CN102012350B - 一种飞灰残碳量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞灰残碳量测量装置，包括取样单元、测量单元和控制单元，取样单元通过收灰管与测量单元内的收灰装置连接；在测量单元内部，转位装置上沿圆周方向均布四个坩埚，收灰装置、灼烧装置和排灰装置分别位于坩埚的上方，称重装置位于坩埚的下方，升降装置上设有顶杆，收灰装置、排灰装置、转位装置、升降装置和称重装置均与电气装置连接，灼烧装置与温控器连接；测量单元通过电气装置与控制单元连接。本发明收灰、排灰效果好，精度高、无噪音，无卡死。

Description

一种飞灰残碳量测量装置

技术领域

本发明涉及一种基于失重技术的火力发电厂锅炉排灰烟道中飞灰残碳含量测量装置。

背景技术

火力发电厂锅炉烟道中飞灰残碳含量是反映火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率的重要指标，实时检测飞灰残碳量将有利于指导锅炉运行，正确调整风煤比，提高燃烧控制水平；合理控制飞灰残碳量的指标，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残碳量检测设备基本上都是采用微波测量技术来测量飞灰中的残碳量的，但是微波测量技术对飞灰残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，残碳量的测量精度就没法得到保证，甚至残碳量的测量值与实际残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。

基于失重技术的飞灰残碳量测量设备具有测量精度高、测量精度不受煤种变化的影响的优点。该设备包括吸取灰样的取样单元、测量灰样中残余含碳量的测量单元和测量单元的控制单元。测量单元包括收灰装置、灼烧装置、排灰装置、转位装置、升降装置、称重装置和电气装置，通过电气控制，测量单元进行收灰、灼烧、称重、排灰和反吹等一系列重复循环工序来完成对飞灰残余碳含量的测量工作。

在以往的生产操作过程中，存在如下缺陷：

1、由于灰样因内摩擦、潮解等原因，经常引起收灰管的堵塞现象，会造成收灰管下料不通顺，影响检测装置的正常运行，对检测结果造成影响。

2、转位组件的传动方式为齿轮传动，经常出现转动过位、噪音大等的缺点，影响检测装置的正常运行，对检测结果造成影响。

3、排灰装置的排灰效果较差，经常发生灰样残留现象，在进行下次测量时新加载的灰样会和残留灰样相混合，影响检测结果。

4、称重杆容易受测量单元内气流影响产生晃动，而且分析天平本身重量不大，测量单元内部产生的振动也会使分析天平产生振动，这样会影响检测装置的正常运行，检测精度降低。

5、收灰顶杆、灼烧顶杆和排灰顶杆通过多轴驱动实现升降运动，这种结构存在顶杆运动不够平稳、位置精度低、噪音大，易卡死的缺点，影响检测设备的正常运行，对检测结果造成影响。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供一种飞灰残碳量测量装置，可解决现有技术中排灰装置灰样残留问题、转位组件噪音大的问题、收灰组件堵塞问题，以及称重组件、升降组件精度不高的问题。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种飞灰残碳量测量装置，包括取样单元、测量单元和控制单元，取样单元通过收灰管与测量单元内的收灰装置连接；在测量单元内部，转位装置上沿圆周方向均布四个坩埚，收灰装置、灼烧装置和排灰装置分别位于坩埚的上方，称重装置位于坩埚的下方，升降装置上设有顶杆，收灰装置、排灰装置、转位装置、升降装置和称重装置均与电气装置连接，灼烧装置与温控器连接；测量单元通过电气装置与控制单元连接；所述收灰装置包括收灰管和固定座；在固定座上设有电磁振动器，电磁振动器的振动头与收灰管的外壁相接触；所述的转位装置包括坩埚，所述坩埚设置在转盘上的工艺孔内，转盘通过盖帽安装在拉杆的顶端；拉杆底端设有圆盘，拉杆外设有轴承支座、转动轴套，在转动轴套和盖帽之间的拉杆外壁上设有复位弹簧，转动轴套上设有槽轮；槽轮通过一号导销与转盘连接，在槽轮圆周上设有均布的卡槽；在槽轮一侧设有拨盘，拨盘上设有与卡槽相适配的二号导销，拨盘与转位电机的输出轴连接，转位电机旁设有光电开关；所述排灰装置包括立柱，所述立柱上设有支板，支板上设有轴支套，轴支套内腔设有排灰管，排灰管的一端连接有刷头，排灰管的另一端与真空发生器连接，排灰管中部设有从动齿轮，从动齿轮与驱动齿轮啮合，驱动齿轮与排灰电机的输出轴连接，排灰电机设置在支板上；所述刷头外侧设有压套，压套与轴支套连接；所述称重装置包括称重杆、调节套、天平框架和分析天平，天平框架内设有分析天平，分析天平上设有调节套，调节套上设有称重杆，在称重杆的外部套有防风管，且防风管与称重杆之间留有间隙；所述的升降装置包括设置在升降板上的收灰顶杆、灼烧顶杆和排灰顶杆；升降板设置在移动块上，移动块与丝杠螺纹连接；丝杠一端与升降电机的输出轴连接，另一端固定在支座上；支座上设有均与升降电机电连接的一号光电开关、二号光电开关、三号光电开关和四号光电开关。

