CN109187263B - 锅炉飞灰含碳量检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锅炉飞灰含碳量检测装置，涉及飞灰含碳量检测技术领域。本发明包括置物容器，置物容器内设置有灼烧机构，灼烧机构包括：若干个依次相互嵌套的灼烧球壳，其中最外层灼烧球壳内部的所有灼烧球壳上均分别设有若干个贯通孔；以及若干个连接筒，连接筒自最外层的灼烧球壳穿入到达最内层灼烧球壳的内部，且连接筒分别固定在每一层灼烧球壳上；其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳的一连接筒，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔。本发明的目的在于克服现有基于灼烧失碳法测量飞灰含碳量的技术方案测量准确性较差的不足，提供了一种锅炉飞灰含碳量检测装置，提高了飞灰含碳量测量的准确性。

Description

锅炉飞灰含碳量检测装置
技术领域
本发明涉及飞灰含碳量检测技术领域，更具体地说，涉及一种锅炉飞灰含碳量检测装置。
背景技术
锅炉飞灰含碳量是评价机组运行经济性的重要指标。锅炉飞灰含碳量的在线和实时测量有利于及时调整和优化燃烧条件，从而实现降低机组煤耗，提高机组经济性的目的。
锅炉飞灰在吸附剂和建筑材料领域的潜在利用也可以提高电厂的经济效益。飞灰含碳量是决定其应用领域的重要指标。高含碳量的飞灰具有大比表面积，可以用作高效吸附剂；但是添加到水泥中会导致水泥容易碎裂，因而不宜用于水泥建筑材料。因此，飞灰含碳量的准确测量对于飞灰的应用有着重要意义。但是，现有基于灼烧失碳法测量飞灰含碳量的技术方案受到灰样取样方式的影响，测量的准确性较差，因此，如何基于灼烧失碳法准确的测量出飞灰含碳量，是现有技术需要解决的技术问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有基于灼烧失碳法测量飞灰含碳量的技术方案测量准确性较差的不足，提供了一种锅炉飞灰含碳量检测装置，提高了飞灰含碳量测量的准确性。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的锅炉飞灰含碳量检测装置，包括置物容器，所述置物容器内设置有存放飞灰并对飞灰进行灼烧的灼烧机构。
进一步的，所述灼烧机构包括：
若干个依次相互嵌套的灼烧球壳，所述灼烧球壳的形状为空心的球体，其中最外层灼烧球壳内部的所有灼烧球壳上均分别设有若干个贯通孔；
以及若干个连接筒，所述连接筒自最外层的灼烧球壳穿入到达最内层灼烧球壳的内部，且连接筒分别固定在每一层灼烧球壳上；每个连接筒远离最内层灼烧球壳的一端分别通过一通气管与外界连通；其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳的一连接筒，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔。
进一步的，每个通气管自连接筒端部引出后均竖直向上方延伸，且每个通气管的上端分别与一通气口的下端连通，所述通气口为内径自下而上渐阔的通道。
进一步的，每一个灼烧球壳的内表面上均连接有若干个在不同高度位置处分布的承载板。
进一步的，所述承载板水平设置，所述承载板的上表面设有连续的凸起段，相邻凸起段之间设置有水平段。
进一步的，最外层灼烧球壳的底端通过支撑柱连接在置物容器内的底部。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明中，灼烧机构包括若干个依次相互嵌套的灼烧球壳，灼烧球壳的形状为空心的球体，其中最外层灼烧球壳内部的所有灼烧球壳上均分别设有若干个贯通孔，连接筒自最外层的灼烧球壳穿入到达最内层灼烧球壳的内部，且连接筒分别固定在每一层灼烧球壳上，一方面连接筒起到通风换气、利于燃烧的作用，另一方面各个连接筒起到支撑骨架的作用，利用连接筒将每个灼烧球壳位置相对固定住，使得相邻灼烧球壳之间形成飞灰存放并燃烧的固定空间。
