CN109580499A - 煤质测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤质测量装置，用于获取传送机构上的煤粉的煤质信息，煤质测量装置包括：刮平组件，刮平组件包括刮板，刮板用于设置在传送机构的上方且与传送机构上的煤粉相接触，以刮平传送机构上的煤粉；光谱采集组件，光谱采集组件用于设置在传送机构的上方且与刮板间隔设置，光谱采集组件用于在刮板刮平的煤粉上获取煤质信息。本发明的煤质测量装置解决了现有技术中的煤质测量效率较低的问题。

Description

煤质测量装置

技术领域

本发明涉及煤质检测领域，具体而言，涉及一种煤质测量装置。

背景技术

火电机组燃煤成本占火电厂发电成本的70％以上，燃煤质量是影响电厂安全经济运行的首要因素。CFB机组是最常用的重要发电技术之一，使用的煤源变化大，同时掺烧矸石、煤泥等劣质煤，导致煤质不稳定，根据煤质参数，准确与及时配煤、燃烧调整对电厂效益具有重要实际意义。燃煤关键指标包括：发热量、挥发分、水分、固定碳等。目前电厂煤质分析依靠定期现场采样，送化验室分析，不仅检测结果准确性受采样均匀性、检测人员经验及操作水平影响，而且人力、物力、仪器成本较高，分析时间长，检测严重滞后于锅炉燃烧运行操作，不利于机组燃烧优化运行，影响节能降耗水平。因此，CFB机组电厂在入厂煤检测、配煤、入炉煤煤质检验、指导燃烧方面存在着巨大的改进空间，进而对石灰石利用、降低排渣和除尘负荷、排放达标产生影响，潜在着可观的经济效益和社会效益。

煤质在线分析一直备受电力行业关注。国外已有中子活化分析技术，适合在线测量无机元素，但因辐射问题在国内很少应用。近年来，激光诱导击穿光谱(LIBS)煤质分析技术研究的报道也比较多，适合检测煤质的金属元素，不适合检测发热量，挥发分，水分等指标。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤质测量装置，以解决现有技术中的煤质测量效率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种煤质测量装置，用于获取传送机构上的煤粉的煤质信息，煤质测量装置包括：刮平组件，刮平组件包括刮板，刮板用于设置在传送机构的上方且与传送机构上的煤粉相接触，以刮平传送机构上的煤粉；光谱采集组件，光谱采集组件用于设置在传送机构的上方且与刮板间隔设置，光谱采集组件用于在刮板刮平的煤粉上获取煤质信息。

进一步地，刮板相对于传送机构位置可调节地设置，刮板包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体相连接，第一板体和第二板体之间具有预设夹角，第一板体和第二板体均用于与传送机构上的煤粉相接触。

进一步地，刮平组件还包括：测距传感器，测距传感器用于设置在传送机构的上方，测距传感器用于获取传送机构上的煤粉与测距传感器之间的距离值；转接板，转接板与刮板相连接，测距传感器设置在转接板上。

进一步地，煤质测量装置还包括光谱分析仪，光谱采集组件包括：光源部件，光源部件产生的光线用于照射刮板刮平后的煤粉；光纤部件，光纤部件与光谱分析仪连接，以将光纤部件获取的煤质信息传送至光谱分析仪。

进一步地，光谱采集组件还包括：安装部，安装部具有容纳腔，光源部件和部分的光纤部件设置在容纳腔内，光线透过安装部后照射在刮平后的煤粉上；散热通道，散热通道的至少部分设置在光源部件上，散热通道包括进风口和出风口，进风口设置在安装部上，出风口设置在光源部件上，出风口与容纳腔相连通。

进一步地，光谱采集组件还包括：排气管，排气管设置在安装部上且与容纳腔相连通，以排出容纳腔内的热量。

进一步地，光谱采集组件还包括：安装部，安装部具有容纳腔，光源部件和部分的光纤部件设置在容纳腔内，光线透过安装部后照射在刮平后的煤粉上；挡板，挡板与安装部相连接，挡板用于与刮平后的煤粉相接触；其中，挡板和光源部件沿传送机构的移动方向依次设置，光源部件用于照射经挡板刮平后的煤粉。