其中，所述压套上设有导向槽，在轴支套上设有与导向槽相适配的销孔，导销安装在销孔上，使得压套可上、下移动；在轴支套的外壁上还设有环形凸台，在环形凸台和压套之间设有压簧；排灰管和真空发生器之间通过接头座连接，所述接头座固定在轴支座上，轴支座固定在支板上；所述排灰电机为正反转电机；在所述排灰电机外侧设有增加排灰组件刚性的护板，护板固定在立柱上。

其中，在所述升降板上设有安装直线轴承的通孔，导向轴穿入直线轴承，导向轴两端固定在支座上。

其中，防风管的上端与称重杆齐平，防风管的下端固定在测量单元的底板上；在分析天平下方设有配重块，配重块下方设有减震器。

所述电磁振动器和固定座之间设有垫板；垫板为防振垫板。

有益效果：1、本发明的飞灰残碳量测量装置的收灰装置通过在收灰管外侧加装电磁振动器，依靠电磁振动器产生的高频振动带动收灰管管壁振动，有效防止收灰管发生堵塞现象，保证了灰管下料通顺，以及检测装置的正常运行。2、本发明的转位装置将拨盘转轮结构代替原有的齿轮传动机构，克服了以往易转动过位、噪音大等的缺点，保证了测量装置的正常运行，精确度高。3、本发明采用正反向电机带动刷头的正反向转动；通过真空发生器在刷头波扫灰样的同时，利用真空吸力将灰样吸出，大大提高了排灰组件的排灰效果，保证了测量装置的检测精度。4、本发明的称重装置通过在称重杆外部加设防风管，并在分析天平下方加设有配重块和减震器，可以使称重杆不受测量单元内气流影响产生晃动，并使分析天平本身质量加大，减少了测量单元内部振动对其的影响、避免了共振现象的产生，保证了测量装置的正常运行，提高了测量精度。5、本发明的通过单轴驱动实现收灰顶杆、灼烧顶杆和排灰顶杆升降运动，运动平稳、位置精度高、无噪音，无卡死现象，保证测量设备运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的收灰装置的结构示意图。

图3为本发明的转位装置的结构示意图。

图4为本发明的排灰装置的结构示意图。

图5为本发明的称重装置的结构示意图。

图6为本发明的升降装置的结构示意图。

图7为图6中A-A向剖视图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的飞灰残碳量测量装置，包括取样单元1、测量单元2和控制单元3。

取样单元1包括多嘴取样管11、喷射管12和旋流集尘器13；多嘴取样管11一端伸进锅炉烟道中，另一端与旋流集尘器13的进气口连通，旋流集尘器13上端与喷射管12连通，旋流集尘器13下端通过收灰管4与测量单元2内的收灰装置3连接。