(2)本发明中，每个连接筒远离最内层灼烧球壳的一端分别通过一通气管与外界连通，其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳的一连接筒，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔，以上结构的设置，一方面将大量飞灰均匀分散在各个相对独立的空间，使得每个独立空间内需要灼烧的飞灰质量相对较少且较分散，避免飞灰在进行灼烧时结团的现象，有利于所有飞灰的充分燃烧，且一次取样相对较多的飞灰，检测结果代表性较强，有利于提高检测结果的准确性；另一方面，气体的主要流动方向大致确定，即大量空气通过多个通气口先集中通入最内层灼烧球壳内，然后逐渐向外侧扩散，灼烧后产生的气体主要通过一竖直设置的连接筒排走，整个气体的流通方向与飞灰的布置方式相适应，从而不仅有利于将各处的飞灰依次有效燃烧，同时各处飞灰在灼烧时均有稳定的空气气流通过，利于飞灰充分燃烧，从而提高测量准确性。
(3)本发明中，每一个灼烧球壳的内表面上均连接有若干个在不同高度位置处分布的承载板，其中承载板水平设置，承载板的上表面设有连续的凸起段，相邻凸起段之间设置有水平段，振动后中，大量飞灰可自动落在各个承载板上，扩大了飞灰的分布面积，从而避免飞灰在灼烧球壳内堆积的现象，有利于避免飞灰进行灼烧时结团的现象，确保飞灰的充分燃烧；同时，承载板的上表面设有连续的凸起段，相邻凸起段之间设置有水平段，飞灰落在承载板上表面后，在持续振动的过程中，飞灰能够比较均匀的分散在承载板上表面凸起段和水平段组成的起伏表面上，从而使得飞灰能够在承载板上表面有效分散。
(4)本发明中，Al2O3固体颗粒为球形固体颗粒，Al2O3固体颗粒的外径小于灼烧球壳上贯通孔的内径，当飞灰和Al2O3固体颗粒在最内层灼烧球壳内振动混合时，一方面大量飞灰附着在球形的Al2O3固体颗粒表面，扩大了飞灰的分散面积，有利于飞灰的充分灼烧；另一方面，大量飞灰随着Al2O3固体颗粒分散到各个相邻灼烧球壳之间的空间，有利于大量飞灰的分散灼烧；同时，Al2O3具有牢固的晶体结构，Al2O3起“骨架”作用，有利于通过大量Al2O3固体颗粒将飞灰分散，使得飞灰由连续堆积变为离散分布，促进灼烧时飞灰中的碳元素与氧气充分接触反应，同时，Al2O3熔点高达2050℃，在飞灰的灼烧熔化过程中，提高了飞灰的烧结温度，从而避免了飞灰在灼烧过程相互粘结的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例的锅炉飞灰含碳量检测装置的剖视结构示意图(沿纵向的剖切)；
图2为实施例中承载板的放大图；
图3为实施例的锅炉飞灰含碳量检测方法的流程图。
示意图中的标号说明：1、置物容器；2、支撑柱；3、灼烧球壳；4、连接筒；5、承载板；501、凸起段；502、水平段；6、通气管；7、通气口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
参考图1-2，本实施例的锅炉飞灰含碳量检测装置，包括置物容器1，置物容器1内设置有存放飞灰并对飞灰进行灼烧的灼烧机构。其中，灼烧机构包括：若干个依次相互嵌套的灼烧球壳3(具体本实施例中为三个依次相互嵌套的灼烧球壳3，即最外层的灼烧球壳3套在中间层的灼烧球壳3外部，中间层的灼烧球壳3套在最内层灼烧球壳3的外部)以及若干个连接筒4，最外层灼烧球壳3的底端通过支撑柱2连接在置物容器1内的底部，灼烧球壳3的形状为空心的球体，其中最外层灼烧球壳3内部的所有灼烧球壳3上均分别设有若干个贯通孔；连接筒4自最外层的灼烧球壳3穿入到达最内层灼烧球壳3的内部，且连接筒4分别固定在每一层灼烧球壳3上；每个连接筒4远离最内层灼烧球壳3的一端分别通过一通气管6与外界连通；其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳3的一连接筒4，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔。每个通气管6自连接筒4端部引出后均竖直向上方延伸，且每个通气管6的上端分别与一通气口7的下端连通，通气口7为内径自下而上渐阔的通道。每一个灼烧球壳3的内表面上均连接有若干个在不同高度位置处分布的承载板5，其中承载板5水平设置，承载板5的上表面设有连续的凸起段501，相邻凸起段501之间设置有水平段502。
参考图3，基于以上锅炉飞灰含碳量检测装置的锅炉飞灰含碳量检测方法，包括以下步骤：
步骤A、准备：准备锅炉飞灰含碳量检测装置，将整个置物容器1置于加热炉内，控制加热炉内的加热温度维持200℃以上，控制加热时间持续5分钟以上(以对整个置物容器1进行干燥处理)；
