CN112014267A - 一种燃煤流动性检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤流动性检测装置，包括：下壳体，设有第一开口组件；缓冲部，可拆卸地安装在所述下壳体的顶部，且设有第二开口；过滤部，设于所述缓冲部远离所述下壳体的一侧。本发明实施例将煤的流动性进行简单直接的量化，为燃煤的掺烧工作提供明确的数据依据，从源头上解决了混合煤流动性不强造成的堵煤现象。

Description

一种燃煤流动性检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及燃煤流动性检测技术领域，尤其涉及一种燃煤流动性检测装置和一种燃煤流动性检测方法。
背景技术
近年来，随着电力行业产能过剩以及“市场煤价、计划电价”等因素的影响，火力发电厂面临着行业亏损的危机。因此，大批火电厂使用经济煤种代替高价的原设计煤种进行掺配，从而达到降低发电成本的目的。
但是，在掺配经济煤种后，混合煤在燃烧前进入煤仓时经常会出现堵煤、蓬煤等，从而造成在锅炉燃烧过程中的断煤现象，给火电厂的安全生产带来了巨大的风险和隐患。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供的一种燃煤流动性检测装置，包括：下壳体，设有第一开口组件；缓冲部，可拆卸地安装在所述下壳体的顶部，且设有第二开口；过滤部，设于所述缓冲部远离所述下壳体的一侧。
通过该燃煤流动性检测装置，在燃烧前配煤时可以对各个煤种的流动性进行检测，判断其流动时间，进而根据各个煤种的流动时间对其进行适当比例的配煤，从而得到不会产生堵煤或者蓬煤的混合煤，从而将其用于锅炉燃烧，彻底解决上述技术问题。
进一步的，所述过滤部包括：滤网，设于所述缓冲部的顶部；其中，所述滤网呈网格状，且所述网格的边长大于所述第二开口的直径。
通过在所述缓冲部上设置过滤部，能够对进入该检测装置的各个煤种的煤块直径大小进行限制，一方面，使得该检测装置的初始条件保持一致，即进入检测装置的各个煤种的直径大小基本一致；另一方面，使得进入检测装置的各个煤种能够提前被过滤，防止过大的煤块进入检测装置发生堵塞现象，影响实验的准确性。
进一步的，所述缓冲部包括：第一缓冲件，连接所述下壳体；其中，所述第二开口设于所述第一缓冲件远离所述过滤部的一端。
通过在所述过滤部下设置缓冲部，能够缓解煤块进入所述检测装置时对所述检测装置产生的冲击，一方面，分担煤块进入所述装置瞬间对所述下壳体产生的巨大冲击力，防止下壳体产生形变；另一方面，进一步使煤仓内的堆积情况更加接近实际自然堆积情况，不因落差大而导致落煤硬实而影响实验结果。
进一步的，所述缓冲部还包括：第二缓冲件，连接在所述第一缓冲件远离所述下壳体的一侧，且设有第三开口；所述第三开口的直径大小介于所述第二开口的直径与第一开口组件的直径之间，所述第三开口与所述第二开口不同心。
通过在所述过滤部与所述第一缓冲件之间设置第二缓冲件，一方面，能够进一步对煤块大小的直径进行限制，使得该检测装置的初始条件更加一致，减小因煤块直径大小不同引起的实验误差；另一方面，不同心的设置使得煤块在所述下壳体内堆积地更加接近实际自然堆积情况，不因落差大而导致落煤硬实而影响实验结果。
进一步的，所述过滤部为所述第二缓冲件上的过滤孔，以省略滤网。
在第二缓冲件上设置过滤孔，能够对代替滤网进入该检测装置的各个煤种的煤块直径大小进行限制，从而省下一笔滤网采购费用。
进一步的，所述下壳体上部边缘还设有凸沿；所述缓冲部与所述下壳体上边缘先来个对应的位置设有至少两个卡爪，相邻两个所述卡爪之间的周向距离相等。多个卡爪同时抓在凸沿上，所述下壳体与所述缓冲部实现固定。
进一步的，使用所述燃煤流动性检测装置对不同燃煤的流动性进行检测；其中，判断流动性的依据为同质量和/或同体积的不同燃煤在所述装置内的流动时间t。本发明实施例提供的一种燃煤流动性检测装置的检测方法其特征在于，包括：
1)对各个煤种进行流动性检测，并列表统计各个煤种的流动时间tn，其中n 为大于1的整数；
2)对比检测数据tn结合实际生产过程中发生堵煤煤种得出可能产生堵煤的时间阈值t0；
