CN217466344U - 一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，包括飞灰取样装置，该飞灰取样装置安装在锅炉烟道壁面上，飞灰取样装置包括飞灰分离装置，飞灰含碳量测量系统还包括飞灰定量收集装置、飞灰含碳量测量装置和壁面温度测量装置，飞灰定量收集装置连接飞灰分离装置，飞灰含碳量测量装置的探测端连接飞灰定量收集装置，飞灰含碳量测量装置的控制端设有电子控制器，壁面温度测量装置安装在锅炉烟道壁面上，电子控制器连接壁面温度测量装置。与现有技术相比，本实用新型大大降低了安装初期投资、提升了智能化水平、设备运行的稳定性、寿命和安全性。

Description

一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统

技术领域

本实用新型涉及飞灰含碳量测量技术领域，尤其是涉及一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统。

背景技术

燃煤电厂是煤炭资源的主要消费者，如何提高火电机组的煤炭利用效率，成为节能减碳的核心问题。在燃煤电厂锅炉燃烧过程中，不完全燃烧热损失是仅锅炉主要的能量损失之一。飞灰中的碳含量则占据了不完全燃烧含碳量的绝大部分，直接影响了不完全燃烧热损失。尤其是当前燃煤电厂受限于煤炭成本和交通运输问题，大多数电厂采用配煤掺烧的方式，实际燃用煤种品质往往与设计值偏差较大，导致燃烧状况较差，不完全燃烧现场很普遍。因此，实时检测飞灰的含碳量，将有利于指导运行人员及时正确的调整锅炉运行参数，提高锅炉燃烧水平，合理地控制飞灰含碳量的指标，有利于提高煤炭的利用率、降低发电成本，提高机组运行的经济性。

目前燃煤锅炉飞灰含碳量的测量方法主要分为离线法和在线法两种手段，离线法是适当取样后采用灼烧法测量样品的含碳量，但是数据有严重的滞后性，无法为运行人员提供及时的运行指导，应用意义不大。另一种是采用微波、灼烧等方法测量飞灰含碳量，形成自动化测量设备，定期输出飞灰含碳量的数值。

公开号为CN204202951U的实用新型公开了一种在线等速飞灰取样装置，包括采样管、旋风分离器、储灰罐、乏气连接管和文丘里管，旋风分离器与采样管相连，顶端通过乏气连接管连接文丘里管，还包括压差调节系统、三通和开关阀，所述压差调节系统包括压差测量仪和调节阀，压差测量仪的一端设置于尾部烟道的内壁面，另一端与采样管相连，调节阀设置在文丘里管前端的空气连接管上；三通的一端与采样管相连，一端与旋风分离器相连，另一端与外部大气相通，开关阀设置于该端。通过压差测量仪和调节阀共同作用，通过控制阀门开度，实现取样装置在锅炉负荷波动的各工况下均能实现等速取样；通过三通开关阀门，防止采样管堵塞，保证装置的稳定运行。

该在线等速飞灰取样装置仅实现了飞灰的取样，未提及飞灰含碳量测量过程的启停方法。

现有产品在设备的启动和停止方面，有两个手段，一是将火电机组锅炉的启停信号接入现场设备，这种方法在设备安装初期铺设信号电缆，工作量大，且需要在火电机组控制系统中接取信号，存在一定的安全隐患；二是通过运行人员手动控制的方式进行控制，这种方法增加了运行人员的工作量，同时也存在人为疏忽等隐患，导致设备无法及时启停，影响设备的运行。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构合理、自动启停的带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，在烟道的合适位置采用自抽式等速取样法取样，并具有烟道壁温监测装置，适用于微波、灼烧等多种飞灰含碳量在线监测系统，具备锅炉烟道壁面温度监测的功能，指导并实现飞灰含碳量在线监测系统的自动启停。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，包括飞灰取样装置，该飞灰取样装置安装在锅炉烟道壁面上，所述飞灰取样装置包括飞灰分离装置，所述飞灰含碳量测量系统还包括飞灰定量收集装置、飞灰含碳量测量装置和壁面温度测量装置，所述飞灰定量收集装置连接所述飞灰分离装置，所述飞灰含碳量测量装置的探测端连接所述飞灰定量收集装置，所述飞灰含碳量测量装置的控制端设有电子控制器，所述壁面温度测量装置安装在锅炉烟道壁面上，所述电子控制器连接所述壁面温度测量装置。

进一步地，所述飞灰取样装置通过固定套筒安装在锅炉烟道壁面上。

进一步地，所述飞灰取样装置还包括飞灰取样枪头、取样枪、飞灰取样器、文丘里管、可调喷嘴和压力管；

所述飞灰取样枪头、取样枪和飞灰取样器依次连接后，通过飞灰取样器接入飞灰分离装置；所述文丘里管、可调喷嘴和压力管依次连接后，通过压力管接入飞灰分离装置；所述取样枪和文丘里管均安装在所述固定套筒上，所述飞灰取样枪头、取样枪和文丘里管均位于锅炉烟道内侧，所述飞灰取样器、可调喷嘴、压力管、飞灰分离装置、飞灰定量收集装置、飞灰含碳量测量装置和壁面温度测量装置均位于锅炉烟道外侧。

