CN214668586U

CN214668586U - 飞灰的热值测量系统

Info

Publication number: CN214668586U
Application number: CN202120007624.1U
Authority: CN
Inventors: 赵勇纲; 戈佳; 白杨
Original assignee: Shenhua Shendong Power Co Ltd
Current assignee: Shenhua Shendong Power Co Ltd
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2021-11-09
Anticipated expiration: 2031-01-04

Abstract

本申请公开了一种飞灰的热值测量系统。该热值测量系统包括：高能量脉冲激光全元素检测设备、水分测定仪以及热值计算设备，其中：所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述热值计算设备连接；以及，所述水分测定仪与所述热值计算设备连接。因此可以通过该热值测量系统来计算出炉渣中的热值。

Description

飞灰的热值测量系统

技术领域

本申请涉及燃煤锅炉技术领域，尤其涉及一种飞灰的热值测量系统。

背景技术

在工业生产、火力发电等领域，通常会大量使用燃煤锅炉来进行煤的燃烧以提供热量。因此，控制燃煤锅炉在煤燃烧过程中热量的利用效率至关重要，基于此，需要对煤燃烧产物的热值进行测量。

实用新型内容

本申请实施例提供一种飞灰的热值测量系统。

本申请实施例提供了一种飞灰的热值测量系统，包括：高能量脉冲激光全元素检测设备、水分测定仪以及热值计算设备，其中：所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述热值计算设备连接；以及，所述水分测定仪与所述热值计算设备连接。

优选的，所述热值测量系统还包括飞灰等速取样器，其中：所述飞灰等速取样器与所述高能量脉冲激光全元素检测设备和所述水分测定仪连接。

优选的，所述飞灰等速取样器通过飞灰输送管道与所述高能量脉冲激光全元素检测设备和所述水分测定仪连接。

优选的，所述热值测量系统还包括烘干装置，其中，所述烘干装置设置于所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述飞灰输送管道的连接管道。

优选的，所述飞灰输送管道中设置有除静电装置。

优选的，所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述飞灰输送管道的连接处设置有密封连接装置。

优选的，所述飞灰等速取样器设置于燃煤锅炉中省煤器的下游。

优选的，所述热值计算设备中还包括展示模块。

优选的，热值测量系统还包括在飞灰热值大于预设阈值时发出警报的警报系统。

优选的，所述警报系统具体包括：语音警报系统。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

采用本申请实施例所提供的炉渣的热值测量系统，由于飞灰中通常会含有各类没有完全燃烧的化学成分，因此可以通过该热值测量系统中的高能量脉冲激光全元素检测设备，对飞灰中各种化学元素的质量含量进行测量，并通过该热值测量系统中的水分测定仪对飞灰中水的质量含量进行测量，最终通过该热值测量系统中的热值计算设备，基于上述两个测量结果计算出飞灰的热值。通常当该热值越高时，说明燃煤锅炉中煤的燃烧越不完全，煤燃烧过程中热量的利用效率越低，当该热值越低时，说明燃煤锅炉中煤的燃烧越完全，煤燃烧过程中热量的利用效率越高。因此基于该热值，可以指导燃煤锅炉的操作人员进行运行调整，从而提高燃煤锅炉在煤燃烧过程中的热量利用效率。

附图说明

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

图1为本申请实施例提供的，煤燃烧产物的热值测量系统的具体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的，另一种煤燃烧产物的热值测量系统的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如前所述，控制燃煤锅炉在煤燃烧过程中热量的利用效率至关重要，基于此本申请实施例提供了一种煤燃烧产物的热值测量系统，能够用于对飞灰、炉渣等煤燃烧产物的热值进行测量，从而便于对燃煤锅炉中煤燃烧的过程进行控制，有利于提高热量的利用效率。

如图1所示为该热值测量系统的具体结构示意图，其包括高能量脉冲激光全元素检测设备1、水分测定仪2以及热值计算设备3，其中：高能量脉冲激光全元素检测设备1，可以用于测量煤燃烧产物中的各化学元素的质量含量；水分测定仪，可以用于测量煤燃烧产物中水分的质量含量；热值计算设备，可以用于根据煤燃烧产物中水分的质量含量，以及煤燃烧产物中各化学元素的质量含量，计算出煤燃烧产物的热值。其中，该煤燃烧产物由燃煤锅炉A对煤的燃烧而产生，其通常包括飞灰、炉渣等。

