CN112782047A - 一种煤粉细度在线筛分测量装置和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种煤粉细度在线筛分测量装置，包括负压抽气器、筛分机构、旋风分离器、电子天平、样品杯、升降机构和控制器。本发明的煤粉细度在线筛分测量装置可及时在线获得煤粉细度值，为磨煤机制粉系统的闭环优化控制提供有效的反馈信息，且测量精度不受煤质种类、颗粒圆度、透过率等因素影响，测量无需校准，测量精度高，可重复性好，还可应用于其它工业生产过程中的粉体颗粒细度在线测量，适用范围广泛。
Description
技术领域
本发明属于粉体颗粒细度在线测量技术领域，尤其是一种用于磨煤机磨制的煤粉细度在线筛分测量装置和测量方法。
背景技术
磨煤机是火力发电厂重要的辅机之一，磨煤机出力及煤粉细度直接影响锅炉的燃烧状况,其碾磨分离过程是影响磨煤机煤粉细度的决定性因素之一。
煤粉越细，灰渣含碳量越低，锅炉燃烧效率越高，但同时制粉电耗越大、磨煤机磨管金属件磨损越严重，因此理论上存在一个最佳煤粉细度，此时机组的不完全燃烧热损失和制粉电耗总和达到最小。由于目前大多数电厂的煤源多变，同电厂设计的校核煤种差异较大，磨煤机往往处于不经济运行状态，造成制粉电耗高、磨煤机磨损大，锅炉燃烧效率偏低，同时与电厂煤粉细度无法实现闭环调整有较大关系。
目前，国内外普遍采用人工取样，离线分析的方法。即从制粉系统中人工取出一定的煤粉样品，然后送到实验室进行筛分，通过称取停留在筛网上的煤粉重量与煤粉样品总重量之比，计算出煤粉细度值。对于日常监视磨煤机的煤粉细度，燃煤电厂普遍采用孔径为90um的筛网来筛分，并以R90来表示煤粉的细度值。
实验室分析的数据虽然比较精确，但是人工取样分析时间滞后性大，得到的细度数据无法实现磨煤机制粉系统的闭环控制，从而导致目前安装了动态分离器的磨煤机仍然无法实现经济运行。
我国专利CN205209926U-锅炉煤粉取样细度在线测量装置，公开了一种在线取样并对所取样品采用激光脉动散射法测量煤粉细度的方法，该技术存在普遍激光探测器镜头容易污染，无法长期工作的问题，而且激光脉动散射法的测量精度受煤粉透过率、颗粒形状、分散情况等物理特性影响较大，因此测量精度较难保证。
我国专利CN201410546473.1一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，公开了一种采用软件建模在线预测煤粉细度的方法，根据事先建立的模型，通过DCS系统采集磨煤机动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流及煤哈氏可磨指数等参数对当前煤粉细度进行估测。由于模型需要的的一个很重要参数-煤的哈氏可磨指数无法实时获取，因此该模型对于煤质多变的情况，基本无法适应。而且软测量模型与实际的煤粉细度还是存在一定的差距，需要经常标定，因此测量精度很难保。
我国CN201310727199.3交流电荷感应式煤粉细度在线监测方法及装置，公开了一种采用2个上下游电荷探头检测到的煤粉感应电信号，并对这两个信号进行相关运算，提出利用相关函数主峰波形面积除以煤粉气流同步流速的计算结果与煤粉相对细度呈正相关性。由于煤粉中混杂各种粒度的煤粉，其宏观表现出来的电荷信号相关函数主峰波形难以代表某种煤粉细度，因此，该专利的细度测量模型存在缺陷，实际应用结果不佳。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种煤粉细度在线筛分测量装置和测量方法，装置可以及时在线获得煤粉细度值，为磨煤机制粉系统的闭环优化控制提供有效的反馈信息，测量精度不受煤质种类、颗粒圆度、透过率等因素影响，测量精度高，可重复性好。