步骤B、添加固体颗粒和飞灰：通过指定的通气口7添加Al2O3固体颗粒以及质量为m0的飞灰，以上指定的通气口7为与一自上而下竖直穿过所有灼烧球壳3的连接筒4连通的通气口7；
步骤C、振动：将所有通气口7均用橡胶塞堵住(避免振动过程中少量飞灰的飞走)，然后将整个置物容器1置于振动平台上，振动一定时间(具体本实施例中为振动5-8分钟)；
步骤D、一次称重：去除所有通气口7上的橡胶塞，然后测量整个置物容器1的质量，计为m1；
步骤E、灼烧：将整个置物容器1送入加热炉内，控制加热炉内的加热温度维持850℃以上，控制加热时间持续25分钟以上(使得飞灰中的碳元素充分反应生成二氧化碳)；
步骤F、二次称重：加热完成后，测量整个置物容器1的质量，计为m2，则飞灰中含碳量为：[(m2-m1)/m0]*100％；
步骤G、清洗：清洗整个置物容器1，为下一次测量做准备。
其中，步骤B中，Al2O3固体颗粒为球形固体颗粒且事先经过加热干燥处理，Al2O3固体颗粒的外径小于灼烧球壳3上贯通孔的内径；步骤B中，飞灰的添加质量m0大于等于50克，且Al2O3固体颗粒的添加质量：飞灰的添加质量大于等于2。
现有灼烧失碳法检测锅炉飞灰含碳量的方式，基本按照国标，每次取约1g的飞灰进行含碳量检测，其往往存在以下问题：(1)飞灰在进行灼烧时容易产生结团现象，导致飞灰难以充分燃烧，影响正常的检测结果；(2)飞灰每次的取样量较少，检测结果受取样过程的影响较大，检测结果代表性不强。因此，现有灼烧失碳法检测锅炉飞灰含碳量的方式存在测量准确性较差的问题。
本实施例中，灼烧机构包括若干个依次相互嵌套的灼烧球壳3，灼烧球壳3的形状为空心的球体，其中最外层灼烧球壳3内部的所有灼烧球壳3上均分别设有若干个贯通孔，连接筒4自最外层的灼烧球壳3穿入到达最内层灼烧球壳3的内部，且连接筒4分别固定在每一层灼烧球壳3上，一方面连接筒4起到通风换气、利于燃烧的作用，另一方面各个连接筒4起到支撑骨架的作用，利用连接筒4将每个灼烧球壳3位置相对固定住，使得相邻灼烧球壳3之间形成飞灰存放并燃烧的固定空间。
本实施例中，每个连接筒4远离最内层灼烧球壳3的一端分别通过一通气管6与外界连通，其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳3的一连接筒4，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔，可沿着指定的通气口7添加固体颗粒和飞灰(指定的通气口7为与一自上而下竖直穿过所有灼烧球壳3的连接筒4连通的通气口7)，使得固体颗粒和飞灰能够顺利的到达最内层的灼烧球壳3内，在振动时，固体颗粒和飞灰在最内层灼烧球壳3内充分混合，然后顺着灼烧球壳3上的贯通孔有效的分散到各个相邻灼烧球壳3之间围成的空间；当整个置物容器1送入加热炉内进行加热灼烧时，最内层的灼烧球壳3通过各个连接筒4直接与外界连通，使得最内层灼烧球壳3内的飞灰最先接触大量空气并被充分灼烧，最内层灼烧球壳3内飞灰灼烧到一定程度后，大量空气分别通过对应灼烧球壳3上的贯通孔自内而外向相邻灼烧球壳3之间围成的空间依次扩散，然后相应相邻灼烧球壳3之间的飞灰逐渐充分灼烧，灼烧后产生的气体主要通过自上而下竖直穿过所有灼烧球壳3的一连接筒4排走，且该连接筒4沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔，利于灼烧后的气体有效排出；以上结构的设置，一方面将大量飞灰均匀分散在各个相对独立的空间，使得每个独立空间内需要灼烧的飞灰质量相对较少且较分散，避免飞灰在进行灼烧时结团的现象，有利于所有飞灰的充分燃烧，且一次取样相对较多的飞灰，检测结果代表性较强，有利于提高检测结果的准确性；另一方面，气体的主要流动方向大致确定，即大量空气通过多个通气口7先集中通入最内层灼烧球壳3内，然后逐渐向外侧扩散，灼烧后产生的气体主要通过一竖直设置的连接筒4排走，整个气体的流通方向与飞灰的布置方式相适应，从而不仅有利于将各处的飞灰依次有效燃烧，同时各处飞灰在灼烧时均有稳定的空气气流通过，利于飞灰充分燃烧，从而提高测量准确性。
本实施例中，每个通气管6自连接筒4端部引出后均竖直向上方延伸，且每个通气管6的上端分别与一通气口7的下端连通，通气口7为内径自下而上渐阔的通道，通气口7的结构设置使得气体更易流入通气管6内，且每个通气管6自连接筒4端部引出后均竖直向上方延伸，从而有效将飞灰限制在最外层灼烧球壳3内部进行灼烧。