进一步地，煤质测量装置还包括：取样组件，取样组件与光谱采集组件间隔设置，光谱采集组件设置在取样组件与刮平组件之间，取样组件用于获取煤粉。

进一步地，取样组件包括：储样部，储样部用于存储煤粉；吸取部，吸取部与储样部相连接，吸取部用于设置在传送机构的上方，以吸取煤粉并将煤粉送入储样部。

进一步地，煤质测量装置还包括：安装架，安装架具有避让空间，避让空间用于供传送机构通过，刮平组件和光谱采集组件均设置在安装架上。

进一步地，安装架包括：主框架，主框架具有避让空间，刮平组件和光谱采集组件均设置在主框架上；扶梯部，扶梯部设置在主框架上，扶梯部的部分段体位于传送机构的上方。

本发明的煤质测量装置通过在传送机构的上方设置有刮平组件以及光谱采集组件，可以使得光谱采集组件在刮板刮平的煤粉上获取煤质信息。在具体检测过程中，传送机构带动煤粉移动，经过刮平组件的刮板后刮平，然后光谱采集组件获取煤质信息，整个检测过程可以在煤粉运输过程中完成，不用单独获取煤粉，整个检测过程较为高效，解决了现有技术中的煤质测量效率较低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的煤质测量装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的煤质测量装置的刮平组件的结构示意图；

图3示出了根据本发明的煤质测量装置的光谱采集组件的结构示意图；

图4示出了根据本发明的煤质测量装置的取样组件的吸取部和电动推杆的结构示意图；

图5示出了根据本发明的煤质测量装置的取样组件的储样部和卸料底板的结构示意图；

图6示出了根据本发明的煤质测量装置的光谱分析仪的第一个视角的结构示意图；

图7示出了根据本发明的煤质测量装置的光谱分析仪的第二个视角的结构示意图；

图8示出了根据本发明的煤质测量装置的电控系统逻辑图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、传送机构；20、刮平组件；21、刮板；22、测距传感器；23、转接板；24、连接板；30、光谱采集组件；31、光源部件；32、挡光部件；33、安装部；34、进风口；35、出风口；36、排气管；37、挡板；38、参比部件；39、视窗清洁部；40、光谱分析仪；41、显示器；42、键鼠抽屉；43、光谱仪；44、工业空调；45、电脑主机；46、控制板；47、开关电源；48、空气开关；49、航空插头；50、取样组件；51、储样部；52、吸取部；53、电动推杆；54、卸料底板；60、安装架；61、主框架；62、扶梯部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种煤质测量装置，请参考图1至图7，煤质测量装置用于获取传送机构10上的煤粉的煤质信息，煤质测量装置包括：刮平组件20，刮平组件20包括刮板21，刮板21用于设置在传送机构10的上方且与传送机构10上的煤粉相接触，以刮平传送机构10上的煤粉；光谱采集组件30，光谱采集组件30用于设置在传送机构10的上方且与刮板21间隔设置，光谱采集组件30用于在刮板21刮平的煤粉上获取煤质信息。

本发明的煤质测量装置通过在传送机构10的上方设置有刮平组件20以及光谱采集组件30，可以使得光谱采集组件30在刮板21刮平的煤粉上获取煤质信息。在具体检测过程中，传送机构10带动煤粉移动，经过刮平组件20的刮板21后刮平，然后光谱采集组件30获取煤质信息，整个检测过程可以在煤粉运输过程中完成，不用单独获取煤粉，整个检测过程较为高效，解决了现有技术中的煤质测量效率较低的问题。

考虑到煤粉的厚度可能会发生变化，刮板21相对于传送机构10位置可调节地设置，刮板21包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体相连接，第一板体和第二板体之间具有预设夹角，第一板体和第二板体均用于与传送机构10上的煤粉相接触。

