CN100543445C - 燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃煤电站锅炉烟道飞灰检测领域，涉及一种采用失重技术，对燃煤电站锅炉烟道飞灰进行在线含碳量检测的装置，该含碳量检测装置的特征在于它由取样器(1)和测量箱(20)组成，取样器(1)的取样管(2)和引射管(3)伸进被测电站锅炉烟道内，其旋流集尘器(5)下灰口连有加灰管(6)，加灰管(6)位于测量箱(20)内，用于向设置在测量箱(20)内的装载坩埚(9)加灰样，测量箱(20)内还设有用于加热装载坩埚(9)灰样的加热器及用于测量装载坩埚(9)内灰样重量的天平(19)。本发明具有测量精度高、测量精度不受煤种变化的影响等优点，能真正为燃煤锅炉的优化燃烧调整提供实时、准确的依据和指导。

Description

燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置

技术领域

本发明属于燃煤电站锅炉烟道飞灰检测领域，涉及一种采用失重技术，对燃煤电站锅炉烟道飞灰进行在线含碳量检测的装置。

背景技术

燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量是反映火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率的重要指标，实时在线检测飞灰含碳量将有利于指导运行正确调整风煤比，提高锅炉燃烧控制水平；合理控制飞灰含碳量的指标，有利于降低发电成本，提高机组运行的经济性。

国内电厂目前投用的锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置基本上都是采用微波测量技术来测量飞灰中的含碳量的，但是微波测量技术对飞灰含碳量的测量精度受煤种变化的影响比较大，一旦锅炉燃烧的煤种发生变化后，含碳量的测量精度就没法得到保证，甚至含碳量的测量值与实际含碳量的变化趋势都不一致。而目前国内电厂用煤的现状又恰恰是煤种的变化比较大，这也是大多数使用过在线飞灰含碳量测量产品的用户没有真正将在线飞灰测碳装置测量的信号作为锅炉运行的调整依据的原因。

失重技术是目前普遍用于实验室进行飞灰含碳量测量的一项技术，用该技术进行飞灰含碳量测量的特点是：测量精度高、测量精度不受煤种变化的影响。但是实验室进行飞灰含碳量测量，由于其是离线的测量，并且测量周期长，无法提供连续、实时的飞灰含碳量值，因而无法实现对锅炉燃烧优化调整的实时指导。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于失重技术的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，不仅解决了微波法测碳技术受煤种变化影响的问题，而且解决了失重法测碳技术从实验室测量应用到工业现场进行实时在线测量的技术难题。从而满足了对锅炉燃烧优化调整进行实时指导的要求。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一种燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，其特征在于它由取样器1和测量箱20组成，取样器1见本申请人的200420080288.X号专利，取样器1的取样管2和引射管3伸进被测电站锅炉烟道内，其旋流集尘器5下灰口连有加灰管6，加灰管6位于测量箱20内，用于向设置在测量箱20内的装载坩埚9加灰样，测量箱20内还设有用于加热装载坩埚9灰样的加热器及用于测量装载坩埚9内灰样重量的天平19。

其中，在所述的测量箱20内还设有搁置装载坩埚9的转盘11，在所述的转盘11圆周上均匀地设有四个或四个以上的用于搁置装载坩埚9的通孔50。

所述的装载坩埚9的加热器为呈中空炉膛的电炉8，电炉8的炉膛内径比装载坩埚外径大且炉膛口朝下，所述的电炉8的炉膛设置于转盘11的上方。

在测量箱20内转盘11上方设有排灰组件30，排灰组件30与真空发生器31相连。

在所述的转盘11下方设有由升降电机23驱动的升降板16，升降板16上设有竖直向上的排灰顶杆24、加灰顶杆21与灼烧顶杆13，其中，排灰顶杆24设置于排灰组件30下口的正下方，加灰顶杆21设置于旋流集尘器5下灰口的正下方，灼烧顶杆13设置于电炉8的炉膛的正下方，与天平19相连的称重杆15竖直向上穿过升降板16，且所述的排灰顶杆24、加灰顶杆21、灼烧顶杆13和称重杆15的位置均与转盘11圆周上的通孔50位置相一致，升降板16中心通过拉杆14同轴向上依次连有大齿轮盘12和转盘11，拉杆14下端装有挡片43，大齿轮盘12的周边齿与设置在测量箱20对应一侧的旋转电机28上的小齿轮29相啮合。