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种煤粉细度在线筛分测量装置，包括：负压抽气器、筛分机构、旋风分离器、电子天平、样品杯、升降机构和控制器，其中：负压抽气器的吸气口连通旋风分离器的引气口，负压抽气器的出气口通过回粉阀门与煤粉管道连通，负压抽气器的控制口通过抽气电磁阀连通到压缩空气端；筛分机构包括上盖、样品筛、底座、排粉机构和吹粉机构，上盖与底座上下相对密封安装，样品筛密封安装在上盖和底座之间，排粉机构安装在上盖上，吹粉机构安装在底座上，且吹粉机构与进气端连通；上盖设有贯穿式的给料管，给料管通过取样阀门与煤粉管道连通；底座设有贯穿式的下排粉管，下排粉管通过下阀门与三通的第一端口连通，排粉机构与三通的第二端口连通，三通的第三端口通过管道与旋风分离器的分离器入口连通；旋风分离器底部的落料口与落粉管连通，落粉管的管壁外部安装有振动器，振动器的控制端通过振动电磁阀连通到压缩空气端；落粉管的下方设有样品杯，样品杯放置在杯托上，所述杯托的内径大于样品杯的杯身外径、且小于样品杯的杯沿外径，杯托固定在升降机构上并随升降机构上下垂直移动，样品杯的正下方设有电子天平；控制器与电子天平、回粉阀门、抽气电磁阀、取样阀门、下阀门、振动电磁阀均连接，所述控制器为可程序控制的电子测量控制系统。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，所述排粉机构包括排粉电机、上排粉管和刀型吸嘴，排粉电机安装在上盖的顶部，排粉电机与上排粉管通过皮带轮连接，上排粉管贯穿上盖的中心设置，且上排粉管通过上阀门与三通的第二端口连通，所述上阀门与控制器连接；刀型吸嘴设在上盖的下方，且吸嘴朝下贴近筛网，刀型吸嘴与上排粉管内部连通，且上排粉管与刀型吸嘴外部密封连接，刀型吸嘴以样品筛的中心为圆心做圆周运动。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，所述吹粉机构包括吹粉电机、进气管和刀型喷嘴，吹粉电机安装在底座的下方，进气管贯穿底座的中心设置，且进气管上连接有一进气阀门，所述进气阀门与控制器连接，吹粉电机与进气管通过皮带轮连接；刀型喷嘴设在底座的上方，且喷嘴朝上贴近筛网，刀型喷嘴与进气管内部连通，且进气管与刀型喷嘴外部密封连接，刀型喷嘴以样品筛的中心为圆心做圆周运动。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，样品筛为圆形的工业标准筛，筛网位于样品筛的底部。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，落粉管的下端部为圆形法兰结构，圆形法兰与落粉管的管壁之间留有缝隙，该缝隙与气源接口连通；气源接口卡设在圆形法兰的侧壁，气源接口通过排粉电磁阀与压缩空气端连通，所述排粉电磁阀与控制器连接；圆形法兰的下端面安装有中空圆环形密封垫。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，所述样品杯为上方敞口的圆柱形容器，杯口带有杯沿，杯身外径呈上大下小的倒锥形。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，电子天平带有称重托盘，称重托盘上方正对样品杯的杯底。
进一步的，本发明的煤粉细度在线筛分测量装置，回粉阀门、取样阀门、上阀门、下阀门和进气阀门为防腐耐磨型的两通阀门。
一种基于上述任一的煤粉细度在线筛分测量装置的测量方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化：关闭回粉阀门、取样阀门、上阀门、下阀门、进气阀门、抽气电磁阀、振动电磁阀、排粉电磁阀；
步骤2：空样品杯称重：升降机构带动空样品杯向下移动到预设距离，使空样品杯落到电子天平上，控制器读取电子天平的读数，该读数记为m0；
步骤3：准备取样：升降机构带动样品杯向上移动，直到样品杯的杯口与落粉管的密封垫紧密贴合；
步骤4：取样：打开回粉阀门、取样阀门、下阀门，然后打开抽气电磁阀，负压抽气器开始煤粉取样；煤粉管道内煤粉气流中粒径较细的大部分煤粉依次通过筛分机构的给料管、样品筛的筛网、下排粉管和下阀门后进入到旋风分离器中，通过旋风分离器进行气固分离，煤粉经由落粉管掉落到样品杯中，乏气通过旋风分离器的引气管经由负压抽气器排入煤粉管道中；煤粉气流中粒径大于筛网孔径的煤粉以及部分较细煤粉被截留在样品筛的筛网上；取样期间，振动电磁阀得电使振动器工作，将落粉管上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯中；根据程序设定的取样时间而结束取样，关闭取样阀门；