在本实施例中，具体使用过程中，刮板21可以沿靠近或远离传送机构10的方向移动，从而可以调节煤粉顶端与刮板21之间的距离，从而来调节刮平后的煤粉厚度。

在本实施例中，刮板21由第一板体和第二板体组成，即刮板21的第一板体和第二板体形成了一个V型结构。

在本实施例中，刮板21选用不锈钢材质，有效解决刮板21沾附煤粉的问题。

为了获取煤粉高度，如图2所示，刮平组件20还包括：测距传感器22，测距传感器22用于设置在传送机构10的上方，测距传感器22用于获取传送机构10上的煤粉与测距传感器22之间的距离值；转接板23，转接板23与刮板21相连接，测距传感器22设置在转接板23上。

在本实施例中，测距传感器22为超声波传感器，在整个检测过程中，超声波传感器可以获取煤粉的实时高度以及传送机构10上是否有煤粉。

为了能够对煤质信息进行分析，如图1所示，煤质测量装置还包括光谱分析仪40，光谱采集组件30包括：光源部件31，光源部件31产生的光线用于照射刮板21刮平后的煤粉；光纤部件，光纤部件与光谱分析仪40连接，以将光纤部件获取的煤质信息传送至光谱分析仪40。

在本实施例中，光源部件31产生的光线照射在刮板21刮平后的煤粉上，而光谱分析仪40通过光纤部件采集煤粉的光谱信息，并进行光谱分析，以确定煤质。

优选地，如图3所示，光谱采集组件30还包括：安装部33，安装部33具有容纳腔，光源部件31和部分的光纤部件设置在容纳腔内，光线透过安装部33后照射在刮平后的煤粉上；散热通道，散热通道的至少部分设置在光源部件31上，散热通道包括进风口34和出风口35，进风口34设置在安装部33上，出风口35设置在光源部件31上，出风口35与容纳腔相连通。

在本实施例中，外界冷却空气通过进风口34送入到散热通道内，从而降低光源部件31产生的热量。

在本实施例中，进风口34内送入仪表风。

为了能够将容纳腔内的热量及时排出，光谱采集组件30还包括：排气管36，排气管36设置在安装部33上且与容纳腔相连通，以排出容纳腔内的热量。

优选地，光谱采集组件30还包括：安装部33，安装部33具有容纳腔，光源部件31和部分的光纤部件设置在容纳腔内，光线透过安装部33后照射在刮平后的煤粉上；挡板37，挡板37与安装部33相连接，挡板37用于与刮平后的煤粉相接触；其中，挡板37和光源部件31沿传送机构10的移动方向依次设置，光源部件31用于照射经挡板37刮平后的煤粉。

在本实施例中，通过在安装部33的底端设置有挡板37，可以通过挡板37对煤粉进行二次刮平。

在本实施例中，光谱采集组件30还包括：挡光部件32，挡光部件32设置在光源部件31的周向外表面，挡光部件32用于使光源部件31产生的光线照射在刮平后的煤粉上。

在本实施例中，光谱采集组件30还包括：参比部件38，参比部件38设置在安装部33内，用于对光源部件31、白板以及光谱分析仪40进行校正。

在本实施例中，光谱采集组件30还包括：视窗清洁部39，视窗清洁部39设置在安装部33的外侧，用于对安装部33进行清洁，可以理解为类似雨刷之类的结构。

在本实施例中，光谱采集组件30是一种光谱采集探头装置：设计超稳定光学平台结构，光源部件31选用伺服反馈式超稳定的高功率光源，稳定可靠，通过硬件设计易更换；采用减速步进电机、光电开关和接近开关等元件精确控制各部件动作和位置；利用清洁、干燥的仪表风解决内部光源散热问题，辅以工业风扇保证停气情况下光源散热，外部采用排气管36将热量引出，解决仪器散热问题。探头窗口采用无吸收、性能好的蓝宝石窗片；窗片外安装硅胶材质的视窗清洁部39实现仪器自清洁。

在本实施例中，采用光纤将光谱采集探头与在光谱分析仪40连接。煤粉经过刮板21刮平之后，进入光谱采集探头视野，探头中光源部件31直接照射煤层表面，光谱采集探头实时采集煤粉的漫反射信号，送入在线光谱分析仪。煤质分子光谱通过计算机带入在线分析模型，检测其4个性质值，并实时传输到DCS系统。

