定時間內流過的煤粉，因為燃煤電廠往往會使用不同的煤種發電和制粉系統的制粉能力也會隨時間發生變化?？梢?，篩分法無法應用于在線實時監測煤粉細度分布。

現階段，缺少一種能在線檢測煤粉細度分布的有效手段。在線實時檢測煤粉細度變化，進而指導磨煤機工作，調整鍋爐配風比，實現煤粉完全燃燒，減少污染物的排放，增加電廠能源效益。

近年來也出現一些在線檢測方法，包括聲學法、靜電法和光學法。相較于其他測量方法，光學法具有測量結果直觀、后續處理簡單、測量精度高的優點。然而，也存在一個顯著的問題--在帶粉運行的情況下，微細粉體顆粒容易污染光學探頭，從而使得光學探頭難以獲得有效的測量信號，這成為限制光學測量方法在工業應用的一個瓶頸問題。目前，一般在微細粉體顆粒污染光學探頭后，采用直接更換光學探頭或拆卸光學探頭進行手工清理。這種方案成本較高，且不利于實現粉體參數的連續在線測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自動取樣煤粉細度在線測量方法及測量裝置，其可以在線實時測量煤粉細度，不需要人參與檢測過程，省時省力，測量精度高，耐污染，可長時間使用。

為了實現上述目的，本發明提供一種自動取樣煤粉細度在線測量方法，其包括如下步驟：

（1）采用等速取樣方式通過控制機構驅動取樣槍伸入煤粉管道內，通過控制機構控制抽氣機構負壓抽吸實現煤粉顆粒的等速取樣，煤粉顆粒在旋風分離器作用下被收集；

（2）將步驟（1）收集的煤粉顆粒由所述控制機構控制經煤粉顆粒處理機構處理成薄面下落的低流速低濃度的煤粉流體，通過圖像采集機構采集其圖片，并由圖像處理單元從圖片中分析出煤粉顆粒大小的分布；

（3）通過所述控制機構控制煤粉回收機構回收圖像采集機構采集完的煤粉顆粒至原煤粉管道。

優選地，所述步驟（2）中從煤粉管道采集的煤粉顆粒由所述控制機構控制經旋風分離器分離后、經煤粉顆粒處理機構的煤粉分散器吹散并通過氣流攜帶至煤粉沉降器達到低流速、低濃度狀態后，形成薄面下落的煤粉流體下落至圖像采集機構處進行圖像采集。

一種自動取樣煤粉細度在線測量裝置，其中包括：

取樣機構：由控制機構控制采集煤粉管道內的煤粉顆粒，包括一端伸入煤粉管道內的取樣槍；

抽氣機構：由控制機構控制將煤粉管道內的煤粉顆粒抽進所述取樣槍的取樣管內腔，其抽氣壓力可改變取樣管內的煤粉流速，保證煤粉管道內煤粉流速與取樣管內煤粉流速相等；

煤粉顆粒處理機構：由控制機構控制將采集的煤粉顆粒處理成薄面下落的煤粉流體；

圖像采集機構：設置于薄面下落的煤粉流體下方，由控制機構控制拍攝并保存薄面下落的煤粉顆粒圖片，并從采集的圖片中計算顆粒大小的分布，從而分析出煤粉細度分布；

煤粉回收機構：由控制機構控制將圖像采集機構采集完的煤粉顆粒回收至原煤粉管道。