所述的测量箱20还与设置在其外的控制箱25电气相连，所述控制箱25由一体化触摸屏主机27(型号可为TPC-1260TE)、数模转换器D/A(型号可为ADAM4024)和输入输出转化模块I/O(型号可为ADAM4050)组成，一体化触摸屏主机27通过接口模块IC1(型号可为RS232/485)分别接数模转换器D/A和输入输出转化模块I/O，一体化触摸屏主机27通过串接的接口模块IC2、IC3(型号均可为RS232/485)接测量箱内的分析天平19(型号可为BT323S)，输入输出转化模块I/O的输入端通过接口板IC4(该接口板即为普通接线端子板)接第一旋转定位开关(型号可为EE-SPX403)、第二旋转定位开关(型号可为EE-SPX403)、第一升降定位开关(型号可为EE-SX770A)和第二升降定位开关(型号可为EE-SX770A)的各信号输出端，输入输出转化模块I/O的输出端通过接口板IC4接旋转电机28(型号可为60TRY2LA/JB50-3.5K)、升降电机23(型号可为70YN15-2CZ/JBE5G10)、排灰电机33(型号可为60TRY2LA/JB50-3.5K)、振动器7(型号可为MSM-01)、排灰阀48(型号可为AB41-03-3-02E-B-DC24V)和反吹阀49(型号可为AB41-03-3-02E-B-DC24V)，实现控制信号、数据的输出及测量信号、数据的输入，完成对旋转电机28、升降电机23、排灰电机33、振动器7、排灰阀48和反吹阀49的驱动，从而实现对测量全过程的控制。而且加热器8由温控器10进行控制，使加热温度保持在需要的范围内。本发明中的一体化触摸屏主机27可以同时接两套测量箱(如图7所示)，接法如上所示。

本发明的有益效果：

本发明由于将失重技术、取样技术、排灰技术结合在一起，合理地设计了：包括加灰机构、转盘机构、顶杆升降机构、灼烧控制机构、减振机构等，采用软件控制系统，自动完成烟道飞灰的在线取样、测量、数据分析及数据输出等功能。成功的解决了将失重技术从实验室应用到工业现场进行在线测量的技术关键。与现有采用微波技术进行在线飞灰含碳量检测的装置相比，具有测量精度高、测量精度不受煤种变化的影响等优点，能真正为燃煤锅炉的优化燃烧调整提供实时、准确的依据和指导。

附图说明

图1是本发明的结构框图示意图。

图2是本发明的测量箱的结构图(主视图)。

图3是测量箱的A-A剖视图。

图4是测量箱的B-B剖视图。

图5是测量箱的侧视图。

图6是本发明排灰组件的结构图。

图7是本发明的装置系统控制图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2、3、4、5所示。一种基于失重技术的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，它由安装在烟道壁上的取样器1、安装在取样器1下方的测量箱20、控制箱25组成。