3)根据各个煤种的流过时间tn确定混合煤中各个煤种的配比比例，检测并记录所述混合煤在装置内的流动时间t；
4)比较所述混合煤在装置内的流动时间t与预设阈值t0的大小关系。
通过该燃煤流动性检测方法，确定可能产生堵煤的时间阈值，进而再根据各个煤种的预设阈值对混合煤中各个煤种的配比比例进行调整，直至混合煤在装置内的流动时间不超过预设阈值，从而从而得到不会产生堵煤或者蓬煤的混合煤，从而将其用于锅炉燃烧，彻底解决由于流动性不强导致的断煤现象。
本发明实施例提供的一种燃煤流动性检测装置的检测方法，t0为预设时间阈值，在该阈值的情况下，通过检测装置的混合煤刚好流过，不会出现卡塞从而导致断煤情况发生；当t＞t0时，则会出现卡塞从而缺煤，则重新更换比例关系重新进行配比，继续检测；当t<t0时，则该比例关系满足要求，可采用该比例关系进行煤种混配。
综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下优点或有益效果：将煤的流动性进行简单直接的量化，利用粉粒物料流动性检测，结合大量基础实验数据，为燃煤的掺烧工作提供明确的数据依据，从源头上解决流动性不强造成的堵煤现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为燃煤流动性检测装置100的结构示意图。
图2为一种燃煤流动性检测装置100的A-A的剖视图。
图3为另一种燃煤流动性检测装置100的A-A的剖视图。
图4为图3中一种第二缓冲件23的A-A的剖视图。
图5为再一种燃煤流动性检测装置100的A-A的剖视图。
图6为再一种燃煤流动性检测装置100的俯视图。
图7使用图1所述燃煤流动性检测装置100的燃煤流动性检测方法的操作流程图。
图8为近三年1机各月机组断煤次数统计图。
图9为近三年2机各月机组断煤次数统计图。
图10为近三年电厂助燃用油量统计数据图。
主要元件符号说明：
100为燃煤流动性检测装置；10为下壳体；11为第一开口组件；12为第一安装组件；12为第一壳体；13为第二壳体；14为振打电机；15为光电检测模块；
20为缓冲部；21为第二开口；22为第一缓冲件；23为第二缓冲件；24为第三开口；25为过滤孔；26为第二安装组件；30为过滤部。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
电厂如采用设计煤种，存在煤价过高的经营风险，为了保证电厂生产的经济性，采用经济煤种掺配加仓的方式来降低燃料成本。某火电厂2018年掺烧经济煤种30.72 万吨，节约燃煤采购资金约1776万元；2019年全年掺烧40.04万吨，节约燃煤采购资金约1689万元。
但是在掺配经济煤种后，燃烧系统出现多次断煤现象，为了稳定燃烧需要投入大量燃油。在对经济煤种掺烧量节省的费用和投油浪费的费用进行统计后发现，掺配经济煤种虽然减少了一定的采购资金，但是由于经济煤种水分大、细度低、粘性大，导致混合煤在燃烧过程中多次出现断煤，要投入大量燃油稳燃，又增加了一定的生产成本。这样下来，掺配经济煤种非但没有达到节省生产成本的目的，反而增加了电厂安全生产的风险。
常规检测燃煤流动性是根据自然堆积角，根据角度的大小判断燃煤的流动性好坏，但这种方法在工程实际应用中不宜使用。根据公司实际情况，首先考虑排除改变煤仓结构、增加振打(可能会产生越振越堵现象)等机械办法对断煤进行处理，改变煤仓结构在机组投产以后进行改造不现实且改造成本较高，需机组停运并投入大量的资金，且目前没有能够确保不发生堵煤、蓬煤情况发生的煤仓，因此改变煤仓结构结果不可预料，同时在改造时因为煤仓布置在28米与12.6米之间，高空作业危险系数较高。
其次采用提前判断，避免进仓等方式。按照粉粒物料流动性因素如内摩擦、壁摩擦、堆积密度等，结合现场实际设计出一套能够数字化精确反应燃煤流动性的试验方法。由于电厂采购燃煤品质变化大、矿发站复杂再加上多煤种掺配等不确定情况，无法将各类燃煤进行流动性因素检测后指导生产。
