CN109163942A - 一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电厂热力技术领域，更具体地涉及一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法，所述全截面飞灰取样收集装置包括用于飞灰取样的飞灰取样枪、飞灰取样探头、用于提供动力源且收集飞灰的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置，所述飞灰取样探头与飞灰取样枪连接，所述用于提供抽取动力源的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置均通过独立的控制器与飞灰取样枪连接，所述飞灰取样枪还设有用于取样的取样孔。本发明提供了一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法，通过设置实现了自动取样，减少了人工取样的维护量及风险，达到取样过程快捷、高效，以保证飞灰取样的长期执行行为的可靠性及安全性。

Description

一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法

技术领域

本发明涉及电厂热力技术领域，更具体地涉及一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法。

背景技术

锅炉中飞灰的含碳量是反应火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率的重要指标，实时检测飞灰含碳量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，提高机组运行经济性。尤其在粉煤灰应用领域，检测飞灰中的含碳量更是其可否综合利用的能力制约因素。

飞灰含碳量的在线传统测量方法有多种，在锅炉燃烧过程中飞灰含碳量的测量受煤种变化的影响较大，因此为了校整飞灰含碳量的在线测量数据，需要在其基础上进行定期的离线飞灰样采集及实验室分析，以此保证在线测量装置的数据精度与准确性。

飞灰含碳检测系统目前存在的问题如下：燃烧后的烟气经烟道进入布袋后被脱去所含尘后落入灰斗，输送至粉煤灰制造及应用。飞灰含碳量的在线检测装置安装在烟道处，负压工况。设计上只有在线测量装置而无实验含碳量分析的飞灰离线取样装置设计。采样位置只能在烟道下游的除尘器布袋落灰口处，采样途径依靠手工，导致飞灰样采集实效性差，分析值与实测值存在误差；另外因为布袋落灰口处压力控制波动大，负压大的时候灰斗落灰量少，人工集飞灰困难，有时甚至飞灰被负压带走采集不到，在采集过程中，锅炉燃烧突发微正压又会导致高温灰喷出，人员烫伤。

因此，为了解决目前导致测量结果误差的问题，及时准确地反映当前的锅炉燃烧的工况，并减少人工取样的维护量及风险。需要对试验分析用手工取样方式进行优化，保证该每天一次的长期行为的可靠性及安全性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法，通过设置实现了自动取样，减少了人工取样的维护量及风险，达到取样过程快捷、高效，以保证飞灰取样的长期执行行为的可靠性及安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种全截面飞灰取样收集装置，所述全截面飞灰取样收集装置包括用于飞灰取样的飞灰取样枪、飞灰取样探头、用于提供动力源且收集飞灰的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置，所述飞灰取样探头与飞灰取样枪连接，所述用于提供抽取动力源的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置均通过独立的控制器与飞灰取样枪连接，所述飞灰取样枪还设有用于取样的取样孔。

其中，所述飞灰抽气收集装置包括顺次连接的飞灰取样探头投用电磁阀、飞灰分离器、飞灰抽气器、抽气器动力气源管路、飞灰抽气器用电磁阀，所述飞灰取样探头投用电磁阀与飞灰取样枪连接，所述飞灰抽气器用电磁阀与外界的气源连接。

另外，所述飞灰分离器上还设有用于提示收集完成的飞灰收集完成提示器。

其中，所述抽飞灰抽气器与飞灰抽气器用电磁阀之间通过抽气器动力气源管路连接有飞灰收集用压力调整装置。

另外，所述爆破第一次吹扫装置包括相连接的爆破吹扫气源管路与爆破吹扫电磁阀，爆破吹扫气源管路另一端与外界气源相连接，所述爆破吹扫电磁阀与飞灰取样枪连接。

其中，所述梯度吹扫第二次清扫装置包括顺次连接的梯度吹扫气源管路、梯度吹扫气源调整装置、梯度吹扫电磁阀，梯度吹扫气源管路另一端与与外界气源相连接，所述梯度吹扫电磁阀与飞灰取样枪连接。