在本实施例中，煤质测量装置具有中央控制器，其包括单片机，单片机通过控制各个光电开关来控制相应的部件，如参比部件38、视窗清洁部39以及挡光部件32的运行。

为了能够对煤粉进行试验测试，如图1所示，煤质测量装置还包括：取样组件50，取样组件50与光谱采集组件30间隔设置，光谱采集组件30设置在取样组件50与刮平组件20之间，取样组件50用于获取煤粉。

在本实施例中，通过取样组件50获取煤粉，将其通过传统的试验进行检测，可以与光谱获取的煤质信息进行对比。

优选地，如图4和图5所示，取样组件50包括：储样部51，储样部51用于存储煤粉；吸取部52，吸取部52与储样部51相连接，吸取部52用于设置在传送机构10的上方，以吸取煤粉并将煤粉送入储样部51。

在本实施例中，储样部51和吸取部52可以理解为一个类似吸尘器的结构。

在本实施例中，取样组件50还包括：电动推杆53以及卸料底板54，其中，电动推杆53用于驱动储样部51沿靠近或远离传送机构10的方向移动，而卸料底板54设置在储样部51的底部，用来打开储样部51，以将储样部51内的煤粉送出。

优选地，煤质测量装置还包括：安装架60，安装架60具有避让空间，避让空间用于供传送机构10通过，刮平组件20和光谱采集组件30均设置在安装架60上。

在本实施例中，刮平组件20的连接板24设置在安装架60上。

优选地，安装架60包括：主框架61，主框架61具有避让空间，刮平组件20和光谱采集组件30均设置在主框架61上；扶梯部62，扶梯部62设置在主框架61上，扶梯部62的部分段体位于传送机构10的上方。

在本实施例中，扶梯部62可以供操作人员上下。

在本实施例中，如图6和图7所示，光谱分析仪40由显示器41、键鼠抽屉42、光谱仪43、工业空调44、电脑主机45、控制板46、开关电源47、空气开关48以及航空插头49组成，类似一个电控箱体，将各类部件集中在箱体上，箱体外部结构满足现场恶劣环境下的防水防尘，其中与各其他单元线缆采用航空防水接头连接，箱体各门部位采用防水密封结构；箱体内部通过接地、屏蔽解决电磁干扰问题；顶板设置工业空调对箱体内部进行控温，解决体内部电器元件散热问题，保证设备正常运行。

在本实施例中，AC220V经过开关给空调供电，通过降压和稳压后分别对光谱仪43、计算机和取样组件50提供工作电源，同时电路系统实时检测电源电压。单片机对参比电机、光电开关(参比)、挡光电机、光电开关(挡光)、雨刷电机、接近开关、超声波传感器(测距)的工作进行控制，控制方式通过在数据处理系统中运行的软件确定，电路系统通过通信线缆与数据处理系统连接。电控系统逻辑图如图8所示。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的煤质测量装置通过在传送机构10的上方设置有刮平组件20以及光谱采集组件30，可以使得光谱采集组件30在刮板21刮平的煤粉上获取煤质信息。在具体检测过程中，传送机构10带动煤粉移动，经过刮平组件20的刮板21后刮平，然后光谱采集组件30获取煤质信息，整个检测过程可以在煤粉运输过程中完成，不用单独获取煤粉，整个检测过程较为高效，解决了现有技术中的煤质测量效率较低的问题。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种煤质测量装置，用于获取传送机构(10)上的煤粉的煤质信息，其特征在于，所述煤质测量装置包括：

刮平组件(20)，所述刮平组件(20)包括刮板(21)，所述刮板(21)用于设置在所述传送机构(10)的上方且与所述传送机构(10)上的煤粉相接触，以刮平所述传送机构(10)上的煤粉；

光谱采集组件(30)，所述光谱采集组件(30)用于设置在所述传送机构(10)的上方且与所述刮板(21)间隔设置，所述光谱采集组件(30)用于在所述刮板(21)刮平的煤粉上获取煤质信息。

