一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，包括取样单元、微波测量单元、给料单元、灰样传输单元、回粉单元、灼烧飞灰测量仪和程序控制器，微波测量单元包括微波测量管、灰位传感器、微波谐振腔和微波扫频测量仪，给料单元包括电机给料器和灰样出料管，灰样传输单元包括出料储灰管、中间储灰室和加样管，回粉单元包括排灰电磁阀、射流抽气器、射流电磁阀和回粉口。结构简单，使用方便，测量精度高且准确，同时将剩余飞灰返回烟道，避免污染现场环境，且能够适用于非烟道取样测量飞灰含碳量。本发明专利技术还提出一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量方法，通过微波测量和灼烧测量的结合并进行数据修正，实现飞灰含碳量的快速和准确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置和方法
本专利技术属于火电厂自动检测设备领域，尤其是一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置和方法。
技术介绍
火电厂锅炉飞灰中未燃烬碳的高低是锅炉燃烧效率的重要指标，对于锅炉燃烧调整具有比较大的价值。国内外多年来采用了不同技术路线开发在线未燃烬碳含量的测量，其中关键问题是检测精度普遍难以令人满意，测量周期长，测量精度无法保证，设备可靠性差等问题较为突出。特别是红外、微波、电容等检测方法由于是间接测量，需要通过标定曲线来获得含碳量数值，而燃用煤种或者飞灰粒度等参数有所变化则需要重新对仪器进行标定，而实际情况是电厂的燃用煤种无法做到单一不变，一般电厂普遍采用6-7个煤种，甚至多达十多个煤种，因此，产品在现场使用时无法适应这样的煤质变化，限制了产品的使用价值。近年来由南京大得科技有限公司专利技术专利：一种锅炉飞灰灼烧测碳装置ZL200910232825.5，该专利采用实验室的分析流程和方法，是一种直接测量法，解决了在线含碳量的检测精度问题，但是其测量周期长，一般需要20分钟左右的时间。大型电站锅炉采用制粉系统将煤块碾压成煤粉，通过送风系统将风和煤粉混合物吹入炉膛进行燃烧，因此燃烧异常迅速，而煤粉的燃烧是一个复杂的物理化学过程，需要及时掌握送入锅炉炉膛的煤粉参数、风量参数以及分配比例等等，燃烧的好坏直接反映在飞灰中的未燃烬碳高低。现有的间接式测量方法测量周期一般都在3-5分钟，而且测量精度无法保证。而基于实验室的高精度灼烧法测量测量周期需要20分钟左右。如何实现一种市场需求的测量精度不受煤种变化影响，而且又具有快速(测量周期10-20秒)测量飞灰含碳量测量方法成为锅炉测控领域的一个难题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置和方法，通过微波测量和灼烧测量的结合并进行数据修正，实现飞灰含碳量的额快速和准确测量。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，包括取样单元、微波测量单元、给料单元、灰样传输单元、回粉单元、灼烧飞灰测量仪和程序控制器，其中：取样单元采用无外加动力自抽式取样器、或其它动力抽取式取样器，取样单元的一端伸入烟道内，另一端与微波测量单元连接；微波测量单元包括微波测量管、灰位传感器、微波谐振腔和微波扫频测量仪，微波谐振腔的上、下端面均开有一个中心圆孔，微波测量管穿过微波谐振腔的上、下中心圆孔设置，且其顶端与采样单元相连，底端与给料单元相连，灰位传感器安装在微波谐振腔的正上方，且其探测光线穿过微波测量管的轴线中心，微波扫频测量仪通过同轴电缆与设于微波谐振腔下端面的耦合探头相连；给料单元包括电机给料器和灰样出料管，电机给料器包括电机、曲轴、连杆、推杆、进料口和出料口，曲轴固定在电机的旋转轴上，连杆的一端与曲轴相连，另一端与推杆的固定端相连，推杆的活动端在进料口和出料口之间来回运动，进料口为竖直设置且与微波测量管的底端相连，出料口为水平设置且与进料口连通，出料口的另一端与灰样出料管相连，灰样出料管的另一端与灰样传输单元连接；灰样传输单元包括出料储灰管、中间储灰室和加样管，出料储灰管的顶端与灰样出料管相连，出料储灰管的底端通过储灰阀门与中间储灰室的顶端相连，中间储灰室的底端通过加样阀门与加样管的顶端相连，加样管的底端接入灼烧飞灰测量仪中，所述储灰阀门、加样阀门和灼烧飞灰测量仪均受程序控制器控制；回粉单元包括排灰电磁阀、射流抽气器、射流电磁阀和回粉口，排灰电磁阀的一端连接在中间储灰室的上半段，另一端连接压缩气源管路，排灰管一端连接在中间储灰室的下半段，另一端通过射流抽气器与回粉口相连，回粉口与烟道连通，排灰管上设有排灰阀门，射流电磁阀的一端连接在射流抽气器上，另一端连接压缩气源管路。