进一步地，所述文丘里管的一端位于锅炉烟道内侧、另一端位于锅炉烟道外侧，位于锅炉烟道内侧的文丘里管的一端设有45度倾斜面的端口。

进一步地，位于锅炉烟道内侧的文丘里管的一端端面朝向锅炉烟道内侧的烟气来流方向。

进一步地，所述固定套筒的外侧设有锅炉烟道外层保温结构。

进一步地，所述锅炉烟道外层保温结构还位于壁面温度测量装置的外侧。

进一步地，所述飞灰含碳量测量装置为飞灰含碳量微波法测量装置或飞灰含碳量灼烧法测量装置。

进一步地，所述电子控制器通过开关电路控制所述飞灰含碳量测量装置的启动和停止。

进一步地，所述开关电路包括依次连接的数字量输出模块、继电器和开关，所述数字量输出模块连接所述电子控制器，所述开关位于所述飞灰含碳量测量装置的供电线路上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)设备安装初期投资大大降低：通过对烟道表面温度的探测，识别锅炉的运行状态，以此为指导手段，控制飞灰含碳量测量装置的启停，这样做的好处是不需要将锅炉的启停炉信号以电缆形式接到工作现场，节省了大量安装费用和配合DCS厂家组态费用，安装工作量和初投资大大降低。同时，相比于手动控制启停，降低了设备操作的复杂性，提升了设备的智能化水平。

(2)提升了设备运行的稳定性与安全性：系统自主识别锅炉运行/启停，无需将设备与火电机组的电子控制系统相链接，提升了火电机组运行的稳定性与安全性。也避免了通过运行人员手动控制开关的传统方法，防止由于人为疏忽而导致的设备无法及时启停。

(3)提高了设备运行寿命：当锅炉停止若设备仍在继续运行，设备内部的机械结构势必会发生磨损等影响设备寿命的问题，而带有烟道壁面温度监测后，可识别出锅炉的启动和停止状态，设备自主的进行跟踪式启停，可有效避免设备的在非必要运行时段的运行。

(4)温控装置的普适性高：不论是基于哪种测量方法的飞灰含碳测量装置，均可以采用此温控装置，不受某种特定测量装置的限制，应用广泛。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统的示意图；

图中，1、飞灰取样枪头，2、取样枪，3、文丘里管，4、固定套筒，5、可调喷嘴，6、压力管，7、飞灰取样器，8、飞灰分离装置，9、飞灰定量收集装置，10、飞灰含碳量测量装置，11、壁面温度测量装置，12、电子控制器，13、锅炉烟道外层保温结构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，包括飞灰取样装置，该飞灰取样装置安装在锅炉烟道壁面上，飞灰取样装置包括飞灰分离装置8，飞灰含碳量测量系统还包括飞灰定量收集装置9、飞灰含碳量测量装置10和壁面温度测量装置11，飞灰定量收集装置9连接飞灰分离装置8，飞灰含碳量测量装置10的探测端连接飞灰定量收集装置9，飞灰含碳量测量装置10的控制端设有电子控制器12，壁面温度测量装置11安装在锅炉烟道壁面上，电子控制器12连接壁面温度测量装置11。

飞灰含碳量测量装置10可以是微波法测量装置、灼烧法测量装置亦或是其他测量方法的装置。

电子控制器12可以通过内部预先存储的温度阈值判断逻辑，当所监测到的温度超过某一限值，则认为锅炉此刻已经启动，直接控制飞灰含碳量测量装置10开始运行；若所监测到的温度低于某一限值，则认为锅炉此刻已经停止运行，随后电子控制器12直接控制飞灰含碳量测量装置10也停止工作。

电子控制器12也可以通过开关电路控制飞灰含碳量测量装置10的启动和停止。

开关电路包括依次连接的数字量输出模块、继电器和开关，数字量输出模块连接电子控制器12，开关位于飞灰含碳量测量装置10的供电线路上。

作为一种可选的实施方式，飞灰取样装置通过固定套筒4安装在锅炉烟道壁面上。

飞灰取样装置还包括飞灰取样枪头1、取样枪2、飞灰取样器7、文丘里管3、可调喷嘴5和压力管6；

飞灰取样枪头1、取样枪2和飞灰取样器7依次连接后，通过飞灰取样器7接入飞灰分离装置8；文丘里管3、可调喷嘴5和压力管6依次连接后，通过压力管6接入飞灰分离装置8；取样枪2和文丘里管3均安装在固定套筒4上，飞灰取样枪头1、取样枪2和文丘里管3均位于锅炉烟道内侧，飞灰取样器7、可调喷嘴5、压力管6、飞灰分离装置8、飞灰定量收集装置9、飞灰含碳量测量装置10和壁面温度测量装置11均位于锅炉烟道外侧。