2.根据权利要求1所述的煤质测量装置，其特征在于，所述刮板(21)相对于所述传送机构(10)位置可调节地设置，所述刮板(21)包括第一板体和第二板体，所述第一板体和所述第二板体相连接，所述第一板体和所述第二板体之间具有预设夹角，所述第一板体和所述第二板体均用于与所述传送机构(10)上的煤粉相接触。

3.根据权利要求1所述的煤质测量装置，其特征在于，所述刮平组件(20)还包括：

测距传感器(22)，所述测距传感器(22)用于设置在所述传送机构(10)的上方，所述测距传感器(22)用于获取所述传送机构(10)上的煤粉与所述测距传感器(22)之间的距离值；

转接板(23)，所述转接板(23)与所述刮板(21)相连接，所述测距传感器(22)设置在所述转接板(23)上。

4.根据权利要求1所述的煤质测量装置，其特征在于，所述煤质测量装置还包括光谱分析仪(40)，所述光谱采集组件(30)包括：

光源部件(31)，所述光源部件(31)产生的光线用于照射所述刮板(21)刮平后的煤粉；

光纤部件，所述光纤部件与所述光谱分析仪(40)连接，以将所述光纤部件获取的所述煤质信息传送至所述光谱分析仪(40)。

5.根据权利要求4所述的煤质测量装置，其特征在于，所述光谱采集组件(30)还包括：

安装部(33)，所述安装部(33)具有容纳腔，所述光源部件(31)和部分的所述光纤部件设置在所述容纳腔内，所述光线透过所述安装部(33)后照射在刮平后的煤粉上；

散热通道，所述散热通道的至少部分设置在所述光源部件(31)上，所述散热通道包括进风口(34)和出风口(35)，所述进风口(34)设置在所述安装部(33)上，所述出风口(35)设置在所述光源部件(31)上，所述出风口(35)与所述容纳腔相连通。

6.根据权利要求5所述的煤质测量装置，其特征在于，所述光谱采集组件(30)还包括：

排气管(36)，所述排气管(36)设置在所述安装部(33)上且与所述容纳腔相连通，以排出所述容纳腔内的热量。

7.根据权利要求4所述的煤质测量装置，其特征在于，所述光谱采集组件(30)还包括：

安装部(33)，所述安装部(33)具有容纳腔，所述光源部件(31)和部分的所述光纤部件设置在所述容纳腔内，所述光线透过所述安装部(33)后照射在刮平后的煤粉上；

挡板(37)，所述挡板(37)与所述安装部(33)相连接，所述挡板(37)用于与刮平后的煤粉相接触；

其中，所述挡板(37)和所述光源部件(31)沿所述传送机构(10)的移动方向依次设置，所述光源部件(31)用于照射经所述挡板(37)刮平后的煤粉。

8.根据权利要求1所述的煤质测量装置，其特征在于，所述煤质测量装置还包括：

取样组件(50)，所述取样组件(50)与所述光谱采集组件(30)间隔设置，所述光谱采集组件(30)设置在所述取样组件(50)与所述刮平组件(20)之间，所述取样组件(50)用于获取煤粉。

9.根据权利要求8所述的煤质测量装置，其特征在于，所述取样组件(50)包括：

储样部(51)，所述储样部(51)用于存储煤粉；

吸取部(52)，所述吸取部(52)与所述储样部(51)相连接，所述吸取部(52)用于设置在所述传送机构(10)的上方，以吸取煤粉并将所述煤粉送入所述储样部(51)。

10.根据权利要求1所述的煤质测量装置，其特征在于，所述煤质测量装置还包括：

安装架(60)，所述安装架(60)具有避让空间，所述避让空间用于供所述传送机构(10)通过，所述刮平组件(20)和所述光谱采集组件(30)均设置在所述安装架(60)上。

11.根据权利要求10所述的煤质测量装置，其特征在于，所述安装架(60)包括：

主框架(61)，所述主框架(61)具有所述避让空间，所述刮平组件(20)和所述光谱采集组件(30)均设置在所述主框架(61)上；

扶梯部(62)，所述扶梯部(62)设置在所述主框架(61)上，所述扶梯部(62)的部分段体位于所述传送机构(10)的上方。