步骤5：筛分：打开进气阀门，启动吹粉机构的吹粉电机，带动吹粉机构的刀型喷嘴在筛分机构内做旋转运动，由于抽气器的负压抽吸作用，空气从进气管进入刀型喷嘴内，并在刀型喷嘴的出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，当刀型喷嘴离开后，被吹起的煤粉则被负压抽吸重新落到筛网上面，粒径小于筛网孔径的煤粉则被抽吸空气带走，进入旋风分离器中，并通过旋风分离器的气固分离作用落到样品杯中；粒径大于筛网孔径的煤粉则始终停留在筛网上；根据程序设定的筛分时间而结束筛分，依次关闭下阀门、抽气电磁阀、回粉阀门、振动电磁阀；
步骤6：细粉称重：升降机构带动样品杯向下移动到预设距离，使样品杯落到电子天平上，控制器读取电子天平的读数，该读数记为m1；
步骤7：排粉：升降机构带动样品杯往上移动，直到样品杯的杯口与落粉管的密封垫紧密贴合；依次打开回粉阀门、排粉电磁阀、抽吸电磁阀，负压抽气器启动，压缩空气通过排粉电磁阀进入样品杯中，将样品杯中的粉样全部排入到煤粉管道中；
步骤8：粗粉收集：关闭排粉电磁阀，打开上阀门，启动排粉机构的排粉电机，带动排粉机构的刀型吸嘴在筛分机构内做旋转运动，同时吹粉机构的刀型喷嘴也在筛分机构内做旋转运动；打开抽吸电磁阀，负压抽气器启动，空气从进气管进入刀型喷嘴内，并在喷嘴出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，被吹起的煤粉被刀型吸嘴抽吸进入旋风分离中，通过旋风分离器进行气固分离后落到样品杯中；煤粉收集期间，振动电磁阀得电使振动器工作，将落粉管上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯中；根据程序设定粗粉收集时间而结束粗粉收集，依次关闭上阀门、抽吸电磁阀、回粉阀门、振动电磁阀；
步骤9：粗粉称重：升降机构带动样品杯向下移动到预设距离，使样品杯落到电子天平上，控制器读取电子天平的读数，该读数记为m2；
步骤10：细度计算：获得的筛下细粉重量为m1-m0，筛上粗粉重量为m2-m0，计算出某一筛孔粒径下的煤粉细度值为：(m2-m0)/(m1+m2-2×m0)×100％；
步骤11：排粉：升降机构带动样品杯往上移动，直到样品杯的杯口与落粉管的密封垫紧密贴合；依次打开回粉阀门、排粉电磁阀、抽吸电磁阀，负压抽气器启动，压缩空气通过排粉电磁阀进入样品杯中，将样品杯中的粉样全部排入到煤粉管道中。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的煤粉细度在线筛分测量装置可以及时在线获得煤粉细度值，为磨煤机制粉系统的闭环优化控制提供有效的反馈信息。
2、本发明的煤粉细度在线筛分测量装置测量精度不受煤质种类、颗粒圆度、透过率等因素影响。
3、本发明的煤粉细度在线筛分测量方法基本参考实验室分析原理，无需校准，是一种直接测量法，测量精度高，可重复性好。
4、本发明的煤粉细度在线筛分测量装置和方法可以应用于其它工业生产过程中的粉体颗粒细度在线测量，比如水泥熟料、矿粉、陶瓷粉等粉体颗粒细度的在线筛分测量，适用范围广泛。
附图说明
图1是本发明的煤粉细度在线筛分测量装置的整体结构示意图。
图2是本发明的煤粉细度在线筛分测量装置的筛分机构结构示意图。
图3是本发明的煤粉细度在线筛分测量装置的刀型吸嘴和刀型喷嘴结构示意图。
图4是本发明的煤粉细度在线筛分测量装置的旋风分离器结构示意图。
图5是本发明的煤粉细度在线筛分测量装置的落粉管结构示意图。
附图标记含义：1：煤粉管道，2：回粉阀门，3：负压抽气器，4：抽气电磁阀，5：取样阀门，6：上阀门，7：筛分机构，7-1：上盖，7-11：给料管，7-2：样品筛，7-3：底座，7-31：下排粉管，7-4：排粉机构，7-41：排粉电机，7-42：上排粉管，7-43：刀型吸嘴，7-5：吹粉机构，7-51：吹粉电机，7-52：进气管，7-53：刀型喷嘴，8：下阀门，9：旋风分离器，9-1：引气口，9-2：分离器入口，9-3：落料口，10：落粉管，10-1：气源接口，10-2：法兰，10-3：密封垫，11：振动器，12：振动电磁阀，13：排粉电磁阀，14：电子天平，15：样品杯，16：升降机