煤粉等速取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种煤粉等速取样装置，包括负压抽气机构：用于将煤粉管道内的煤粉抽进取样管内腔，包括抽气管，抽气管与取样管之间安装抽气器；取样收集机构：用于收集进入取样管内的煤粉；静电测速机构：用于测量煤粉管道内的煤粉流速及被抽进取样管内的煤粉流速；PID调节机构：用于调节取样管内抽气压力，使煤粉管道中的煤粉流速和取样管内的煤粉流速相等。本实用新型专利技术适用于一次风管道煤粉取样，实现准确的等速取样，可以减小取样误差，煤粉取样具有代表性，取样装置结构简单，操作方便。

【技术实现步骤摘要】
煤粉等速取样装置
本技术涉及煤粉取样
，尤其涉及一种对煤粉的等速取样装置。
技术介绍
随着国家对火力发电机组环保和节能要求的逐步提高，采用直吹式制粉系统的大型机组得到了广泛应用。在直吹式制粉系统中，一台磨煤机同时有多根煤粉管道，而各煤粉管道的煤粉流速、浓度、细度存在着差异，并且这些经济参数时刻影响着电厂锅炉的效率，所以需要对煤粉进行实时准确取样进行测量，从而对锅炉设备进行适当的调整和维护，提高锅炉的安全性以及电厂运行的经济性。煤粉取样逐渐成为电厂节能减排的关键技术而受到重视。直吹式制粉系统由于不存在煤粉仓，需要从煤粉管道中抽取煤粉试样进行测定，目前煤粉取样是利用取样探头从煤粉管道中取出风粉混合物，用分离设备将这部分风粉混合物中的煤粉分离出来进行称重或筛分，因此如何从煤粉管道中取得具有代表性的煤粉试样成为工作的关键。对气固两相的含尘气体进行取样时，不同情况煤粉取样偏差会出现以下四种情况：取样煤粉速度等于煤粉管道中的实际煤粉速度；取样煤粉速度小于实际煤粉速度；取样煤粉速度大于实际煤粉速度；取样煤粉速度虽与实际煤粉速度相等，但取样探头没有正对着实际煤粉速度的气流方向。后三种情况都会使取样探头进口附近的气流流线改变方向。由于固体颗粒的密度比气体颗粒的密度大得多，所以当取样时，取样煤粉速度和实际煤粉速度不相等时，固体颗粒会因惯性力的作用而脱离弯曲的气流流线，造成取样误差。只有当取样煤粉速度与实际煤粉速度相等时，所取样品的数量和大小才与实际一致。通过长期的煤粉取样实践，认为要保证煤粉取样的代表性，必须要遵守两条原则。首先是全截面取样：如AKOMA等速取样装置规定代表点即在煤粉管道的圆形截面上划分出多个等面积的同心圆环，再将每个圆环分成相等面积的两部分，代表点均匀分布于新分成的两个同心圆环的分界线上；其次是等速取样。之前传统的等速取样装置均采用静压法，其包括静压平衡式等速取样弯头式取样枪，取样枪前端设有取样探头，参考图1所示，取样探头1'的外侧开设有第一测压孔2'，用于测量煤粉管道4'内腔实际煤粉气流的静压p0，取样探头1'的内侧开设有第二测压孔3'，用于测量取样探头1'内的取样煤粉气流的静压pn。若认为被取样气体为理想流体，不考虑阻力的影响，根据伯努里方程：--实际煤粉速度，m/s；--取样煤粉速度，m/s；--实际煤粉气流的静压，pa；--取样煤粉气流的静压，pa；--煤粉管道内的气体密度，kg/m3;--取样探头内气体密度，kg/m3。气体被吸入前、后温度相同，取样探头1'内、外的气体密度相等，=。当取样探头1'内的取样煤粉气流的静压和取样探头1'外的实际煤粉气流的静压相等，即=时，由上式可得=，即取样煤粉速度与实际煤粉速度相等，可以实现等速取样。再结合图1所示，上述煤粉等速取样装置的取样探头1'伸入煤粉管道4'内腔，当第一测压孔2'、第二测压孔3'入口处的静压差刚好为零时，即连接第一测压孔2'、第二测压孔3'上的微压计检测的Δp=0，在稳态流中，静压和动压之和为常数。因而第一测压孔2'与第二测压孔3'上的压强相等，因此第一测压孔2'、第二测压孔3'入口处的气流速度与入口周围的速度认为相等,从而实现等速取样。但上述煤粉等速取样装置的取样方法存在以下缺点：1、上述等速取样方法是在阻力忽略不计的理论前提下建立的，在现实中难以成立；2、由于第一测压孔2'、第二测压孔3'极易堵塞无法实现等速，影响取样的准确性；3、事实上煤粉管道4'截面存在着速度差，从而等速过程不成立；4、在第一测压孔2'、第二测压孔3'与轴心形成的平面上取样是平行于煤粉管道4'中的气流流线的，在其它点取样时，取样探头1'与煤粉管道4'中的气流呈现一定角度，最外点与气流呈21°～23°，造成取样误差；5、在进行煤粉管道4'的水平管取样时，如果出现煤粉沉积时，因为抽吸沉积煤粉会使取样量严重偏离实际分布，影响煤粉取样的代表性；6、取样装置结构复杂，自动平衡与吹扫设计比较复杂；试验时需要的取样时间很长，工作量大。因此，如何开发出一种新的煤粉等速取样装置，其可以减小取样误差，使煤粉取样具有代表性，结构简单、操作简便，这是本技术人潜心研究的课题。
技术实现思路