另外，所述全截面飞灰取样收集装置设有用于密封并隔离全截面飞灰取样收集装置与烟气管道之间缝隙的密封管座。

本发明还提供一种根据所述的全截面飞灰取样收集装置的自动控制方法，独立的控制器包括飞灰取样探头投用电磁阀、爆破吹扫电磁阀、梯度吹扫电磁阀，具体步骤如下：

（1）飞灰取样探头投用电磁阀打开，飞灰抽气收集装置开始抽气收集；

（2）在步骤（1）收集完成，飞灰取样探头投用电磁阀关闭，且爆破吹扫电磁阀打开，爆破第一次吹扫装置开始吹扫，吹扫300s左右，吹扫流程结束，爆破吹扫电磁阀关闭；

（3）在步骤（2）第一次吹扫装置吹扫完成，梯度吹扫电磁阀打开，根据梯度调整器自调整小流量仪用气，梯度吹扫第二次清扫装置进行二次吹扫，装置进入常规保养工作阶段。

具体地的工作步骤如下：

将飞灰取样探头经飞灰取样枪固定安装在烟气的烟道内；密封管座起到密封并隔离本发明一种全截面飞灰取样收集装置与烟气管道之间缝隙的作用，保证烟气不外溢；飞灰抽气器通过打开飞灰抽气器用电磁阀，并通过飞灰收集用压力调整装置获得动力气源再经过抽气器动力气源管路，进行烟道内飞灰的抽取。

执行抽取飞灰的工作，飞灰取样探头投用电磁阀打开，飞灰经图飞灰取样探头、飞灰取样枪、飞灰内置取样枪的抽取取样孔，汇集到飞灰分离器中；飞灰收集到所需量，飞灰收集完成提示器会发出信号的同时关闭飞灰取样探头投用电磁阀和飞灰抽气器用电磁阀，飞灰收取工作完成。飞灰收集完成提示器在取飞灰工作结束后，发出信号给安装在爆破吹扫电磁阀，空气经爆破吹扫气源管路，进入飞灰取样探头、飞灰取样枪、飞灰内置取样枪的抽取取样孔进行取灰后吹扫；取样回路爆破吹扫后，爆破吹扫电磁阀停止工作，梯度吹扫电磁阀投入使用，进行本发明装置的日常保养状态。外界气源经梯度吹扫气源管路进入梯度吹扫气源调整装置，根据飞灰内置取样枪的抽取取样孔的孔径大小，选择梯度合适的流量对飞灰取样探头飞灰取样枪、飞灰内置取样枪的抽取取样孔，进行常规梯度流量保养阶段，保证吹扫流量合适

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法，通过设置解决了在工艺控制要求中，实验室数据分析与实测数据的测量误差，导致的不能准确反映当前的锅炉燃烧的工况问题；且实现了自动取样，减少了人工取样的维护量及风险，达到取样过程快捷、高效，以保证飞灰取样的长期执行行为的可靠性及安全性。

附图说明

图1为本发明的一种全截面飞灰取样收集装置的结构示意图。

图2为图1的抽取收集飞灰的结构示意图。

图3为图1的爆破第一次吹扫的结构示意图。

图4为图1的梯度吹扫第二次清扫的结构示意图。

图5为全截面飞灰取样收集装置的自动控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至5所示为本发明一种全截面飞灰取样收集装置及自动控制方法的实施例，全截面飞灰取样收集装置包括用于飞灰取样的飞灰取样枪15、飞灰取样探头16、用于提供动力源且收集飞灰的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置，所述飞灰取样探头16与飞灰取样枪15连接，用于提供抽取动力源的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置均通过独立的控制器与飞灰取样枪15连接，飞灰取样枪15还设有用于取样的取样孔01。

其中，飞灰抽气收集装置包括顺次连接的飞灰取样探头投用电磁阀05、飞灰分离器07、飞灰抽气器11、抽气器动力气源管路10、飞灰抽气器用电磁阀08，飞灰取样探头投用电磁阀05与飞灰取样枪15连接，所述飞灰抽气器用电磁阀08与外界的气源连接。

另外，飞灰分离器07上还设有用于提示收集完成的飞灰收集完成提示器06。

其中，抽飞灰抽气器11与飞灰抽气器用电磁阀08之间通过抽气器动力气源管路10连接有飞灰收集用压力调整装置09。

另外，爆破第一次吹扫装置包括相连接的爆破吹扫气源管路03与爆破吹扫电磁阀04，爆破吹扫气源管路03另一端与外界气源相连接，所述爆破吹扫电磁阀04与飞灰取样枪15连接。

其中，梯度吹扫第二次清扫装置包括顺次连接的梯度吹扫气源管路12、梯度吹扫气源调整装置13、梯度吹扫电磁阀14，梯度吹扫气源管路12另一端与与外界气源相连接，梯度吹扫电磁阀14与飞灰取样枪15连接。