构，17：三通，18：进气阀门，19：杯托，20：控制器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种煤粉细度在线筛分测量装置，包括：负压抽气器3、筛分机构7、旋风分离器9、电子天平14、样品杯15、升降机构16和控制器20，其中：负压抽气器3的吸气口连通旋风分离器9的引气口9-1，负压抽气器3的出气口通过回粉阀门2与煤粉管道1连通，负压抽气器3的控制口通过抽气电磁阀4连通到压缩空气端；筛分机构7包括上盖7-1、样品筛7-2、底座7-3、排粉机构7-4和吹粉机构7-5，上盖7-1与底座7-3上下相对密封安装，样品筛7-2密封安装在上盖7-1和底座7-3之间，排粉机构7-4安装在上盖7-1上，吹粉机构7-5安装在底座7-3上，且吹粉机构7-5与进气端连通；上盖7-1设有贯穿式的给料管7-11，给料管7-11通过取样阀门5与煤粉管道1连通；底座7-3设有贯穿式的下排粉管7-31，下排粉管7-31通过下阀门8与三通17的第一端口连通，排粉机构7-4与三通17的第二端口连通，三通17的第三端口通过管道与旋风分离器9的分离器入口9-2连通；旋风分离器9底部的落料口9-3与落粉管10连通，落粉管10的管壁外部安装有振动器11，振动器11的控制端通过振动电磁阀12连通到压缩空气端；落粉管10的下方设有样品杯15，样品杯15放置在杯托19上，所述杯托19的内径大于样品杯15的杯身外径、且小于样品杯15的杯沿外径，杯托19固定在升降机构16上并随升降机构16上下垂直移动，样品杯15的正下方设有电子天平14；控制器20与电子天平14、回粉阀门2、抽气电磁阀4、取样阀门5、下阀门8、振动电磁阀12均连接，所述控制器20为可程序控制的电子测量控制系统。
实施例1
一种煤粉细度在线筛分测量装置，包括：负压抽气器3、筛分机构7、旋风分离器9、电子天平14、样品杯15、升降机构16和控制器20。其中：
负压抽气器3为一个利用压缩空气作为动力而产生抽吸力的装置，负压抽气器3的吸气口连通旋风分离器9的引气口9-1，负压抽气器3的出气口通过回粉阀门2与煤粉管道1连通，负压抽气器3的控制口通过抽气电磁阀4连通到压缩空气端。
筛分机构7包括上盖7-1、样品筛7-2、底座7-3、排粉机构7-4和吹粉机构7-5。上盖7-1与底座7-3上下相对密封安装，样品筛7-2密封安装在上盖7-1和底座7-3之间，排粉机构7-4安装在上盖7-1上，吹粉机构7-5安装在底座7-3上。上盖7-1设有贯穿式的给料管7-11，给料管7-11通过取样阀门5与煤粉管道1连通。底座7-3设有贯穿式的下排粉管7-31，下排粉管7-31通过下阀门8与三通17的第一端口连通，排粉机构7-4与三通17的第二端口连通，三通17的第三端口通过管道与旋风分离器9的分离器入口9-2连通。
所述样品筛7-2为圆形的工业标准筛，筛网位于样品筛7-2的底部。
所述排粉机构7-4包括排粉电机7-41、上排粉管7-42和刀型吸嘴7-43，排粉电机7-41安装在上盖7-1的顶部，排粉电机7-41与上排粉管7-42通过皮带轮连接，上排粉管7-42贯穿上盖7-1的中心设置，且上排粉管7-42通过上阀门6与三通17的第二端口连通，所述上阀门6与控制器20连接；刀型吸嘴7-43设在上盖7-1的下方，且吸嘴朝下贴近筛网，刀型吸嘴7-43与上排粉管7-42内部连通，且上排粉管7-42与刀型吸嘴7-43外部密封连接，刀型吸嘴7-43以样品筛7-2的中心为圆心做圆周运动。
所述吹粉机构7-5包括吹粉电机7-51、进气管7-52和刀型喷嘴7-53，吹粉电机7-51安装在底座7-3的下方，进气管7-52贯穿底座7-3的中心设置，且进气管7-52上连接有一进气阀门18，所述进气阀门18与控制器20连接，吹粉电机7-51与进气管7-52通过皮带轮连接；刀型喷嘴7-53设在底座7-3的上方，且喷嘴朝上贴近筛网，刀型喷嘴7-53与进气管7-52内部连通，且进气管7-52与刀型喷嘴7-53外部密封连接，刀型喷嘴7-53以样品筛7-2的中心为圆心做圆周运动。
旋风分离器9底部的落料口9-3与落粉管10连通，落粉管10的管壁外部安装有振动器11，振动器11的控制端通过振动电磁阀12连通到压缩空气端。