为了克服传统等速取样方法存在的缺陷，本技术提出了一种新型的取样方法及装置，其中包括：负压抽气机构：用于将煤粉管道内的煤粉抽进取样枪的取样管内腔，包括抽气管，所述抽气管与取样管之间安装有抽气器；取样收集机构：用于取样收集进入所述取样管内的煤粉；静电测速机构：用于测量煤粉管道内的煤粉流速及被抽进所述取样管内的煤粉流速；PID调节机构：用于调节所述取样管内的抽气压力，使煤粉管道中的煤粉流速和取样管内的煤粉流速相等。优选地，所述取样收集机构包括取样枪，所述取样枪的取样管伸入煤粉管道的一端连接取样探头，所述取样探头上设有取样孔，所述取样管另一端与至少一级旋风分离器连通，所述旋风分离器下端分别连接一个收集瓶。优选地，所述取样探头的前端为平头状或弯头状或旋转头状，所述取样孔设置于取样探头的前端，所述平头状或弯头状取样探头通过所述取样孔依次采集煤粉管道内腔的取样点，所述取样点为煤粉管道横截面分成的多个等面积同心圆环与直径的交点。优选地，还包括乏气回吹管，所述乏气回吹管安装于煤粉管道与抽气器之间。优选地，所述静电测速机构包括两个静电传感器，两个所述静电传感器分别安装在取样探头前端和取样管上，两个所述静电传感器通过对带电颗粒感应产生感应信号，对感应信号分别进行计算和处理得到煤粉管道和取样管内的煤粉流速，再把流速信号的大小传输给PID调节机构进行调节，使煤粉管道和取样管内的煤粉流速相等。优选地，所述PID调节机构包括PID控制器和电动调节阀，所述电动调节阀安装在所述抽气管的悬置端，所述电动调节阀开度受PID控制器所控制，通过调节所述抽气器入口的气压，从而改变煤粉抽吸的速度。优选地，还包括PLC自动控制机构，所述PLC自动控制机构包括控制PID调节机构工作及滑台结构工作的PLC控制器，所述滑台结构包括与取样管平行设置的滑台，所述滑台与取样管之间连接有推杆，所述滑台与由PLC控制器控制的电机连接，当电机工作时，带动所述取样管沿煤粉管道径向进出的直线运动。采用上述方案后，本技术煤粉等速取样装置具有以下优益效果：1、通过采用静电测速方式对煤粉管道及取样枪的取样管内煤粉流速进行检测，从而实时调整两个煤粉流速大小相等，实现实时等速取样，这种方法克服了传统取样设备中在线煤粉取样误差的缺点，其取样具有代表性，提高了取样的准确性；2、本技术煤粉等速取样方法适用于风、粉两相流的取样，整个过程中PID调节机构可根据实际情况自动或手动调节完成，使得煤粉管道与取样管中的煤粉流速相等，减小了取样误差，提高了取样的精确性；3、本技术煤粉等速取样装置结构简单，取样时间短；4、本技术煤粉等速取样装置通过按等面积原理把煤粉管道的横截面分成多个等面积同心圆环，直径与圆环交点处定为取样点，即定点取样，通过PLC控制器控制推动推杆，从而使推杆推动取样管，使取样探头上的取样孔依次停留在取样点上，每点取样2-3分钟，在一个取样周期内实现定时定点取样，使取得的样品更具有代表性。附图说明图1为现有煤粉等速取样装置对煤粉进行取样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤粉等速取样装置，其特征在于，包括：负压抽气机构：用于将煤粉管道内的煤粉抽进取样枪的取样管内腔，包括抽气管，所述抽气管与取样管之间安装有抽气器；取样收集机构：用于取样收集进入所述取样管内的煤粉；静电测速机构：用于测量煤粉管道内的煤粉流速及被抽进所述取样管内的煤粉流速；PID调节机构：用于调节所述取样管内的抽气压力，使煤粉管道中的煤粉流速和取样管内的煤粉流速相等。

【技术特征摘要】
1.一种煤粉等速取样装置，其特征在于，包括：负压抽气机构：用于将煤粉管道内的煤粉抽进取样枪的取样管内腔，包括抽气管，所述抽气管与取样管之间安装有抽气器；取样收集机构：用于取样收集进入所述取样管内的煤粉；静电测速机构：用于测量煤粉管道内的煤粉流速及被抽进所述取样管内的煤粉流速；PID调节机构：用于调节所述取样管内的抽气压力，使煤粉管道中的煤粉流速和取样管内的煤粉流速相等。2.根据权利要求1所述的煤粉等速取样装置，其特征在于，所述取样收集机构包括取样枪，所述取样枪的取样管伸入煤粉管道的一端连接取样探头，所述取样探头上设有取样孔，所述取样管另一端与至少一级旋风分离器连通，所述旋风分离器下端分别连接一个收集瓶。3.根据权利要求2所述的煤粉等速取样装置，其特征在于，所述取样探头的前端为平头状或弯头状或旋转头状，所述取样孔设置于取样探头的前端，所述平头状或弯头状取样探头通过所述取样孔依次采集煤粉管道内腔的取样点，所述取样点为煤粉管道横截面分成的多个等面积同心圆环与直径的交点。4.根据权利要求3所述的煤粉等速取样装置，其特征在于，还包括乏气回吹管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝彬，吴国勋，叶洁敏，
申请(专利权)人：北京华清茵蓝科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11