所述的取样器1是由取样管2、旋流集尘器5、喷射弯管4、引射管3组成。

所述的测量箱20是由与旋流集尘器5下口相连的加灰管6、安装在加灰管6的安装架42上的振动器7、用于对灰样进行灼烧的电炉8、控制电炉8温度的温控器10、搁置装载坩埚9的转盘11、在转盘11上沿圆周方向均匀放置四个装载坩埚9，安装在旋转电机28带动大齿轮盘12转动的小齿轮29、带动转盘11上下移动的拉杆14、安装在升降板16上的加灰顶杆21、灼烧顶杆13、排灰顶杆24、驱动升降板16升降的升降丝杆22和升降电机23、安装在天平19上的称重杆15、天平防护箱17、安装于天平19底部四角的减振器18、与真空发生器31相连的排灰组件30组成，拉杆14穿过升降板16并与升降板16活动连接，当升降板16下降到与拉杆14下端的挡片43接触并继续向下降时，升降板带动挡片43、拉杆14将转盘11向下拉动；而当升降板16上升时，转盘11在复位弹簧的作用下向上抬升，直到转盘11与挡片43脱离接触时停止。参看图6，所述的排灰组件30是由上固定套35、下固定套37、主动齿轮34、被动齿轮36、排灰管39、驱动主、被动齿轮并带动排灰管绕轴向旋转的电机33、安装架32、绑在排灰管39下端的刷灰钢丝41、弹簧38、压套40组成。

所述的控制箱25主要是由触摸屏一体化机主机27、开关电源26组成。

本发明中，第一、第二旋转定位开关44、45设置在大齿轮盘12周边的对应位置，用于检测转盘11的转动位置，并将旋转位置信号通过接口板IC4及输入输出转化模块I/O送至触摸屏一体化机主机27；第一、第二升降定位开关46、47设置在升降板16一端的上表面，它们用于检测升降板16的升降位置，并将升降位置信号通过接口板IC4及输入输出转化模块I/O送至触摸屏一体化机主机27。

本发明的工作过程如下：

首先由温控器10将电炉8控制在规定的温度范围内；在旋转电机28驱动下，通过小齿轮29和大齿轮盘12带动转盘11旋转到起始位置，此时转盘11上的四个坩埚分别处于加灰管6、电炉8、排灰管39、称重杆15的轴线上；启动升降电机23，通过升降丝杆22带动升降板16上升，当升降板16上的加灰顶杆21、灼烧顶杆13、排灰顶杆24分别将处于加灰管6、电炉8、排灰管39轴线上的三个装载坩埚9顶到加灰位置、灼烧位置、排灰位置时停止上升，此时，在加灰管6轴线上的装载坩埚9处于与加灰管6下口紧密接触的位置、在电炉8轴线上的装载坩埚9处于电炉8炉膛内的中心位置、在排灰管39轴线上的装载坩埚9处于与排灰管39的下口位置处；取样器1收取烟道内的灰样，通过加灰管6将灰样收集到处于加灰管6下口的装载坩埚9内；电炉8对炉膛内装载坩埚9中的灰样进行灼烧；真空发生器31工作，通过与其相连的排灰管39将处于排灰管39下口的装载坩埚9内已灼烧过的灰样排空；电机33工作，并通过主动齿轮34、被动齿轮36带动排灰管39旋转，绑在排灰管39下端的刷灰钢丝41将坩埚壁上的灰样刷落，并通过排灰管39排空；有上述可知，加灰、灼烧、排灰这三个工作是同时进行的。当灼烧到达规定时间后，启动升降电机23，通过升降丝杆22带动升降板16下降，当升降板16上的加灰顶杆21、灼烧顶杆13、排灰顶杆24分别将处于加灰管6、电炉8、排灰管39轴线上的3个装载坩埚9托放到转盘11上时停止下降。启动旋转电机28，通过小齿轮29和大齿轮盘12带动转盘11旋转，当经过排灰处理的装载坩埚9到达称重杆15位置时停止转动。启动升降电机23，通过升降丝杆22带动升降板16下降，此时升降板16通过拉杆14带动转盘11下降，当处于称重杆15轴线上的坩埚9落于称重杆15上并与转盘11脱离时停止下降。此时天平称出装载坩埚9的重量，并将称重值送给控制箱25内的触摸屏一体化机27进行数据处理。称重结束后，启动升降电机23，通过升降丝杆22带动升降板16上升，当转盘11在复位弹簧的作用下上升到原始位置时停止上升。此时原处于称重杆15上的坩埚9在转盘的带动下上升，并与称重杆15脱离。然后按照控制程序设定的流程完成该装载坩埚9的加灰、称重、灼烧、称重、排灰、数据处理(灰样含碳量计算)的工作。其它三个装载坩埚9分别按照此流程依次完成灰样含碳量的测量工作。