落粉管10的下端部为圆形法兰10-2结构，圆形法兰10-2与落粉管10的管壁之间留有缝隙，该缝隙与气源接口10-1连通。气源接口10-1卡设在圆形法兰10-2的侧壁，气源接口10-1通过排粉电磁阀13与压缩空气端连通，所述排粉电磁阀13与控制器20连接。圆形法兰10-2的下端面安装有中空圆环形密封垫10-3。落粉管10的下方设有样品杯15，样品杯15放置在杯托19上，所述样品杯15为上方敞口的圆柱形容器，杯口带有杯沿，杯身外径呈上大下小倒锥形，所述杯托19的内径大于样品杯15的杯身外径、且小于样品杯15的杯沿外径。杯托19固定在升降机构16上并随升降机构16上下垂直移动，样品杯15的正下方设有电子天平14，所述电子天平14带有称重托盘，称重托盘上方正对样品杯15的杯底。
控制器20与电子天平14、回粉阀门2、抽气电磁阀4、取样阀门5、下阀门8、振动电磁阀12均连接，所述控制器20为可程序控制的电子测量控制系统，可采用PLC、单片机、工控机等，用来读取电子天平14的称重读数、控制各种阀门和电磁阀动作时序、以及数据运算。
其中，回粉阀门2、取样阀门5、上阀门6、下阀门8和进气阀门18可以采用电动控制的阀门，也可以采用气动控制的阀门。阀门为两通阀门，形式可以采用球阀、刀闸阀、偏心球阀、V型球阀等，优选防腐耐磨型的两通阀门，以延长使用寿命。排粉机构7-4中的排粉电机7-41以及吹粉机构7-5中的吹粉电机7-51可以采用步进电机、同步减速电机、伺服电机等，优选同步减速电机。
实施例2
一种煤粉细度在线筛分测量方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化：关闭回粉阀门2、取样阀门5、上阀门6、下阀门8、进气阀门18、抽气电磁阀4、振动电磁阀12、排粉电磁阀13；
步骤2：空样品杯称重：升降机构16带动空样品杯15向下移动到预设距离，使空样品杯15落到电子天平14上，控制器20读取电子天平14的读数，该读数记为m0；
步骤3：准备取样：升降机构16带动样品杯15向上移动，直到样品杯15的杯口与落粉管10的密封垫10-3紧密贴合；
步骤4：取样：打开回粉阀门2、取样阀门5、下阀门8，然后打开抽气电磁阀4，负压抽气器3开始煤粉取样；煤粉管道1内煤粉气流中粒径较细的大部分煤粉依次通过筛分机构7的给料管7-11、样品筛7-2的筛网、下排粉管7-31和下阀门8后进入到旋风分离器9中，通过旋风分离器9进行气固分离，煤粉经由落粉管10掉落到样品杯15中，乏气通过旋风分离器9的引气管9-1经由负压抽气器3排入煤粉管道1中；煤粉气流中粒径大于筛网孔径的煤粉以及部分较细煤粉被截留在样品筛7-2的筛网上；取样期间，振动电磁阀12得电使振动器11工作，将落粉管10上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯15中；
根据程序设定的取样时间而结束取样，关闭取样阀门5；
步骤5：筛分：打开进气阀门18，启动吹粉机构7-5的吹粉电机7-51，带动吹粉机构7-5的刀型喷嘴7-53在筛分机构7内做旋转运动，由于抽气器3的负压抽吸作用，空气从进气管7-52进入刀型喷嘴7-53内，并在刀型喷嘴7-53的出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，当刀型喷嘴7-53离开后，被吹起的煤粉则被负压抽吸重新落到筛网上面，粒径小于筛网孔径的煤粉则被抽吸空气带走，进入旋风分离器9中，并通过旋风分离器9的气固分离作用落到样品杯15中；粒径大于筛网孔径的煤粉则始终停留在筛网上；
根据程序设定的筛分时间而结束筛分，依次关闭下阀门8、抽气电磁阀4、回粉阀门2、振动电磁阀12；
步骤6：细粉称重：升降机构16带动样品杯15向下移动到预设距离，使样品杯15落到电子天平14上，控制器20读取电子天平14的读数，该读数记为m1；
步骤7：排粉：升降机构16带动样品杯15往上移动，直到样品杯15的杯口与落粉管10的密封垫10-3紧密贴合；依次打开回粉阀门2、排粉电磁阀13、抽吸电磁阀4，负压抽气器3启动，压缩空气通过排粉电磁阀13进入样品杯15中，将样品杯15中的粉样全部排入到煤粉管道1中；
