CN2879160Y - 螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置其结构是由主控柜、现场电子柜、螺旋取灰单元三部分组成，其中主控柜的输入/出端接现场电子柜的输出/入端，现场电子柜的输入/出端接螺旋取灰单元的输出/入端。本实用新型的优点：直接安装在灰斗处的测量飞灰含碳量设备，实现实时在线地测量电站锅炉飞灰的含碳量，对比或考核运行班组的工作能力；指导调节锅炉燃烧的风煤比等参数，降低发电成本；标定粉灰的质量等级，增加副产品销售业绩；有助于提升电厂竞价上网的竞争力。解决了烟道温度高湿度大维护量大的难题，克服了非取样式精度不足的难题，也解决了灰斗处灰量过大的问题，利用微波谐振法和软件技术、通讯技术，准确测量飞灰含碳量。

Description

螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种直接安装在灰斗处，实现实时在线地测量电站锅炉飞灰含碳量的螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，属于电力测控技术领域。

背景技术

在锅炉运行中飞灰含碳量利用“化学灼烧失重法”进行测量，这是一种离线的实验室分析方法，精度高，测量时间长达四——八小时，受灰样采集、样品代表性、分析时间滞后等因素影响，导致测量的结果不能及时准确地反映当前的锅炉燃烧的工况，对锅炉燃烧的控制和燃烧调整的指导缺乏实时性。长期以来由于受技术条件的限制，一直采用锅炉负荷、煤量煤质、煤粉细度、烟气氧量等运行参数和数据进行间接控制，因此控制效果不太理想。

虽有安装在烟道上的实时在线的检测产品也已投入了使用，但是其取样系统因受烟道飞灰高温潮湿的原因(一般是130~190℃)，导致系统虽理论上可行，实际应用上可靠性不高，容易产生取样管道的堵灰，需要大量的人工维护。同时采样点的单一性也意味着灰样代表性不足，检测到的数据与真实结果之间误差较大。后来发展为也有了非取样式的测碳系统，在可靠性上有所增加，但是存在的问题是，由于测量面积偏大，测量精度严重不足或需要反复校正。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种直接安装在灰斗处，实现实时在线地测量电站锅炉飞灰含碳量的螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，它可有效克服现有技术所存在的可靠性不高，容易产生取样管道的堵灰、检测数据误差大等缺陷。

本实用新型的技术解决方案：其结构是由主控柜、现场电子柜、螺旋取灰单元三部分组成，其中主控柜的输入/出端接现场电子柜的输出/入端，现场电子柜的输入/出端接螺旋取灰单元的输出/入端。

本实用新型的优点：直接安装在灰斗处的测量飞灰含碳量设备，实现实时在线地测量电站锅炉飞灰的含碳量，对比或考核运行班组的工作能力；指导调节锅炉燃烧的风煤比等参数，降低发电成本；标定粉灰的质量等级，增加副产品销售业绩；有助于提升电厂竞价上网的竞争力。解决了烟道温度高湿度大维护量大的难题，克服了非取样式精度不足的难题，也解决了灰斗处灰量过大的问题，利用微波谐振法和软件技术、通讯技术，准确测量飞灰含碳量。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图

附图2是螺旋取灰单元的结构示意图

附图3是现场电子柜的方块结构示意图

附图4是主控柜的方块图

附图5是本实用新型中的电路图

附图6是控制系统的工作流程图

图中的1是主控柜、2是现场电子柜、3是螺旋取灰单元、4是电机、5是电缆、6是微波谐掁腔、7是灰槽、8是螺丝杆、9是微波处理电路板、10是线槽及电缆、11是扫频源、12是微波源含防振垫圈、13是留灰取样瓶、14是芯电缆、15是控制系统(专用软件)、16是显示器、17是打印机、18是网络接口；19是微波源、20是电子柜操作面板、21是微波接收单元、22是微波中继、23是传感器、24是现场控制单元。IC1是模数转换器(型号9832)、IC2是通道选择器(型号4012)、IC3是稳压源(型号7805)、V1是点源输入比较器。

具体实施方式

对照附图1，其结构是主控柜1的输入/出端接现场电子柜2的输出/入端，现场电子柜2的输入/出端接螺旋取灰单元3的输出/入端。

工作过程：螺旋取灰单元3含工控机、液晶显示器、打印机、报警器作为上位机，在专业软件控制下连续运行，工业计算机将测量结果显示在界面上，也可传输到网络上，其中将控制指令送到现场电子柜2(含微波源、扫频源、处理电路板)进行细化，细以电信号形式传输到主控柜1(含双向电机、螺丝钻、取样槽)取出待测灰样并测量，测量结果传到②现场电子柜再转化成标准信号回传到螺旋取灰单元3。

对照附图2，其结构是电机4、电缆5、微波谐掁腔6、灰槽7依次排列设置，电机4与螺丝杆8相接。测量过程是：电缆5发来测量指令，控制电机4正转，由螺丝杆8卷出灰样放入灰槽7，由微波谐掁腔6对着灰槽7进行非接触式测量，测量结果由电缆5传输出到现场电子柜2；排灰过程是：由电缆5发来排灰指令，控制电机4反转，由螺丝杆8自灰槽7带出灰样，自由落入灰斗中。