Claims (5)

1、一种燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，它由取样器(1)和测量箱(20)组成，取样器(1)的取样管(2)和引射管(3)伸进被测电站锅炉烟道内，其旋流集尘器(5)下灰口连有加灰管(6)，加灰管(6)位于测量箱(20)内，用于向设置在测量箱(20)内的装载坩埚(9)加灰样，测量箱(20)内还设有用于加热装载坩埚(9)灰样的加热器及用于测量装载坩埚(9)内灰样重量的天平(19)，其特征在于所述的测量箱(20)内还设有搁置装载坩埚(9)的转盘(11)，在转盘(11)圆周上均匀地设有四个或四个以上的用于搁置装载坩埚(9)的通孔(50)。

2、根据权利要求1所述的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，其特征是所述的装载坩埚(9)的加热器为呈中空炉膛的电炉(8)，电炉(8)的炉膛内径比装载坩埚(9)外径大且炉膛口朝下，所述的电炉(8)的炉膛设置于转盘(11)的上方。

3、根据权利要求1所述的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，其特征是在所述的测量箱(20)内转盘(11)上方设有排灰组件(30)，排灰组件(30)与真空发生器(31)相连。

4、根据权利要求2所述的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，其特征在所述的转盘(11)下方设有由升降电机(23)驱动的升降板(16)，升降板(16)上设有竖直向上的排灰顶杆(24)、加灰顶杆(21)与灼烧顶杆(13)，其中，排灰顶杆(24)设置于排灰组件(30)下口的正下方，加灰顶杆(21)设置于旋流集尘器(5)下灰口的正下方，灼烧顶杆(13)设置于电炉(8)的炉膛的正下方，与天平(19)相连的称重杆(15)竖直向上穿过升降板(16)，且所述的排灰顶杆(24)、加灰顶杆(21)、灼烧顶杆(13)和称重杆(15)的位置均与转盘(11)圆周上的通孔(50)位置相一致，升降板(16)中心通过拉杆(14)同轴向上依次连有大齿轮盘(12)和转盘(11)，拉杆(14)下端装有挡片(43)，大齿轮盘(12)的周边齿与设置在测量箱(20)对应一侧的旋转电机(28)上的小齿轮(29)相啮合。

5、根据权利要求1所述的燃煤电站锅炉烟道飞灰含碳量在线检测装置，其特征是所述的测量箱(20)还与设置在其外的控制箱(25)电气相连，所述控制箱(25)由一体化触摸屏主机(27)、数模转换器D/A和输入输出转化模块I/O组成，一体化触摸屏主机(27)通过接口模块IC1分别接数模转换器D/A和输入输出转化模块I/O，一体化触摸屏主机(27)通过串接的接口模块IC2、IC3接测量箱内的天平(19)，输入输出转化模块I/O的输入端通过接口板IC4接第一旋转定位开关(44)、第二旋转定位开关(45)、第一升降定位开关(46)和第二升降定位开关(47)的各信号输出端，输入输出转化模块I/O的输出端通过接口板IC4接旋转电机(28)、升降电机(23)、排灰电机(33)、振动器(7)、排灰阀(48)和反吹阀(49)，控制它们的驱动，其中，第一旋转定位开关(44)、第二旋转定位开关(45)均设置在大齿轮盘(12)周边的对应位置，第一升降定位开关(46)、第二升降定位开关(47)均设置在升降板(16)一端的上表面。

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