比如说，该煤燃烧产物为炉渣时，该高能量脉冲激光全元素检测设备1能够测量出炉渣中各化学元素的质量含量。根据煤种的不同，煤燃烧产物中各化学元素通常可以包括硫元素、碳元素、氮元素、铁元素等，高能量脉冲激光全元素检测设备1测量炉渣中各化学元素的质量含量时，其工作原理是将高能量密度的脉冲激光激发在煤燃烧产物上，处于聚焦点位置的煤燃烧产物因被电离而产生高温、高密度的等离子体，当等离子体冷却时，处于激发态的原子从高能级自发向低能级跃迁并产生对应波长的特征谱线，这样可以通过对光谱信号进行采集和分析，实现对煤燃烧产物中各化学元素的质量含量进行测量。

当然，该煤燃烧产物为飞灰或其他的产物时，也可以通过该高能量脉冲激光全元素检测设备1测量其中各化学元素的质量含量。

在实际应用中，通常可以周期性地(比如每隔一小时、20分钟或其他周期)或实时地通过该高能量脉冲激光全元素检测设备1，对煤燃烧产物中各化学元素的质量含量进行测量。

对于水分测定仪2，在测量煤燃烧产物中水分的质量含量时，也可以周期性的或实时地进行测量。比如，水分测定仪2实时地对炉渣或飞灰中水分的质量含量进行测量。

热值计算设备3与水分测定仪2和高能量脉冲激光全元素检测设备1进行连接，从而能够获取到高能量脉冲激光全元素检测设备1所测量得到的，煤燃烧产物中各化学元素的质量含量，也能够获取到水分测定仪2所测量得到的煤燃烧产物中水分的质量含量，并进一步基于煤燃烧产物中各化学元素的质量含量，以及煤燃烧产物中水分的质量含量，计算出煤燃烧产物的热值。

其中，热值属于物质(煤燃烧产物)的特性，其反映的是1千克该物质完全燃烧后所释放出的热量的大小。比如，煤燃烧产物的热值反映的是，将1千克煤燃烧产物进一步完全燃烧后所释放出的热量的大小。

燃煤锅炉A在将煤进行燃烧所得到的煤燃烧产物中，通常还是会含有各类没有完全燃烧的化学成分，比如碳元素完全燃烧后的产物为二氧化碳气体，硫元素完全燃烧后的产物为二氧化硫气体，氢元素完全燃烧后的产物为水等，因此可以针对煤燃烧产物中各种化学元素的质量含量进行测量，并测量水的质量含量，最终结合各种化学元素的质量含量和水的质量含量计算出煤燃烧产物的热值。当该热值越高时，说明燃煤锅炉A中煤的燃烧越不完全，煤燃烧过程中热量的利用效率越低；相反当该热值越低时，说明燃煤锅炉A中煤的燃烧越完全，煤燃烧过程中热量的利用效率越高。

热值计算设备3在根据煤燃烧产物中各化学元素的质量含量，以及煤燃烧产物中水分的质量含量，计算煤燃烧产物的热值时，首先根据煤燃烧产物中水分的质量含量，计算出1千克煤燃烧产物中水分的质量，并扣除该质量(由于水为氢元素完全燃烧后的产物)，然后结合各化学元素的质量含量，分别计算出这些元素完全燃烧所释放出的热量的大小，从而最终计算出煤燃烧产物的热值。为了便于计算出煤燃烧产物的热值，通常还可以预先建立数学模型，该数学模型的输入量为各化学元素的质量含量以及水分的质量含量，数学模型在接收到上述的输入量之后，输出热值。

在实际应用中，为了便于将煤燃烧产物输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中进行相应的测量，针对不同煤燃烧产物自身的特性，可以采用不同的输送方式。比如，结合图1所示，当该煤燃烧产物为炉渣时，由于炉渣为沉降的固体，因此可以在燃煤锅炉A的炉渣出口处A1安装炉渣输送皮带4，并将该炉渣输送皮带4连接至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2，从而通过该炉渣输送皮带4，将炉渣输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中。