对照附图3，其结构是包括微波处理电路板9、线槽及电缆10、扫频源11、微波源含防振垫圈12、留灰取样瓶13，其中线槽及电缆10与扫频源11、微波源含防振垫圈12、微波处理电路板9依次相接，留灰取样瓶13通过外螺纹直接装在现场电子测量箱体外。工作过程：由线槽及电缆10传输控制信号，驱动扫频源11和微波源含防振垫圈12工作，并进入微波处理电路板9上的微波处理电路调理，处理后的信号由线槽及电缆10传到主控柜1或螺旋取灰单元3，而留灰取样瓶13是为了方便操作人员使用通过外螺纹直接装在现场电子测量箱外的

对照附图4，其结构是网络接口18的输出端接入控制系统15，控制系统15的接入/出信号端与芯电缆14的接出/入信号端相接，控制系统15的显示、打印、网络接口控制信号接显示器16、打印机17、网络接口18。

工作时，信号至芯电缆14接入或输出，在网络接口18的控制下由专用软件15执行各种操作，各类结果可以由显示器16显示，打印机17打印，网络接口18通讯。

对照附图5，微波源自点源输入比较器V1调整输入，经模数转换器IC1调整形再经通道选择器IC2计算和放大后，输出给计算机

一次全自动的测量过程包含以下几个步骤：清灰、填灰和测量。

通过反向旋转传感器上的螺丝钻就可以将传感器测量腔体内的灰清空，但通常因为测量腔体内被压紧的灰会形成比较牢固的块状物以至于无法自己脱落，这时就得用外加的压缩空气破坏这些块状物体，然后才能将灰清空。

待测的飞灰中有大量的空气存在。为了测量准确，传感器测量腔内的灰必须达到较高的密度，即空气必须尽可能得被清除，这可以通过将灰不断填充进腔体并用螺丝钻压紧来达到这一目的。

为了测量飞灰中含碳量的多少，测量腔体必须首先被灰填充满。一旦填满，填充过程就结束，微波测量过程开始。在一次成功的测量后就能得到当前的飞灰含碳数据。

为了衡量飞灰测量系统的精度，由系统自动产生的飞灰含碳数据必须能和实验室分析数据做对比。操作人员可以通过使用一根采样管从飞灰测碳仪传感器的背面取出灰样并把灰样送到实验室进行人工分析进而对比数据。

手工取样的操作步骤如下：

●暂停系统自动测量。

●在后盖处打开取样孔，用合适的取样管尽可能深地插入取样孔然后拔出。

●取出来的灰样填到取样皿里，根据需要这一步骤可能要重复多次。

●将取样结束后将传感器后盖合上。

●恢复自动操作。

正常运行后，基本不需要维护。传感器上螺丝钻外面的密封管大概每隔6个月检查和更换一次，其它的维护都不需要。可保证电站的飞灰销售量从300吨/月增加到1000吨/月。飞灰的质量稳定，飞灰含碳的测量结果直接显示在控制室SCADA系统的主控屏幕上，同时也能通过电话线和modem远程访问到。技术人员可远程地例行检查系统的运行情况并对问题进行诊断，包括及时更新软件和数据标定而无须亲自到电厂来。

技术参数

●测量周期：5-10分钟(取决于已有灰量的大小)

●测量精度：绝对精度优于+/-0.6％

●测量范围：0-10％，更大范围需定制

●传感器工作温度：120-300，定制可达660

●每个控制柜的传感器：1-4个，最多8个

●测量位置：灰斗处或其它飞灰大量堆积处

●标准部件：含有PLC的测量柜，电机控制盒，飞灰传感器

●传感器到测量柜距离：225英尺(标准)，根据需要可达400英尺

●数据通信：

每个通道的标准输出：1路4-20mA飞灰含碳量信号

每个通道的标准输入：1路数字信号

●远程通讯和远程诊断：MEDOM、MODBUS

●测量柜防护等级：IP 55，NEMA 12，32-104 Ambient

●尺寸/重量：

4通道：31.5×23.6×78.7英寸/551磅

8通道：63.0×23.6×78.7英寸/772磅

●电源：220 VAC 50/60Hz

●功率：500W

Claims (4)

1、螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，其特征是主控柜的输入/出端接现场电子柜的输出/入端，现场电子柜的输入/出端接螺旋取灰单元的输出/入端。

2、根据权利要求1所述的螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，其特征是主控柜中的电机、电缆、微波谐振腔、灰槽依次排列设置，电机与螺丝杆相接。

3、根据权利要求1所述的螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，其特征是现场电子柜包括微波处理电路板、线槽及电缆、扫频源、微波源含防振垫圈、留灰取样瓶，其中线槽及电缆与扫频源、微波源含防振垫圈、微波处理电路板依次相接，留灰取样瓶通过外螺纹直接装在现场电子测量箱体外。

4、根据权利要求1所述的螺旋取灰式飞灰含碳量测量装置，其特征是螺旋取灰单元中的网络接口的输出端接入控制系统，控制系统的接入/出信号端与芯电缆的接出/入信号端相接，控制系统的显示、打印、网络接口控制信号接显示器、打印机、网络接口。

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