综合考虑各类因素，最终确定采用同质量(同体积)的不同燃煤在特定仓体内的流动时间的作为判断流动性的依据。考虑实际情况试验不可能复制原煤仓进行流动时间的测定，而采用同等比例缩小又会造成下料口过小，部分较大标称粒度的燃煤无法进行测试，因此借用中间模型，结合现场发生堵煤时仓内煤质情况进行归纳对比，最终确定可能发生堵煤的阈值，从而指导生产。
因此，本发明实施例提供一种燃煤流动性检测装置和一种燃煤流动性检测方法将煤的流动性进行简单直接的量化，掺烧工作提供明确的数据依据，从源头上有效解决了混合煤流动性不强造成的堵煤现象。
【第一实施例】
参见图1，本发明提供了一种燃煤流动性检测装置，燃煤流动性检测装置100可设于例如支撑架上，包括：下壳体10、可拆卸地安装在下壳体10的顶部的缓冲部20、以及设于缓冲部20远离下壳体10一侧的过滤部30。其中，下壳体10放置于所述支撑架上，所述支撑架设有多条支撑肋板，从而保证燃煤流动性检测装置100稳定且牢固地设置在所述支撑架上。
通过燃煤流动性检测装置100，在燃烧前配煤时可以对各个煤种的流动性进行检测，判断其流动时间，进而根据各个煤种的流动时间对其进行适当比例的配煤，从而得到不会产生堵煤或者蓬煤的混合煤。
参见图2，其为本发明实施例提供的一种燃煤流动性检测装置100的A-A的剖视图。其中，下壳体10底部设有第一开口组件11，缓冲部20设有第二开口21，且第一开口组件11与第二开口21同心。
具体的，下壳体10包括第一壳体12和连接第一壳体12的第二壳体13。其中，第一壳体12和第二壳体13配合连接，且在下壳体10内形成容纳空腔；举例来说，第一壳体12的截面可以为长方形，第二壳体13的截面可以为梯形。
进一步，第二壳体13外壁设有振打电机14；振打电机14用于不断振打第二壳体13，使煤块能够顺畅地掉落；第一开口组件11设于第二壳体13远离第一壳体12的一侧；第一开口组件11下方还设有光电检测模块15和计时模块(图示未标出)，光电检测模块15用于检测燃煤是否完全流出；所述计时模块用于记录燃煤的流动时间。
进一步，第一开口组件11设有开口和关闭两种状态；举例来说，向燃煤流动性检测装置100内倒入待检测燃煤时，第一开口组件11处于关闭状态；当燃煤全部倒入下壳体10的所述容纳空腔内后，再将第一开口组件11调整到开口状态。第一开口组件 11调整到开口状态的时刻即为开始计算燃煤流动时间的时刻，光电模块由关闭状态到导通状态时刻即为计时停止时刻。
具体的，缓冲部20例如包括连接在第一壳体12的第一缓冲件22，第二开口21 设于第一缓冲件22的底部。其中，第一壳体12套设于第一缓冲件22外部。举例来说，第一缓冲件22可以是缓冲漏斗，还可以是其他锥型结构的缓冲部件，此处不做限制。
进一步，过滤部30设于缓冲部20的顶部，用于过滤待检测燃煤。其中，过滤部30 可以为网格状滤网，且所述网格的边长大于第二开口21的直径。举例来说，第二开口21 的直径的大小还可以为所述滤网网格的大小的5倍；设网格边长为a、第二开口的直径为 b,则a:b＝1/5。
所述过滤部20，能够对进入燃煤流动性检测装置100的各个煤种的煤块直径大小进行限制，一方面，使得燃煤流动性检测装置100的初始条件保持一致，即进入燃煤流动性检测装置100的各个煤种的直径大小基本一致，同时与原煤经过碎煤机破碎后进入原煤仓比例一致，与实际情况更为相符；另一方面，使得进入燃煤流动性检测装置100的各个煤种能够提前被过滤，防止过大的煤块进入燃煤流动性检测装置100发生堵塞现象，影响实验的准确性。
举例来说，将燃煤倒入燃煤流动性检测装置100后，燃煤依次流经过滤部30以及缓冲部20进入到下壳体10，此时第一开口组件11处于关闭状态，燃煤都堆积在下壳体10的所述容纳空腔内；当所有燃煤都倒入燃煤流动性检测装置100后，再打开第一开口组件11，使燃煤从燃煤流动性检测装置100底部的第二开口21处集中流出。
【第二实施例】
参见图2，其为本发明第二实施例提供的另一种燃煤流动性检测装置100的A-A 的剖视图。优选的，缓冲部20还包括第二缓冲件23。其中，第二缓冲件23连接在第一缓冲22远离下壳体10的一侧，且设有第三开口24。其中，第三开口24的直径大小介于第二开口21的直径大小与第一开口组件11的直径大小之间；第三开口24与第二开口21不同心。