步骤8：粗粉收集：关闭排粉电磁阀13，打开上阀门6，启动排粉机构7-4的排粉电机7-41，带动排粉机构7-4的刀型吸嘴7-43在筛分机构7内做旋转运动，同时吹粉机构7-5的刀型喷嘴7-53也在筛分机构7内做旋转运动；打开抽吸电磁阀4，负压抽气器3启动，空气从进气管7-52进入刀型喷嘴7-53内，并在喷嘴出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，被吹起的煤粉被刀型吸嘴7-43抽吸进入旋风分离9中，通过旋风分离器9进行气固分离后落到样品杯15中；煤粉收集期间，振动电磁阀12得电使振动器11工作，将落粉管10上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯15中；
根据程序设定粗粉收集时间而结束粗粉收集，依次关闭上阀门6、抽吸电磁阀3、回粉阀门1、振动电磁阀12；
步骤9：粗粉称重：升降机构16带动样品杯15向下移动到预设距离，使样品杯15落到电子天平14上，控制器20读取电子天平14的读数，该读数记为m2；
步骤10：细度计算：获得的筛下细粉重量为m1-m0，筛上粗粉重量为m2-m0，计算出某一筛孔粒径下的煤粉细度值为：(m2-m0)/m1+m2-2×m0×100％；
步骤11：排粉：升降机构带动样品杯15往上移动，直到样品杯15的杯口与落粉管10的密封垫10-3紧密贴合；依次打开回粉阀门2、排粉电磁阀13、抽吸电磁阀4，负压抽气器3启动，压缩空气通过排粉电磁阀13进入样品杯15中，将样品杯15中的粉样全部排入到煤粉管道1中。
至此，一个煤粉细度自动测量周期完成。根据设定的测量间隔周期，程序下一个测量周期从步骤1开始到步骤9循环往复执行。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，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，这些改进应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，包括：负压抽气器(3)、筛分机构(7)、旋风分离器(9)、电子天平(14)、样品杯(15)、升降机构(16)和控制器(20)，其中：
负压抽气器(3)的吸气口连通旋风分离器(9)的引气口(9-1)，负压抽气器(3)的出气口通过回粉阀门(2)与煤粉管道(1)连通，负压抽气器(3)的控制口通过抽气电磁阀(4)连通到压缩空气端；
筛分机构(7)包括上盖(7-1)、样品筛(7-2)、底座(7-3)、排粉机构(7-4)和吹粉机构(7-5)，上盖(7-1)与底座(7-3)上下相对密封安装，样品筛(7-2)密封安装在上盖(7-1)和底座(7-3)之间，排粉机构(7-4)安装在上盖(7-1)上，吹粉机构(7-5)安装在底座(7-3)上，且吹粉机构(7-5)与进气端连通；上盖(7-1)设有贯穿式的给料管(7-11)，给料管(7-11)通过取样阀门(5)与煤粉管道(1)连通；底座(7-3)设有贯穿式的下排粉管(7-31)，下排粉管(7-31)通过下阀门(8)与三通(17)的第一端口连通，排粉机构(7-4)与三通(17)的第二端口连通，三通(17)的第三端口通过管道与旋风分离器(9)的分离器入口(9-2)连通；
旋风分离器(9)底部的落料口(9-3)与落粉管(10)连通，落粉管(10)的管壁外部安装有振动器(11)，振动器(11)的控制端通过振动电磁阀(12)连通到压缩空气端；
落粉管(10)的下方设有样品杯(15)，样品杯(15)放置在杯托(19)上，所述杯托(19)的内径大于样品杯(15)的杯身外径、且小于样品杯(15)的杯沿外径，杯托(19)固定在升降机构(16)上并随升降机构(16)上下垂直移动，样品杯(15)的正下方设有电子天平(14)；
控制器(20)与电子天平(14)、回粉阀门(2)、抽气电磁阀(4)、取样阀门(5)、下阀门(8)、振动电磁阀(12)均连接，所述控制器(20)为可程序控制的电子测量控制系统。