固定套筒4的外侧设有锅炉烟道外层保温结构13，锅炉烟道外层保温结构13还位于壁面温度测量装置11的外侧。

作为一种优选的实施方式，为增大负压，文丘里管3的一端位于锅炉烟道内侧、另一端位于锅炉烟道外侧，位于锅炉烟道内侧的文丘里管3的一端设有45度倾斜面的端口，位于锅炉烟道内侧的文丘里管3的一端端面朝向锅炉烟道内侧的烟气来流方向。

工作原理：

本实施例提供的带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，通过自抽式等速取样装置，将锅炉烟道中的飞灰吸取进入飞灰取样枪头1，所取得的带有飞灰的烟气经由取样枪2和飞灰取样器7，到达飞灰分离装置8，通过包括旋风分离在内的等分离方法将飞灰分离并下落至飞灰定量收集装置9，而后继续输送至飞灰含碳量测量装置10内，该测量装置可以是微波法测量装置、灼烧法测量装置亦或是其他测量方法的装置。系统吸取飞灰的动力来自于烟气流过文丘里管3产生的负压，经过可调喷嘴5和压力管6，使飞灰分离装置8产生负压，分离后的剩余烟气通过此通路返回锅炉烟道。壁面温度测量装置11时刻监测锅炉烟道表面温度，将信号传递至电子控制器12，在电子控制器12处可以设置温度监测的限值，当所监测到的温度超过某一限值，则认为锅炉此刻已经启动，随后电子控制器12控制飞灰含碳量测量装置10开始运行；若所监测到的温度低于某一限值，则认为锅炉此刻已经停止运行，随后电子控制器12控制飞灰含碳量测量装置10也停止工作。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，包括飞灰取样装置，该飞灰取样装置安装在锅炉烟道壁面上，所述飞灰取样装置包括飞灰分离装置(8)，其特征在于，所述飞灰含碳量测量系统还包括飞灰定量收集装置(9)、飞灰含碳量测量装置(10)和壁面温度测量装置(11)，所述飞灰定量收集装置(9)连接所述飞灰分离装置(8)，所述飞灰含碳量测量装置(10)的探测端连接所述飞灰定量收集装置(9)，所述飞灰含碳量测量装置(10)的控制端设有电子控制器(12)，所述壁面温度测量装置(11)安装在锅炉烟道壁面上，所述电子控制器(12)连接所述壁面温度测量装置(11)。

2.根据权利要求1所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述飞灰取样装置通过固定套筒(4)安装在锅炉烟道壁面上。

3.根据权利要求2所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述飞灰取样装置还包括飞灰取样枪头(1)、取样枪(2)、飞灰取样器(7)、文丘里管(3)、可调喷嘴(5)和压力管(6)；

所述飞灰取样枪头(1)、取样枪(2)和飞灰取样器(7)依次连接后，通过飞灰取样器(7)接入飞灰分离装置(8)；所述文丘里管(3)、可调喷嘴(5)和压力管(6)依次连接后，通过压力管(6)接入飞灰分离装置(8)；所述取样枪(2)和文丘里管(3)均安装在所述固定套筒(4)上，所述飞灰取样枪头(1)、取样枪(2)和文丘里管(3)均位于锅炉烟道内侧，所述飞灰取样器(7)、可调喷嘴(5)、压力管(6)、飞灰分离装置(8)、飞灰定量收集装置(9)、飞灰含碳量测量装置(10)和壁面温度测量装置(11)均位于锅炉烟道外侧。

4.根据权利要求3所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述文丘里管(3)的一端位于锅炉烟道内侧、另一端位于锅炉烟道外侧，位于锅炉烟道内侧的文丘里管(3)的一端设有45度倾斜面的端口。

5.根据权利要求4所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，位于锅炉烟道内侧的文丘里管(3)的一端端面朝向锅炉烟道内侧的烟气来流方向。

6.根据权利要求2所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述固定套筒(4)的外侧设有锅炉烟道外层保温结构(13)。

7.根据权利要求6所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述锅炉烟道外层保温结构(13)还位于壁面温度测量装置(11)的外侧。

8.根据权利要求1所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述飞灰含碳量测量装置(10)为飞灰含碳量微波法测量装置或飞灰含碳量灼烧法测量装置。

9.根据权利要求1所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述电子控制器(12)通过开关电路控制所述飞灰含碳量测量装置(10)的启动和停止。

10.根据权利要求9所述的一种带有烟道壁面温度监测的飞灰含碳量测量系统，其特征在于，所述开关电路包括依次连接的数字量输出模块、继电器和开关，所述数字量输出模块连接所述电子控制器(12)，所述开关位于所述飞灰含碳量测量装置(10)的供电线路上。

Images