CN201063033Y

CN201063033Y - 用于煤质热值测量的连续在线检测装置

Info

Publication number: CN201063033Y
Application number: CNU2007200383269U
Authority: CN
Inventors: 尤荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-06-19

Abstract

本实用新型是一种用于煤质热值测量的连续在线检测装置，由灰分探测仪、水分探测仪、信号处理器、计算机构成，其中灰分探测仪的输出端接信号处理器的第一输入端，水分探测仪的输出端接信号处理器的第二输入端，信号处理器的输出端接计算机的输入端。优点：其中灰分分析采用双源透射法，将核技术与计算机相结合，能快速无损地测量皮带煤的灰分，水分分析采用微波法测量，稳定性好。装置能在线测出入炉煤的灰分值、水分值、同时计算出发热量。有利于电厂实时质量监控并指导燃烧，确保锅炉燃烧稳定和高效率的参数下运行。进而提高发电经济效益。煤质在线分析装置主要应用在煤矿、洗煤厂、火力发电厂等单位对煤灰份、水分、发热量的快速测量。

Description

用于煤质热值测量的连续在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于煤质热值测量的连续在线检测装置，属于电力测控技术领域。

背景技术

国内火电厂对入炉煤灰分、水分、发热量的化验，大多采用的是人工缩分、人工制样的方法，缺少机械化采样缩分和制样的优质设备，同时，灼烧法结果滞后，妨碍了运行人员及时监控并根据煤质来配风、制粉和组织燃烧，也为劣质煤输入、或劣质煤冒充优质煤提供了可乘之机，为了解决这个问题就需要研究新的更科学的方法减少采样、缩分误差，需要研究在线测量灰分、水分、发热量值的新方法。

发明内容

本实用新型的目的旨在解决上述问题，提出一种用于煤质热值测量的连续在线检测装置，减少采样、缩分误差，在线测量灰分、水分、发热量值。指导调节锅炉燃烧的风煤比等参数，提高运行效率；检测当前煤粉的质量，防止劣质煤冒充优质煤，降低发电成本；有助于提升电厂竞价上网的竞争力。

本实用新型的技术解决方案：其结构是由灰分探测仪、水分探测仪、信号处理器、计算机构成，其中灰分探测仪的输出端接信号处理器的第一输入端，水分探测仪的输出端接信号处理器的第二输入端，信号处理器的输出端接计算机的输入端。

本实用新型的优点：其中灰分分析采用双源透射法，将核技术与计算机相结合，能快速无损地测量皮带煤的灰分，水分分析采用微波法(高频周波方式)测量，稳定性好。装置能在线测出入炉煤的灰分值、水分值、同时计算出发热量。有利于电厂实时质量监控并指导燃烧，确保锅炉燃烧稳定和高效率的参数下运行。进而提高发电经济效益。煤质在线分析装置主要应用在煤矿、洗煤厂、火力发电厂、炼焦厂、钢铁厂、水泥厂等单位对煤灰份、水分、发热量的快速测量。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是灰分仪的结构示意图。

附图3是信号处理器的结构示意图。

图中的1是微波源；2是电缆接口；3是测量导管.

具体实施方式

对照图1，其结构是由灰分探测仪、水分探测仪、信号处理器、计算机构成，其中灰分探测仪的输出端接信号处理器的第一输入端，水分探测仪的输出端接信号处理器的第二输入端，信号处理器的输出端接计算机的输入端。

灰分仪的C形探测器架上安装内含放射源的放射源屏蔽铅罐，γ-射线探测器箱、动力箱、背挂电器箱、旋转圆轴，其中旋转圆轴安装在动力箱上，与旋转圆轴相垂直方向上安装γ-射线探测器箱，背挂电器箱安装在旋转圆轴的上方。

灰分探测仪，其机理是窄束射线透射物质时的衰减取决于被透射物质的质量厚度和质量衰减系数两个因素并且按指数规律衰减：设煤层厚度为d，体密度为ρ，γ射线穿过煤层后强度将减弱，穿过煤层前强度为I₀，穿过煤层后强度为I。则满足下式：

I = I_{0} \exp (- μ_{c} \cdot ρ \cdot d) = I_{0} \exp (- Σ_{i}^{n} μ_{i} \cdot P_{i} \cdot ρ \cdot d)

