[實用新型]一種無需燃燒的煤炭發(fā)熱量快速測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720008683.4
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN206756695U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧偉業(yè);姚順春;李越勝;盧志民
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省特種設(shè)備檢測研究院順德檢測院;華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71
• 代理公司: 廣州圣理華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44302
• 代理人: 頓海舟,李唐明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及煤質(zhì)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無需燃燒的煤炭發(fā)熱量快速測量裝置。

背景技術(shù)

煤炭發(fā)熱量作為煤炭質(zhì)量分析的重要指標(biāo),煤炭發(fā)熱量測定結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常重要的理論和實際意義。CN105277531A公布了一種基于分檔的煤質(zhì)特性測量方法，該方法可在線求得工業(yè)生產(chǎn)過程中輸送帶上的煤炭中各元素的濃度及煤炭的發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分，屬于對輸送帶上不同煤的煤質(zhì)特性的實時變化進(jìn)行監(jiān)控的領(lǐng)域。而CN1912588A公布了一種基于激光感生光譜和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的煤質(zhì)在線分析設(shè)備，該設(shè)備具體來說是一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程中煤質(zhì)的元素分析和工業(yè)分析指標(biāo)的在線測量的儀器和系統(tǒng)，克服了在煤種變化情況下由元素分析向工業(yè)分析結(jié)果轉(zhuǎn)換過程中的不確定性。以上兩項發(fā)明都解決了煤質(zhì)特性在線測量分析的難題，但由于在線測量是在生產(chǎn)過程中實施的，所以不能實現(xiàn)生產(chǎn)前取樣測量不同地區(qū)的不同原煤的發(fā)熱量的離線分析工作，而對于焦化廠、電廠等用煤大戶，在采購前需要了解不同煤種的發(fā)熱量時，顯然，上述兩種發(fā)明不能滿足其需求。

而傳統(tǒng)的煤炭發(fā)熱量的離線測量主要采用氧彈量熱法進(jìn)行測量，把煤樣放在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，測量前有時需將煤粉進(jìn)行壓餅，測量完后還需對氧彈內(nèi)各部位進(jìn)行全面清洗。該方法程序繁瑣復(fù)雜且耗時較長，測量過程消耗易耗品，且需要專業(yè)的操作人員才能進(jìn)行測量的試驗。在需要對大量樣品進(jìn)行發(fā)熱量的快速測量時，該方法既浪費(fèi)易耗品，又無法滿足快速得到測量結(jié)果的需求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于同時解決煤炭發(fā)熱量傳統(tǒng)離線測量時間長、易耗品消耗多或激光可快速測量卻沒有離線測量裝置進(jìn)行生產(chǎn)前的分析工作等不足，提供一種無需燃燒的煤炭發(fā)熱量快速測量裝置，可同時實現(xiàn)激光測量且離線分析的有益效果，且裝置無需設(shè)置在生產(chǎn)線的安裝設(shè)施，節(jié)約成本，使用方便；且激光器不是像裸露在生產(chǎn)線上直接作用于輸送帶上的煤粉，而是安裝在箱體內(nèi)部，操作安全性較高。

為解決上述問題，本實用新型提供了一種無需燃燒的煤炭發(fā)熱量快速測量裝置。

該裝置呈長方箱體結(jié)構(gòu)，包括給粉模塊、工業(yè)平板電腦、控制執(zhí)行模塊、光譜儀、激光器、收光模塊，各部件都組裝在箱體里面，各部分連接關(guān)系簡單，一體化程度較高，整體呈箱體狀，可放置在任意平面空地上工作，無需另外的安裝設(shè)備，且激光器安裝在箱體內(nèi)部，不對分析人員產(chǎn)生直接危險，操作安全性較高。

所述工業(yè)平板電腦和所述控制執(zhí)行模塊進(jìn)行連接，所述工業(yè)開關(guān)電源通過運(yùn)行高頻開關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換為工業(yè)平板電腦工作所需要的較低的直流電壓(DC)，所述控制執(zhí)行模塊可執(zhí)行所述工業(yè)平板電腦的指令使所述給粉模塊內(nèi)部煤粉樣品自由下落形成均勻的沉降流流出，所述工業(yè)開關(guān)電源可包括蓄電池，停電時仍可使裝置正常工作，煤粉采用利用重力作自由落體的輸送方式，無需付出額外的能耗，在停電時不需另外供電給輸送機(jī)構(gòu)便可正常工作。所述控制執(zhí)行模塊驅(qū)動所述激光器發(fā)射脈沖激光激發(fā)煤粉沉降流，所述收光模塊收集所述煤粉樣品被激發(fā)后所發(fā)出的光譜信號，所述光譜儀將所述光譜信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)剿龉I(yè)平板電腦中，激光工作部分的組成模塊相互之間結(jié)構(gòu)緊湊。所述工業(yè)平板電腦利用其內(nèi)置的煤樣數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析計算得到所述煤粉樣品的發(fā)熱量。

優(yōu)選地，所述煤樣數(shù)據(jù)模型為多元回歸模型，輸入?yún)?shù)是碳、氫、氧、硅、鋁、鐵、鈣等煤質(zhì)元素在200-1000nm范圍內(nèi)的所有特征譜線的強(qiáng)度和，可快速計算輸出煤炭發(fā)熱量的數(shù)值。

優(yōu)選地，所述激光器包括激光器電源、水箱和激光頭，所述水箱用于為激光頭供給循環(huán)冷卻水進(jìn)行工作降溫。

優(yōu)選地，所述工業(yè)平板電腦設(shè)置有觸控屏，用戶可通過所述觸控屏設(shè)置激光器和光譜儀的工作參數(shù)，所述觸控屏還用于顯示煤粉熱值測量結(jié)果和測量裝置的工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述快速測量裝置還包括CCD相機(jī)，所述CCD相機(jī)用于拍攝煤粉被激光激發(fā)后的等離子照片，并通過光纖傳輸?shù)焦I(yè)平板電腦中，所述照片可顯示于所述觸控屏上，用戶可實時觀察煤粉樣品的變化狀況。

優(yōu)選地，所述工業(yè)平板電腦用于控制并設(shè)置激光頭與光譜儀的工作參數(shù)，至少包括激光強(qiáng)度與脈沖頻率、光譜采集的延時與門寬。工作時，激光強(qiáng)度的范圍為10-100mJ，脈沖頻率為2-5Hz，光譜采集的延時為0.5-10μs，門寬為0.01-2ms。

優(yōu)選地，所述給粉模塊呈上下相連雙漏斗型的結(jié)構(gòu)，上漏斗大于下漏斗，控制煤粉樣品的自由下降的流速，從而形成均勻的沉降流。