在测量单元2内部，转位装置5上沿圆周方向均布收灰、灼烧、称重和排灰四个工位孔，在工位孔内放置坩埚6；收灰装置3、灼烧装置7和排灰装置8分别位于坩埚6的正上方，称重装置9位于坩埚6的正下方；升降装置10上设有与收灰、灼烧和排灰工艺孔对应的顶杆；收灰装置3、排灰装置8、转位装置5、升降装置10和称重装置9均与电气装置11连接，灼烧装置7与温控器连接12连接；测量单元2通过电气装置11与控制单元3连接。

控制单元3由工控部分、数据处理部分和系统控制部分组成。

如图2所示，本发明的收灰装置3包括收灰管31；收灰管31设置在固定座32上，固定座32固定在立柱上端；在收灰管31的下料口端设有销孔和压套35，压套35上沿垂直方向设有导向槽，导销接头36通过导向槽固定在销孔内，使压套35可沿导向槽与收灰管31产生相对滑动，用来调节压套35与下料口的相对位置；在压套35和固定座32之间的收灰管31外壁上设有压簧37，通过压簧37的压力使压套35和测量单元2中的坩埚6之间紧密接触，以稳定坩埚6；收灰时，在收灰顶杆的作用下，坩埚6与收灰管31的收灰头处的密封圈压紧，防止灰样泄露。

将电磁振动器33设置在固定座32上方，电磁振动器33的振动头与收灰管31的外壁相接触，振动头产生的高频振动带动收灰管31管壁振动，防止收灰管31发生堵塞现象；电磁振动器33和固定座32之间设有垫板34，所述垫板34为防振垫板，这样可避免固定座32在电磁振动器33产生高频振动时产生晃动。

如图3所示，转位装置5包括坩埚6，坩埚6按照圆周方向均匀布置在转盘51上的工艺孔内。转盘51通过盖帽52设置在拉杆53的顶端。

在拉杆53底端设有圆盘。拉杆53中部设置轴承支座54和转动轴套55，转动轴套55可以围绕拉杆53自由转动；在转动轴套55和在盖帽52之间的拉杆53外壁上设有复位弹簧56。

转动轴套55上设有槽轮57；槽轮57上设有一号导销58，转盘51上设有与一号导销58相适配的销孔，槽轮57转动时，会通过一号导销58带动转盘51一起转动。

在槽轮57圆周上还均布若干卡槽；卡槽数量与测量单元2的工位数相同；在槽轮57一侧设有拨盘59，拨盘59上设有与卡槽相适配的二号导销510，拨盘59转动时，通过二号导销510拨动槽轮57一起转动，拨盘51每转动一周，槽轮57正好转过一个卡槽位置。拨盘51与转位电机的输出轴连接，转位电机旁设有光电开关，光电开关控制拨盘51的转动。

需要进行工位转换时，转位电机开启，拨盘51随之转动，拨盘51上的二号导销510切入卡槽带动槽轮57转动，槽轮57通过一号导销58带动转盘51。拨盘59转至一周时，转盘51上的坩埚6转至下一工位，光电开关检测拨盘59的旋转圈数和控制转位电机停止运转，以完成各工位的转换。

如图4所示，排灰装置8包括立柱81，所述立柱81上设有支板82，支板82上设有轴支套83，轴支套83内腔设有排灰管84，排灰管84下端连接有刷头85，所述刷头85为钢丝刷头。

排灰管84上端和真空发生器86下端通过接头座812连接，排灰管84、接头座812和真空发生器86的内腔连通；接头座812固定在轴支座813上，轴支座813套设在排灰管84上，轴支座813下端固定在支板82上。

在排灰管84中部设有从动齿轮87，从动齿轮87与驱动齿轮88啮合，驱动齿轮88与排灰电机89的输出轴连接，排灰电机89设置在支板82上。排灰电机89为正反转电机，在排灰电机89外侧设有护板814，护板814固定在立柱81上。