其中，全截面飞灰取样收集装置设有用于密封并隔离全截面飞灰取样收集装置与烟气管道之间缝隙的密封管座02。

本发明提供一种根据该全截面飞灰取样收集装置的自动控制方法，独立的控制器包括飞灰取样探头投用电磁阀05、爆破吹扫电磁阀04、梯度吹扫电磁阀14，具体步骤如下：

（1）飞灰取样探头投用电磁阀05打开，飞灰抽气收集装置开始抽气收集；

（2）在步骤（1）收集完成，飞灰取样探头投用电磁阀05关闭，且爆破吹扫电磁阀04打开，爆破第一次吹扫装置开始吹扫，吹扫300s左右，吹扫流程结束，爆破吹扫电磁阀04关闭；

（3）在步骤（2）第一次吹扫装置吹扫完成，梯度吹扫电磁阀14打开，根据梯度调整器自调整小流量仪用气，梯度吹扫第二次清扫装置进行二次吹扫，装置进入常规保养工作阶段。

具体地：如图2所示，将图1中的飞灰取样探头16经图1中的飞灰取样枪15固定安装在烟气的烟道内；另外图1中的密封管座02起到密封并隔离本发明一种全截面飞灰取样收集装置与烟气管道之间缝隙的作用，保证烟气不外溢；图1中的飞灰抽气器11通过打开飞灰抽气器用电磁阀08，并通过图1中的飞灰收集用压力调整装置09获得动力气源再经过图1的抽气器动力气源管路10，进行烟道内飞灰的抽取；

执行抽取飞灰的工作，图1的飞灰取样探头投用电磁阀05打开，飞灰经图1中的飞灰取样探头16、图1中的飞灰取样枪15、图1中的飞灰内置取样枪的抽取取样孔01，汇集到图1中的飞灰分离器07中；飞灰收集到所需量，图1中的飞灰收集完成提示器06会发出信号的同时关闭图1的飞灰取样探头投用电磁阀05和飞灰抽气器用电磁阀08，飞灰收取工作完成。图1中的飞灰收集完成提示器06在取飞灰工作结束后，发出信号给安装在图1中的爆破吹扫电磁阀04，外界气源的空气经由图1中的爆破吹扫气源管路03，进入图1中的飞灰取样探头16、图1中的飞灰取样枪15、图1中的飞灰内置取样枪的抽取取样孔01进行取灰后吹扫；取样回路爆破吹扫后，图1中的爆破吹扫电磁阀04停止工作，图1中的梯度吹扫电磁阀14投入，进行本发明装置的日常保养状态。外界用的气源经图1中的梯度吹扫气源管路12进入图1中的梯度吹扫气源调整装置13，根据图1中的飞灰内置取样枪的抽取取样孔01的孔径大小，选择梯度合适的流量对图1中的飞灰取样探头16、图1中的飞灰取样枪15、图1中的飞灰内置取样枪的抽取取样孔01，进行常规梯度流量保养阶段，保证吹扫流量合适。

图2所示为本发明一种全截面飞灰取样收集装置的烟道内飞灰的收集过程。在整个收集过程中图1的爆破吹扫电磁阀04、图1中的梯度吹扫电磁阀14为关闭状态。图1的飞灰抽气器用电磁阀08为打开状态，提供抽气器动力气源。图1的飞灰取样探头投用电磁阀05打开状态，烟道内的烟气通过分布在全烟道截面内的图1中的飞灰内置取样枪的多个抽取取样孔01，在抽气器内进行汇集，然后在重力的作用下汇集到分离器内，飞灰开始不断累积。

这种收集避免因负压导致的取不出灰及微正压取样高温灰外喷人员烫伤问题；针对烟气风道截面大问题，多点同步收集，且让取样灰在飞灰含碳分析过程中更接近真实工况。

图3所示为本发明一种全截面飞灰取样收集过程后的防堵塞二阶段吹扫的第一阶段的强力吹扫工作示意图。具体的：图1的爆破吹扫电磁阀04打开状态，图1中的梯度吹扫电磁阀14、图1的飞灰抽气器用电磁阀08、图1的飞灰取样探头投用电磁阀05皆为关闭状态。通过仪用空气的爆破压力冲击实现强力吹扫，清除飞灰取样枪、取样探头、取样孔集灰过程的结灰。