通过在过滤部30与第一缓冲件22之间设置第二缓冲件23，一方面，能够进一步对煤块大小的直径进行限制，使得燃煤流动性检测装置100的初始条件更加一致，减小因煤块直径大小不同引起的实验误差；另一方面，不同心的设置使得煤块在所述下壳体内堆积地更加接近实际自然堆积情况，不因落差大而导致落煤硬实而影响实验结果。
举例来说，燃煤通过过滤部30过滤进入缓冲部20后，依次通过第二缓冲件23的第三开口24、第一缓冲件22的第二开口21进入下壳体10。第二缓冲件23能够使燃煤更加自然的堆积在下壳体底部，不因落差太大导致落煤硬实而影响实验结果。
【第三实施例】
参见图4，过滤部20可以为设于第二缓冲件23上的过滤孔25。举例来说，第二缓冲件23侧壁可设有多个过滤孔，燃煤直接采用过滤孔进行过滤，从而可以省略滤网，降低生产成本。在第二缓冲件23上设置过滤孔25，能够对代替所述滤网进入该检测装置的各个煤种的煤块直径大小进行限制，从而省下一笔滤网采购费用。
参见图5-图6，优选的，下壳体10上部边缘还设有第一安装组件12，缓冲部20 设有与第一安装组件12配合安装的第二安装组件26。其中，第一安装组件12可以为凸沿，相应的，第二安装组件26可以为多个等间距分布的卡扣。
举例来说，第二安装组件26可以为四个等间距分布的卡扣，通过所述卡扣连接即可实现下壳体10与缓冲部20的可拆卸安装；进一步，第一安装组件12和第二安装组件26还可以为多个螺纹连接孔，通过多个螺纹紧固件实现下壳体10与缓冲部20的可拆卸安装，此处不做限制。
【第四实施例】
参见图7，其为本发明实施例提供的一种燃煤流动性检测方法，包括以下步骤：
1)选取同质量和/或同体积待检测煤种进行检测。使用燃煤流动性检测装置100对待检测煤种进行流动性检测，所述待检测煤种为庙沟、辛置、尚林、发生过断煤现象的部分高水原煤以及各种流动性好的煤种,分别记录下各个煤种在燃煤流动性检测装置100内的流动时间tn并列表统计。
2)对比检测数据tn得出可能产生堵煤的时间阈值t0。
3)根据各个煤种在燃煤流动性检测装置100内的流动时间tn确定混合煤中各个煤种的配比比例；检测并记录所述混合煤在所述检测装置内的流动时间t；
4)比较所述混合煤在所述检测装置内的流动时间t与预设阈值t0的大小关系。
在本发明中，使用燃煤流动性检测装置100对不同燃煤的流动性进行检测；其中，判断流动性的依据为同质量和/或同体积的不同燃煤在所述装置内的流动时间t。
在本发明中，t0为预设时间阈值，在该阈值的情况下，通过所述检测装置的所述混合煤刚好流过，不会出现卡塞从而导致断煤情况发生；当t＞t0时，则会出现卡塞从而缺煤，则重新更换比例关系重新进行配比，继续检测；当t<t0时，则该比例关系满足要求，可采用该比例关系进行煤种混配。
通过该燃煤流动性检测方法，确定可能产生堵煤的时间阈值，进而再根据各个煤种的预设阈值对混合煤中各个煤种的配比比例进行调整，直至混合煤在装置内的流动时间不超过预设阈值，从而从而得到不会产生堵煤或者蓬煤的混合煤，从而将其用于锅炉燃烧，彻底解决由于流动性不强导致的断煤现象。
【第五实施例】
使用本发明实施例提供的燃煤流动性检测方法，测试结果如下(其中易导致断煤情况发生的煤种有辛置、锐取、尚林、龙鼎、中兴、铭悦、长武等)：
煤种 辛置 安口南 西阳村 锐取 庙沟
流动时间(s) 36.7 11.8 17.3 32.7 16.4
煤种 长治北 东田良 矿军 尚林 龙鼎
流动时间(s) 14.6 15.2 29.7 26.7 39.5
煤种 长武 龙门 大佛寺 中兴 铭悦
流动时间(s) 25.7 13.2 14.3 41.2 46.7
在实际生产中，长武(火车煤)加仓时曾发生过较为严重的断煤情况，中兴、锐取、尚林、铭悦、龙鼎、矿军矿来煤直接加仓后频发发生断煤；根据以上单一煤种煤粒流动性试验可得固定体积当流动时间超过25.7S即有可能导致断煤情况的发生。
对以上流动性好的煤与流动性差的煤(取龙门煤与尚林煤为例)进行不同比例掺配，再进行测试，得到结果如下：
掺配比例 2：1 1：1 1：1.5 1：2 1：3
流动时间(s) 15.9 18.6 21.2 23.4 25.6