在刷头85外侧设有压套810，压套810上设有导向槽，在轴支套83上设有与导向槽相适配的销孔，导销通过导向槽固定在销孔内；压套810可沿轴支套83轴向滑动，即压套810可上、下移动，但不得转动。在轴支套83的外壁上还设有环形凸台，在环形凸台和压套810之间设有压簧811。

进行排灰操作时，将坩埚与压套810对接后启动排灰电机89，电机输出轴上的驱动齿轮88带动从动齿轮87转动，排灰管84随之转动，排灰管84顶端的刷头85拨扫坩埚6内的灰样，真空发生器86运转，灰样通过排灰管84从坩埚6内排除。

如图5所示，本发明的称重装置包括称重杆91、调节套92、天平框架93和分析天平94。天平框架93固定在测量单元的底板上，在天平框架93内部设有分析天平94；在分析天平94上设置调节套92，调节套92上方设有称重杆91；在称重杆91外部套设防风管95，防风管95上端与称重杆91齐平，防风管95的下端固定在测量单元2的底板上，防风管95内壁和称重杆91外壁之间留有一定间隙；在分析天平94下方设有配重块96，配重块96下方设有减震器97，减震器97底部与测量单元2的底板固定。

由于防风管95是固定在测量单元2的底板上，所以受测量单元2内气流影响时不易产生晃动，阻挡了气流的流动。在称重时，防风管95和称重杆91之间无任何接触，保证了称重杆91的稳定性，在分析天平94与测量单元2底板之间设有减震器97，避免测量单元2内部振动对分析天平94造成影响。

如图6，7所示，本发明的升降装置10包括升降板101，在升降板101与工位相适配的位置上设有收灰顶杆102、灼烧顶杆103和排灰顶杆104；升降板101固定在移动块105上，移动块105上设有螺纹孔，丝杠106设置在螺纹孔内；丝杠106底端与升降电机107的输出轴连接，升降电机107固定在支座108下端；丝杠106另一端固定在支座108上端，支座108上沿垂直方向依次设有一号光电开关109、二号光电开关110、三号光电开关111和四号光电开关112，四个光电开关来控制升降板101上升和下降所达到的高度位置。

在移动块105上位于丝杠106两侧对称设有两个通孔，通孔内各设有一个直线轴承，导向轴113穿过直线轴承，导向轴113的两端固定在支座108上，导向轴113能够使移动块105和升降板101在上升和下降过程中更加平稳。

升降装置10的工作过程如下：

首先接通电源，由温控器12将灼烧装置7中的电炉控制在规定的温度范围内；然后在控制单元3控制下，完成收灰、灼烧、称重、排灰、反吹和原位等一系列工序循环工作。各工位的转位是转位装置5实现的，工位转到位后，还必须通过升降装置10将收灰顶杆102、排灰顶杆104和灼烧顶杆203上升或下降到设定位置。在升降装置10上布置一号光电开关109、二号光电开关110、三号光电开关111和四号光电开关112分别检测和控制升降板101处于某工位的位置。最上面的一号光电开关109是反吹工序的位置，下面的二号光电开关110是收灰、排灰和灼烧工序的位置(三工序同时进行)，再下面的三号光电开关111是原始工位的位置，最下面的四号光电开关112称重工序的位置。只有各个顶杆到达设定的位置后，收灰装置3、灼烧装置7、和排灰装置8方可进行该工序的工作。称重工序的实行是通过升降装置10带动转位装置5上的坩埚6下降，使之落在称重杆91上来实现的，此时分析天平94称出装载坩埚6的重量，并将称重值送给控制单元3。称重结束后，升降装置10带动转位装置5上的坩埚6上升，回到原始位置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种飞灰残碳量测量装置，包括取样单元(1)、测量单元(2)和控制单元(3)，取样单元(1)通过收灰管(4)与测量单元(2)内的收灰装置(3)连接；在测量单元(2)内部，转位装置(5)上沿圆周方向均布四个坩埚(6)，收灰装置(3)、灼烧装置(7)和排灰装置(8)分别位于坩埚(6)的上方，称重装置(9)位于坩埚(6)的下方，升降装置(10)上设有顶杆，收灰装置(3)、排灰装置(8)、转位装置(5)、升降装置(10)和称重装置(9)均与电气装置(11)连接，灼烧装置(7)与温控器(12)连接；测量单元(2)通过电气装置(11)与控制单元(3)连接；其特征在于，所述收灰装置(3)包括收灰管(31)，收灰管(31)设在固定座(32)上；在固定座(32)上设有电磁振动器(33)，电磁振动器(33)的振动头与收灰管(31)的外壁相接触；