本实施例中，每一个灼烧球壳3的内表面上均连接有若干个在不同高度位置处分布的承载板5，其中承载板5水平设置，承载板5的上表面设有连续的凸起段501，相邻凸起段501之间设置有水平段502，振动后中，大量飞灰可自动落在各个承载板5上，扩大了飞灰的分布面积，从而避免飞灰在灼烧球壳3内堆积的现象，有利于避免飞灰进行灼烧时结团的现象，确保飞灰的充分燃烧；同时，承载板5的上表面设有连续的凸起段501，相邻凸起段501之间设置有水平段502，飞灰落在承载板5上表面后，在持续振动的过程中，飞灰能够比较均匀的分散在承载板5上表面凸起段501和水平段502组成的起伏表面上，从而使得飞灰能够在承载板5上表面有效分散。(即在持续振动的过程中，飞灰能够被充分、均匀的分散在各个分隔的水平段502上，避免了飞灰在某一处集中聚集的现象。)
本实施例中，Al2O3固体颗粒为球形固体颗粒，Al2O3固体颗粒的外径小于灼烧球壳3上贯通孔的内径，当飞灰和Al2O3固体颗粒在最内层灼烧球壳3内振动混合时，一方面大量飞灰附着在球形的Al2O3固体颗粒表面(球形的Al2O3固体颗粒比表面积较大)，扩大了飞灰的分散面积，有利于飞灰的充分灼烧；另一方面，大量飞灰随着Al2O3固体颗粒分散到各个相邻灼烧球壳3之间的空间，有利于大量飞灰的分散灼烧。其中，控制飞灰的添加质量m0大于等于50克，使得飞灰含碳量检测的取样量显著提升，从而使得检测结果受取样过程的影响较小，检测结果代表性及可靠性显著增强，且本实施例的锅炉飞灰含碳量检测装置正适宜这种飞灰大量取样的检测过程；同时，控制Al2O3固体颗粒的添加质量：飞灰的添加质量大于等于2，使得有足够多的Al2O3固体颗粒供飞灰附着，确保飞灰的分散效果。需要说明的是，Al2O3具有牢固的晶体结构，Al2O3起“骨架”作用，有利于通过大量Al2O3固体颗粒将飞灰分散，使得飞灰由连续堆积变为离散分布，促进灼烧时飞灰中的碳元素与氧气充分接触反应，同时，Al2O3熔点高达2050℃，在飞灰的灼烧熔化过程中，提高了飞灰的烧结温度，从而避免了飞灰在灼烧过程相互粘结的现象。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征在于包括置物容器(1)，所述置物容器(1)内设置有存放飞灰并对飞灰进行灼烧的灼烧机构；
所述灼烧机构包括：
若干个依次相互嵌套的灼烧球壳(3)，所述灼烧球壳(3)的形状为空心的球体，其中最外层灼烧球壳(3)内部的所有灼烧球壳(3)上均分别设有若干个贯通孔；
以及若干个连接筒(4)，所述连接筒(4)自最外层的灼烧球壳(3)穿入到达最内层灼烧球壳(3)的内部，且连接筒(4)分别固定在每一层灼烧球壳(3)上；每个连接筒(4)远离最内层灼烧球壳(3)的一端分别通过一通气管(6)与外界连通；其中自上而下竖直穿过所有灼烧球壳(3)的一连接筒(4)，沿其整个长度方向上均设有若干个贯通孔。
2.根据权利要求1所述的锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征在于，每个通气管(6)自连接筒(4)端部引出后均竖直向上方延伸，且每个通气管(6)的上端分别与一通气口(7)的下端连通，所述通气口(7)为内径自下而上渐阔的通道。
3.根据权利要求1所述的锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征在于，每一个灼烧球壳(3)的内表面上均连接有若干个在不同高度位置处分布的承载板(5)。
4.根据权利要求3所述的锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征在于，所述承载板(5)水平设置，所述承载板(5)的上表面设有连续的凸起段(501)，相邻凸起段(501)之间设置有水平段(502)。
5.根据权利要求1所述的锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征在于，最外层灼烧球壳(3)的底端通过支撑柱(2)连接在置物容器(1)内的底部。
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