在实际加仓中，龙门煤与尚林煤掺配比例达到1:3或尚林比例更大时发生断煤，而当掺配比例为1:2时，加仓后长时间运行时机组未出现断煤情况，由此测试可得当煤流动时间不超过23.4S时，不会导致断煤情况发生。
进一步，通过sis查看统计近三年来机组运行过程中的断煤次数，自2019年使用该方法后，机组断煤次数明显下降，对比图如图8和图9所示：
通过双机断煤次数对比，可明显看出在断煤次数较多的月份(5、6、7月份)，通过对煤粒流动性进行检测后指导加仓，机组断煤次数有了明显的下降，并通过近两年的实践中发现该方法具有明显的指导意义。
参见图10，其为近三年电厂助燃用油量统计数据图。
从图10中可明显看出，2019年以来至今通过该方法对加仓煤粒流动性检测后，电厂稳燃用油较之前有大幅度下降，在掺配经济煤种比例增加的同时，助燃用油量与之前相比明显下降，生产成本进一步减少，因此使用该方法后能产生较大的经济效益。
最后应说明的是：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 (10)

1.一种燃煤流动性检测装置，其特征在于，包括：
下壳体，底部设有第一开口组件；
缓冲部，可拆卸地安装在所述下壳体的顶部，且设有第二开口；
过滤部，设于所述缓冲部远离所述下壳体的一侧。
2.根据权利要求1所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述第一开口组件设有打开和关闭两种状态；其中，所述第一开口组件与所述第二开口同心。
3.根据权利要求1所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述过滤部包括：滤网，设于所述缓冲部的顶部；其中，所述滤网呈网格状，且所述网格的边长大于所述第二开口的直径。
4.根据权利要求1所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述缓冲部包括：第一缓冲件，连接所述下壳体；其中，所述第二开口设于所述第一缓冲件远离所述过滤部的一端。
5.根据权利要求3所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述缓冲部还包括：第二缓冲件，连接在所述第一缓冲件远离所述下壳体的一侧，且设有第三开口；所述第三开口的直径大小介于所述第二开口的直径与第一开口组件的直径之间，所述第三开口于所述第二开口不同心。
6.根据权利要求4所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述过滤部为所述第二缓冲件上的过滤孔，以省略滤网。
7.根据权利要求1所述的燃煤流动性检测装置，其特征在于，所述下壳体上部边缘还设有第一安装组件；所述缓冲部设有与所述第一安装组件配合安装的第二安装组件；所述第一安装组件与所述第二安装组件为可拆卸连接。
8.如权利要求1-7任意一项所述的燃煤流动性检测装置的检测方法，其特征在于，使用所述燃煤流动性检测装置对不同燃煤的流动性进行检测；其中，判断流动性的依据为同质量和/或同体积的不同燃煤在所述装置内的流动时间t。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，包括：
1)对各个煤种进行流动性检测，并列表统计各个煤种的流动时间tn，其中n为大于1的整数；
2)对比检测数据tn得出可能产生堵煤的时间阈值t0；
3)根据各个煤种的流过时间tn确定混合煤中各个煤种的配比比例，检测并记录所述混合煤在装置内的流动时间t；
4)比较所述混合煤在装置内的流动时间t与预设阈值t0的大小关系。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，t0为预设时间阈值，在该阈值的情况下，通过检测装置的混合煤刚好流过，不会出现卡塞从而导致断煤情况发生；当t>t0时，则会出现卡塞从而缺煤，则重新更换比例关系重新进行配比，继续检测；当t<t0时，则该比例关系满足要求，可采用该比例关系进行煤种混配。
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