另外，对于该炉渣输送皮带4的具体结构，其可以包括炉渣主输送皮带和炉渣取样皮带，炉渣主输送皮带主要用于运输大量的炉渣，比如将大量的炉渣运输至炉渣存储点。炉渣取样皮带连接于炉渣主输送皮带，从而可以从炉渣主输送皮带中获取少量的炉渣作为检测样品，因此可以将炉渣取样皮带与高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2进行连接，从而利用炉渣取样皮带取样得到的少量炉渣，输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中进行相应的检测。

而当该煤燃烧产物为飞灰时，由于飞灰通常会漂浮在空气中，因此为了将飞灰输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中进行相应的测量，通常需要在燃煤锅炉A中增设飞灰等速取样器5，该飞灰等速取样器5的样品出口与高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2进行连接，从而将所采集的飞灰输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中。

另外，由于飞灰的重量较轻，在飞灰的输送过程中，为了避免飞灰被风吹散，该飞灰等速取样器5可以通过飞灰输送管道6将该飞灰等速取样器5与高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2进行连接，从而通过该飞灰输送管道6将飞灰等速取样器5所采集的飞灰输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中。当然还可以从灰等速取样器5的样品出口中，利用取样瓶等容器盛装飞灰，然后通过皮带传送等方式将取样瓶等容器传送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2。

另外，由于飞灰采集和输送过程中，通常会导致飞灰带有静电，导致附着于飞灰输送管道6上，因此还可以在飞灰输送管道6中设置除静电装置，从而降低飞灰附着与飞灰输送管道6上的概率。在实际应用中，对于该除静电装置，可以为将飞灰输送管道6进行接地的接地零线，或者也可以为其他的静电装置。

对于飞灰等速取样器5所安装的位置，通常可以在燃煤锅炉A中的省煤器A2的下游(具体是指沿着烟气流动方向的下游)安装该飞灰等速取样器5，由于该省煤器A2通常选择在燃煤锅炉A的锅炉尾部烟道A3附近，因此将飞灰等速取样器5安装在省煤器A2的下游更加易于采集到飞灰。

由于氢元素完全燃烧的产物为水，为了进一步减少煤燃烧产物中的水分对各化学元素的质量含量的影响，比如高能量脉冲激光全元素检测设备1在测量炉渣或飞灰中各化学元素的质量含量时，由于其中含有水，因此也会测量到氢元素的质量含量，从而对后续的热值计算结果造成影响。因此，还可以在该热值测量系统中进一步增加烘干装置，从而将煤燃烧产物进行烘干，降低其中水分的含量，并将烘干后的煤燃烧产物输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1中进行测量。这样由于煤燃烧产物中的水分通过烘干装置烘干，因此在测量各化学元素的质量含量时，降低了水分中氢元素的干扰。

针对不同的煤燃烧产物，该烘干装置所设置的位置通常并不相同，比如该煤燃烧产物为炉渣时，该烘干装置所设置的位置可以为炉渣输送皮带4与高能量脉冲激光全元素检测设备1的连接处。或者，当该煤燃烧产物为飞灰时，该烘干装置可以设置于高能量脉冲激光全元素检测设备1与飞灰输送管道6之间的连接管道中。通常还可以在高能量脉冲激光全元素检测设备1与飞灰输送管道6的连接处设置密封连接装置，通过该密封连接装置对两者进行密封连接。

另外，对于煤燃烧产物中的煤渣，由于某些情况下煤渣通常为固体颗粒，在对其烘干后，利用高能量脉冲激光全元素检测设备1进行检测时，固体颗粒由于拥有一定的体积，可能导致不同位置测量到的结果相差较大。因此，针对烘干装置烘干之后的炉渣，还可以进一步输送至炉渣粉碎搅拌装置，通过该炉渣粉碎搅拌装置将烘干后的炉渣粉碎并搅拌均匀，然后再将其输送至高能量脉冲激光全元素检测设备进行检测。