2.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，所述排粉机构(7-4)包括排粉电机(7-41)、上排粉管(7-42)和刀型吸嘴(7-43)，排粉电机(7-41)安装在上盖(7-1)的顶部，排粉电机(7-41)与上排粉管(7-42)通过皮带轮连接，上排粉管(7-42)贯穿上盖(7-1)的中心设置，且上排粉管(7-42)通过上阀门(6)与三通(17)的第二端口连通，所述上阀门(6)与控制器(20)连接；刀型吸嘴(7-43)设在上盖(7-1)的下方，且吸嘴朝下贴近筛网，刀型吸嘴(7-43)与上排粉管(7-42)内部连通，且上排粉管(7-42)与刀型吸嘴(7-43)外部密封连接，刀型吸嘴(7-43)以样品筛(7-2)的中心为圆心做圆周运动。
3.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，所述吹粉机构(7-5)包括吹粉电机(7-51)、进气管(7-52)和刀型喷嘴(7-53)，吹粉电机(7-51)安装在底座(7-3)的下方，进气管(7-52)贯穿底座(7-3)的中心设置，且进气管(7-52)上连接有一进气阀门(18)，所述进气阀门(18)与控制器(20)连接，吹粉电机(7-51)与进气管(7-52)通过皮带轮连接；刀型喷嘴(7-53)设在底座(7-3)的上方，且喷嘴朝上贴近筛网，刀型喷嘴(7-53)与进气管(7-52)内部连通，且进气管(7-52)与刀型喷嘴(7-53)外部密封连接，刀型喷嘴(7-53)以样品筛(7-2)的中心为圆心做圆周运动。
4.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，样品筛(7-2)为圆形的工业标准筛，筛网位于样品筛(7-2)的底部。
5.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，落粉管(10)的下端部为圆形法兰(10-2)结构，圆形法兰(10-2)与落粉管(10)的管壁之间留有缝隙，该缝隙与气源接口(10-1)连通；气源接口(10-1)卡设在圆形法兰(10-2)的侧壁，气源接口(10-1)通过排粉电磁阀(13)与压缩空气端连通，所述排粉电磁阀(13)与控制器(20)连接；圆形法兰(10-2)的下端面安装有中空圆环形密封垫(10-3)。
6.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，所述样品杯(15)为上方敞口的圆柱形容器，杯口带有杯沿，杯身外径呈上大下小倒锥形。
7.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，电子天平(14)带有称重托盘，称重托盘上方正对样品杯(15)的杯底。
8.根据权利要求1所述的煤粉细度在线筛分测量装置，其特征在于，回粉阀门(2)、取样阀门(5)、上阀门(6)、下阀门(8)和进气阀门(18)为防腐耐磨型的两通阀门。
9.一种基于权利要求1-8任一所述的煤粉细度在线筛分测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：初始化：关闭回粉阀门(2)、取样阀门(5)、上阀门(6)、下阀门(8)、进气阀门(18)、抽气电磁阀(4)、振动电磁阀(12)、排粉电磁阀(13)；
步骤2：空样品杯称重：升降机构(16)带动空样品杯(15)向下移动到预设距离，使空样品杯(15)落到电子天平(14)上，控制器(20)读取电子天平(14)的读数，该读数记为m0；
步骤3：准备取样：升降机构(16)带动样品杯(15)向上移动，直到样品杯(15)的杯口与落粉管(10)的密封垫(10-3)紧密贴合；
步骤4：取样：打开回粉阀门(2)、取样阀门(5)、下阀门(8)，然后打开抽气电磁阀(4)，负压抽气器(3)开始煤粉取样；煤粉管道(1)内煤粉气流中粒径较细的大部分煤粉依次通过筛分机构(7)的给料管(7-11)、样品筛(7-2)的筛网、下排粉管(7-31)和下阀门(8)后进入到旋风分离器(9)中，通过旋风分离器(9)进行气固分离，煤粉经由落粉管(10)掉落到样品杯(15)中，乏气通过旋风分离器(9)的引气管(9-1)经由负压抽气器(3)排入煤粉管道(1)中；煤粉气流中粒径大于筛网孔径的煤粉以及部分较细煤粉被截留在样品筛(7-2)的筛网上；取样期间，振动电磁阀(12)得电使振动器(11)工作，将落粉管(10)上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯(15)中；