图4所示为本发明一种全截面飞灰取样收集装置在第二阶段的常态下防堵塞的工作示意。图1中的梯度吹扫电磁阀14打开状态，图1的爆破吹扫电磁阀04、图1的飞灰抽气器用电磁阀08、图1的飞灰取样探头投用电磁阀05皆为关闭状态。梯度吹扫装置根据内置喷嘴热态节流面变化情况气流可调。持续小流量空气吹扫功能，保证在烟道负压状态下，烟气不被吸入，取灰孔保持通畅，随时保证一周期的飞灰取样工作可开展。

图5为本发明装置的一种全截面飞灰取样收集装置的自动控制方法的流程图,具体如下：安装在烟道上的本发明全截面飞灰取样收集装置为含碳量测量开始进入飞灰取样流程；飞灰抽气器用电磁阀打开；飞灰取样探头投用电磁阀打开；抽气器取样，分离器集灰取样流程进行中；飞灰分离器的收集完成提示器动作未动作，集灰取样流程继续；飞灰分离器的收集完成提示器动作动作，集灰取样流程结束；飞灰抽气器用电磁阀、飞灰取样探头投用电磁阀关闭；爆破吹扫电磁阀打开；进行第一吹扫阶段的强力吹扫300S;吹扫时间到300S未到，吹扫流程继续；吹扫时间到300S到，吹扫流程结束，爆破吹扫电磁阀关闭；梯度吹扫电磁阀根据梯度调整器自调整小流量仪用气，进行第二吹扫阶段的梯度吹扫；飞灰取样步骤结束，装置进入常规保养工作阶段。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述全截面飞灰取样收集装置包括用于飞灰取样的飞灰取样枪（15）、飞灰取样探头（16）、用于提供动力源且收集飞灰的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置，所述飞灰取样探头（16）与飞灰取样枪（15）连接，所述用于提供抽取动力源的飞灰抽气收集装置、爆破第一次吹扫装置以及梯度吹扫第二次清扫装置均通过独立的控制器与飞灰取样枪（15）连接，所述飞灰取样枪（15）还设有用于取样的取样孔（01）。

2.根据权利要求1所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述飞灰抽气收集装置包括顺次连接的飞灰取样探头投用电磁阀（05）、飞灰分离器(07)、飞灰抽气器（11）、抽气器动力气源管路（10）、飞灰抽气器用电磁阀（08），所述飞灰取样探头投用电磁阀（05）与飞灰取样枪（15）连接，所述飞灰抽气器用电磁阀（08）与外界的气源连接。

3.根据权利要求2所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述飞灰分离器(07)上还设有用于提示收集完成的飞灰收集完成提示器（06）。

4.根据权利要求2所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述抽飞灰抽气器（11）与飞灰抽气器用电磁阀（08）之间通过抽气器动力气源管路（10）连接有飞灰收集用压力调整装置（09）。

5.根据权利要求1至4任一项所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述爆破第一次吹扫装置包括相连接的爆破吹扫气源管路（03）与爆破吹扫电磁阀（04），爆破吹扫气源管路（03）另一端与外界气源相连接，所述爆破吹扫电磁阀（04）与飞灰取样枪（15）连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述梯度吹扫第二次清扫装置包括顺次连接的梯度吹扫气源管路（12）、梯度吹扫气源调整装置（13）、梯度吹扫电磁阀（14），梯度吹扫气源管路（12）另一端与与外界气源相连接，所述梯度吹扫电磁阀（14）与飞灰取样枪（15）连接。

7.根据权利要求1至4任一项所述的全截面飞灰取样收集装置，其特征在于，所述全截面飞灰取样收集装置设有用于密封并隔离全截面飞灰取样收集装置与烟气管道之间缝隙的密封管座（02）。

8.一种根据权利要求1所述的全截面飞灰取样收集装置的自动控制方法，其特征在于，独立的控制器包括飞灰取样探头投用电磁阀（05）、爆破吹扫电磁阀（04）、梯度吹扫电磁阀（14），具体步骤如下：

（1）飞灰取样探头投用电磁阀（05）打开，飞灰抽气收集装置开始抽气收集；

（2）在步骤（1）收集完成，飞灰取样探头投用电磁阀（05）关闭，且爆破吹扫电磁阀（04）打开，爆破第一次吹扫装置开始吹扫，吹扫300s左右，吹扫流程结束，爆破吹扫电磁阀（04）关闭；

（3）在步骤（2）第一次吹扫装置吹扫完成，梯度吹扫电磁阀（14）打开，根据梯度调整器自调整小流量仪用气，梯度吹扫第二次清扫装置进行二次吹扫，装置进入常规保养工作阶段。