在实际应用中，该热值测量系统还可以包括回收控制器和炉渣回收装置。其中，回收控制器与热值计算设备3连接，在热值计算设备3所计算得到的炉渣热值大于预设阈值的情况下，将该信号输送至回收控制器，从而利用该回收控制器控制炉渣回收装置对炉渣进行回收。对于在设置该预设阈值时，该预设阈值的大小通常能够反映出燃煤锅炉中的煤的燃烧程度，比如当炉渣热值小于该预设阈值时，说明燃煤锅炉中的煤充分燃烧或接近于充分燃烧，通过在炉渣热值大于预设阈值的情况下，说明燃煤锅炉中的煤燃烧不充分，此时可以通过回收控制器能够控制炉渣回收装置对炉渣进行回收，从而能够重新利用。

当然，该热值测量系统还可以包括警报系统，该警报系统也与热值计算设备3连接，从而在热值计算设备3所计算得到的，诸如炉渣、飞灰等煤燃烧产物的热值大于预设阈值的情况下，能够通过该警报系统发出警报，对相关人员进行提示。其中，该警报系统发出警报的方式可以是通过语音广播、视频广播等方式发出警报的警报系统。

在实际应用中，为了便于将煤燃烧产物输送至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2中进行相应的测量，针对不同煤燃烧产物自身的特性，可以采用不同的输送方式。比如当该煤燃烧产物为炉渣时，由于炉渣为沉降的固体，因此可以在燃煤锅炉A的炉渣出口处安装炉渣输送皮带4，并将该炉渣输送皮带4连接至高能量脉冲激光全元素检测设备1和水分测定仪2，从而通过该炉渣输送皮带4对炉渣进行输送。

在实际应用中，热值计算设备3在计算出炉渣或飞灰等煤燃烧产物的热值之后，为了便于对该热值进行展示，还可以在热值计算设备3中增设展示模块(比如展示屏)，通过该展示屏对渣或飞灰等煤燃烧产物的热值进行展示，从而使燃煤锅炉A的操作人员能够及时了解到该信息，指导其运行调整。因此在实际应用中，该热值计算设备3可以为带显示屏的计算机。

另外，热值计算设备3在计算出炉渣或飞灰等煤燃烧产物的热值之后，还可以结合其历史数据，如炉渣的历史热值、飞灰的历史热值等，从而绘制出炉渣热值变化曲线或飞灰热值变化曲线，并将该炉渣热值变化曲线或飞灰热值变化曲线进行展示，从而更好的指导燃煤锅炉A的操作人员进行运行调整。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种飞灰的热值测量系统，其特征在于，包括：高能量脉冲激光全元素检测设备、水分测定仪以及热值计算设备，其中：所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述热值计算设备连接；以及，所述水分测定仪与所述热值计算设备连接。

2.如权利要求1所述的热值测量系统，其特征在于，所述热值测量系统还包括飞灰等速取样器，其中：所述飞灰等速取样器与所述高能量脉冲激光全元素检测设备和所述水分测定仪连接。

3.如权利要求2所述的热值测量系统，其特征在于，所述飞灰等速取样器通过飞灰输送管道与所述高能量脉冲激光全元素检测设备和所述水分测定仪连接。

4.如权利要求3所述的热值测量系统，其特征在于，所述热值测量系统还包括烘干装置，其中，所述烘干装置设置于所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述飞灰输送管道的连接管道。

5.如权利要求3所述的热值测量系统，其特征在于，所述飞灰输送管道中设置有除静电装置。

6.如权利要求3所述的热值测量系统，其特征在于，所述高能量脉冲激光全元素检测设备与所述飞灰输送管道的连接处设置有密封连接装置。

7.如权利要求2所述的热值测量系统，其特征在于，所述飞灰等速取样器设置于燃煤锅炉中省煤器的下游。

8.如权利要求1所述的热值测量系统，其特征在于，所述热值计算设备中还包括展示模块。

9.如权利要求1所述的热值测量系统，其特征在于，热值测量系统还包括在飞灰热值大于预设阈值时发出警报的警报系统。

10.如权利要求9所述的热值测量系统，其特征在于，所述警报系统具体包括：语音警报系统。