根据程序设定的取样时间而结束取样，关闭取样阀门(5)；
步骤5：筛分：打开进气阀门(18)，启动吹粉机构(7-5)的吹粉电机(7-51)，带动吹粉机构(7-5)的刀型喷嘴(7-53)在筛分机构(7)内做旋转运动，由于抽气器(3)的负压抽吸作用，空气从进气管(7-52)进入刀型喷嘴(7-53)内，并在刀型喷嘴(7-53)的出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，当刀型喷嘴(7-53)离开后，被吹起的煤粉则被负压抽吸重新落到筛网上面，粒径小于筛网孔径的煤粉则被抽吸空气带走，进入旋风分离器(9)中，并通过旋风分离器(9)的气固分离作用落到样品杯(15)中；粒径大于筛网孔径的煤粉则始终停留在筛网上；
根据程序设定的筛分时间而结束筛分，依次关闭下阀门(8)、抽气电磁阀(4)、回粉阀门(2)、振动电磁阀(12)；
步骤6：细粉称重：升降机构(16)带动样品杯(15)向下移动到预设距离，使样品杯(15)落到电子天平(14)上，控制器(20)读取电子天平(14)的读数，该读数记为m1；
步骤7：排粉：升降机构(16)带动样品杯(15)往上移动，直到样品杯(15)的杯口与落粉管(10)的密封垫(10-3)紧密贴合；依次打开回粉阀门(2)、排粉电磁阀(13)、抽吸电磁阀(4)，负压抽气器(3)启动，压缩空气通过排粉电磁阀(13)进入样品杯(15)中，将样品杯(15)中的粉样全部排入到煤粉管道(1)中；
步骤8：粗粉收集：关闭排粉电磁阀(13)，打开上阀门(6)，启动排粉机构(7-4)的排粉电机(7-41)，带动排粉机构(7-4)的刀型吸嘴(7-43)在筛分机构(7)内做旋转运动，同时吹粉机构(7-5)的刀型喷嘴(7-53)也在筛分机构(7)内做旋转运动；打开抽吸电磁阀(4)，负压抽气器(3)启动，空气从进气管(7-52)进入刀型喷嘴(7-53)内，并在喷嘴出口喷出，使筛网上正对喷嘴的煤粉被吹起，被吹起的煤粉被刀型吸嘴(7-43)抽吸进入旋风分离(9)中，通过旋风分离器(9)进行气固分离后落到样品杯(15)中；煤粉收集期间，振动电磁阀(12)得电使振动器(11)工作，将落粉管(10)上粘接的粉样因强力振动而掉落到样品杯(15)中；
根据程序设定粗粉收集时间而结束粗粉收集，依次关闭上阀门(6)、抽吸电磁阀(3)、回粉阀门(1)、振动电磁阀(12)；
步骤9：粗粉称重：升降机构(16)带动样品杯(15)向下移动到预设距离，使样品杯(15)落到电子天平(14)上，控制器(20)读取电子天平(14)的读数，该读数记为m2；
步骤10：细度计算：获得的筛下细粉重量为m1-m0，筛上粗粉重量为m2-m0，计算出某一筛孔粒径下的煤粉细度值为：(m2-m0)/(m1+m2-2×m0)×100％；
步骤11：排粉：升降机构带动样品杯(15)往上移动，直到样品杯(15)的杯口与落粉管(10)的密封垫(10-3)紧密贴合；依次打开回粉阀门(2)、排粉电磁阀(13)、抽吸电磁阀(4)，负压抽气器(3)启动，压缩空气通过排粉电磁阀(13)进入样品杯(15)中，将样品杯(15)中的粉样全部排入到煤粉管道(1)中。
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| CN114515696A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-20 | 哈尔滨工业大学 | 可自动判别天然矿物颗粒级配状态的筛分和循环研磨装置 |
| CN114515696B (zh) * | 2022-01-13 | 2022-11-29 | 哈尔滨工业大学 | 可自动判别天然矿物颗粒级配状态的筛分和循环研磨装置 |
| CN114950703A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-08-30 | 南京莫尼亚离心机科技发展有限公司 | 基于人工智能的高效旋流分离机及分离方法 |
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