其中

μ_{c} = Σ_{i}^{n} μ_{i} \cdot P_{i}

Σ_{i}^{n} P_{i} = 1

式中u表示质量吸收系数；

P表示在煤中的重量百分比含量；

下标c对应于煤；i对应于煤中第i种元素

通过检测煤的质量吸收系数及煤样厚度计算标定灰分含量。这种双能量法测量灰分基本不受粒度，松散度影响。

对照图2，其结构包括微波源1、电缆接口2、测量导管3，其中微波源1、电缆接口2、测量导管3的一端连接电缆接口2，电缆接口2上装微波源1。

所述的水分探测仪，其机理是水分析单元采用利用高频周波反散射技术，利用不同水份含量的物料反射不同，用专用的探头将不同的信号检测出来，变成电信号经过电路甄别后形成数字信号传至智能单元处理计算，得到当前物料水份含量，并输出4～20mA电流信号。可测全水分，也可测空气干燥基水分(即电厂所指固有水分)。该仪器不同于红外水分仪，没有复杂的光学系统，它的传感器是圆形辐射器天线，属非接触式测量，皮带煤的粒度大小等均不影响测量，大大提高了测量精度，可以和灰分仪同时安装在C型架上。

对照图3，其结构是数据寄存器的输出端接入测早起/停控制信号器，数据寄存器的第一、第二输入端分别接入测量值反馈信号、计算机控制。

信号处理器主要是发出测量控制信号，即向灰分仪和水分仪发出测量指令，同时每隔10秒左右接收一个已测到的灰分和水分信号，每隔60秒得到一个测量平均值，传送给计算机。

测量精度(在1δ范围内)

测量灰份范围：0％～60％(0～5V输出)

低灰分煤误差≤0.5％

中灰分煤误差≤1.0％

高灰分煤误差≤2.0％

测量水分范围：0％～30％(0～5V输出)

水分测量精度：±0.5％；

发热量精度：≤0.5～1MJ/Kg

均设有报警信号。

待测煤的粒度

粒度：≤3mm，最佳使用条件

粒度：≤6mm，标准使用条件

粒度：≤50mm，一般使用条件

双γ放射源(采用²⁴¹Am，¹³⁷Cs放射源)；

装置使用双源²⁴¹AM(3.7GBq)+¹³⁷Cs(0.37GBq)为密封源。仅有一个20毫米的出射口对准皮带出射一束直径20毫米的射线作为测量射线。放射性安全指标完全符合国家标准。

对煤质变化不大的同种煤，灰分和发热量往往保持十分规律的反比关系。根据灰分与发热量之间的相关系数，并利用灰分及水分可通过经验公式来计算发热量。

经验公式是：

m_chQ_c+m_ashBQ_ash+m_mBQ_m＝1/r d*log_e(Q_net.ad/j)

m_ch----在B频率区段煤粉中混合碳含量的微波吸收相角变化系统

m_ashB----在B频率区段煤粉中灰分的微波吸收相角变化系数

m_mB----在B频率区段煤粉中本分吸收相角变化系数

Q_c----煤粉中混合碳的含量％

Q_dsh----煤粉中灰分的合量％，由灰分仪测得

Q_m----煤粉中水分的含量％，由水分仪测得

r----C型测试架的发射源到被测皮带的半径

d----煤层平均厚度

Q_net.ad----当前煤的发热量

j----发热量系数，实际应用时可能是一组系数

在上式中，煤粉中三种物质含量的百分数相加近似为100％，即为1。

Q_c+Q_ash+Q_m＝1.

Claims

1.用于煤质热值测量的连续在线检测装置，其特征是由灰分探测仪、水分探测仪、信号处理器、计算机构成，其中灰分探测仪的输出端接信号处理器的第一输入端，水分探测仪的输出端接信号处理器的第二输入端，信号处理器的输出端接计算机的输入端。

2.根据权利要求1所述的用于煤质热值测量的连续在线检测装置，其特征是灰分仪的C形探测器架上安装内含放射源的放射源屏蔽铅罐，γ-射线探测器箱、动力箱、背挂电器箱、旋转圆轴，其中旋转圆轴安装在动力箱上，与旋转圆轴相垂直方向上安装γ-射线探测器箱，背挂电器箱安装在旋转圆轴的上方。