所述的转位装置(5)包括坩埚(6)，所述坩埚(6)设置在转盘(51)上的工艺孔内，转盘(51)通过盖帽(52)安装在拉杆(53)的顶端；拉杆(53)底端设有圆盘，拉杆(53)外设有轴承支座(54)、转动轴套(55)，在转动轴套(55)和盖帽(52)之间的拉杆(53)外壁上设有复位弹簧(56)，转动轴套(55)上设有槽轮(57)；槽轮(57)通过一号导销(58)与转盘(51)连接，在槽轮(57)圆周上设有均布的卡槽；在槽轮(57)一侧设有拨盘(59)，拨盘(59)上设有与卡槽相适配的二号导销(510)，拨盘(59)与转位电机的输出轴连接，转位电机旁设有光电开关；

所述排灰装置(8)包括立柱(81)，所述立柱(81)上设有支板(82)，支板(82)上设有轴支套(83)，轴支套(83)内腔设有排灰管(84)，排灰管(84)的一端连接有刷头(85)，排灰管(84)的另一端与真空发生器(86)连接，排灰管(84)中部设有从动齿轮(87)，从动齿轮(87)与驱动齿轮(88)啮合，驱动齿轮(88)与排灰电机(89)的输出轴连接，排灰电机(89)设置在支板(82)上；所述刷头(85)外侧设有压套(810)，压套(810)与轴支套(83)连接；

所述称重装置(9)包括称重杆(91)、调节套(92)、天平框架(93)和分析天平(94)，天平框架(93)内设有分析天平(94)，分析天平(94)上设有调节套(92)，调节套(92)上设有称重杆(91)，在称重杆(91)的外部套有防风管(95)，且防风管(95)与称重杆(91)之间留有间隙；

所述的升降装置(10)包括设置在升降板(101)上的收灰顶杆(102)、灼烧顶杆(103)和排灰顶杆(104)；升降板(101)设置在移动块(105)上，移动块(105)与丝杠(106)螺纹连接；丝杠(106)一端与升降电机(107)的输出轴连接，另一端固定在支座(108)上；支座(108)上设有均与升降电机(107)电连接的一号光电开关(109)、二号光电开关(110)、三号光电开关(111)和四号光电开关(112)。 

2.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，所述压套(810)上设有导向槽，在轴支套(83)上设有与导向槽相适配的销孔，导销安装在销孔上，使得压套(810)可上、下移动；在轴支套(83)的外壁上还设有环形凸台，在环形凸台和压套(810)之间设有压簧(811)。

3.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，所述排灰管(84)和真空发生器(86)之间通过接头座(812)连接，所述接头座(812)固定在轴支座(813)上，轴支座(813)固定在支板(82)上。

4.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，所述排灰电机(89)为正反转电机。

5.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，在所述排灰电机(89)外侧设有增加排灰组件刚性的护板(814)，护板(814)固定在立柱(81)上。

6.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，在所述移动块(105)上设有安装直线轴承的通孔，导向轴(113)穿入直线轴承，导向轴(113)两端固定在支座(108)上。

7.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，防风管(95)的上端与称重杆(91)齐平，防风管(95)的下端固定在测量单元的底板上。

8.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，在分析天平(94)下方设有配重块(96)，配重块(96)下方设有减震器(97)。

9.根据权利要求1所述的一种飞灰残碳量测量装置，其特征在于，所述电磁振动器(33)和固定座(32)之间设有垫板(34)。 

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