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，取样单元采用无外加动力自抽式取样器，包括拉法尔喷射器、取样管、引气管和旋风分离器，其中，拉法尔喷射器卡装在烟道内的一壁，拉法尔喷射器的喷射口为斜切开口，且开口朝向背向烟气流向，拉法尔喷射器的喷嘴中心通过引气管与旋风分离器的顶部相连；取样管卡装在烟道内的一壁且位于拉法尔喷射器的下方，取样管末端安装有取样嘴，取样嘴的朝向迎向烟气流向，取样管位于烟道外的一端与旋风分离器侧面的进气口相连；旋风分离器为竖直安装，且其底部出口与微波测量单元的微波测量管顶端相连。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，微波测量管为空腔结构的非金属圆管，采用特氟龙、四氟乙烯或石英玻璃管等透明材质制成。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，灰位传感器采用对射型激光传感器、光纤传感器或红外线光电传感器。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，微波谐振腔所用的微波谐振频率为1.5-9.5GHz。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，微波谐振腔是由金属材料制成的微波谐振测量传感器，采用圆柱形谐振腔、矩形波导谐振腔或其他形式的微波谐振腔。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，微波谐振腔采用圆柱形谐振腔，谐振频率为2.0-3.0GHz。一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量方法，包括以下步骤：步骤1：对烟道内的飞灰颗粒进行自动取样：拉法尔喷射器产生负压将烟道内的带有飞灰的烟气从取样管送入旋风分离器中，灰样颗粒在旋风分离器中高速旋转并受重力作用沉降到旋风分离器的下端出口，气体受负压作用经引气管进入拉法尔喷射器返回烟道中；步骤2：对灰样颗粒的含碳量进行微波测量：灰样颗粒从旋风分离器进入微波测量管内并堆积，当灰样料位堆积超过灰位传感器的探测光线时，触发灰位传感器发出动作信号，微波扫频测量仪检测一次谐振腔特性曲线，并根据事先确定的标定曲线，计算飞灰含碳量的微波测量值，并连续记录对应的微波特征曲线参数和含碳量值；步骤3：将微波测量后的灰样通过给料单元和灰样传输单元，将部分灰样传送至灼烧飞灰测量仪中，剩余部分灰样经回粉单元返回烟道内：步骤3-1：电机给料器将从微波测量管落下的灰样推至灰样出料管，再进一步推至出料储灰管中，程序控制器控制储灰阀门打开，出料储灰管中的灰样落入中间储灰室中，程序控制器控制加样阀门打开，中间储灰室中的灰样通过加样管送至灼烧飞灰测量仪中；步骤3-2：关闭储灰阀门和加样阀门，打开排灰电磁阀、排灰阀门和射流电磁阀，射流抽气器产生抽吸作用，压缩空气经排灰电磁阀进入中间出料室中，在射流抽气器的共同作用下，将中间储料室中的灰样全部返回到烟道内。步骤4：灼烧飞灰测量仪22测量获得灰样含碳量真值，结合其前后若干次微波扫频测量仪测量获得的微波含碳量均值，进行含碳量测量数据修正：记k＝灰样含碳量真值/微波含碳量均值，对微波测量所得的含碳量乘以k值获得准确的飞灰含碳量。进一步的，本专利技术的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量方法，步骤3-1中电机给料器将从微波测量管落下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，其特征在于，包括取样单元、微波测量单元、给料单元、灰样传输单元、回粉单元、灼烧飞灰测量仪(22)和程序控制器，其中：/n取样单元采用无外加动力自抽式取样器、或其它动力抽取式取样器，取样单元的一端伸入烟道(1)内，另一端与微波测量单元连接；/n微波测量单元包括微波测量管(6)、灰位传感器(7)、微波谐振腔(8)和微波扫频测量仪(9)，微波谐振腔(8)的上、下端面均开有一个中心圆孔，微波测量管(6)穿过微波谐振腔(8)的上、下中心圆孔设置，且其顶端与采样单元相连，底端与给料单元相连，灰位传感器(7)安装在微波谐振腔(8)的正上方，且其探测光线穿过微波测量管(6)的轴线中心，微波扫频测量仪(9)通过同轴电缆与设于微波谐振腔(8)下端面的耦合探头相连；/n给料单元包括电机给料器(10)和灰样出料管(11)，电机给料器(10)包括电机(10-1)、曲轴(10-2)、连杆(10-3)、推杆(10-4)、进料口(10-5)和出料口(10-6)，曲轴(10-2)固定在电机(10-1)的旋转轴上，连杆(10-3)的一端与曲轴(10-2)相连，另一端与推杆(10-4)的固定端相连，推杆(10-4)的活动端在进料口(10-5)和出料口(10-6)之间来回运动，进料口(10-5)为竖直设置且与微波测量管(6)的底端相连，出料口(10-6)为水平设置且与进料口(10-5)连通，出料口(10-6)的另一端与灰样出料管(11)相连，灰样出料管(11)的另一端与灰样传输单元连接；/n灰样传输单元包括出料储灰管(12)、中间储灰室(15)和加样管(17)，出料储灰管(12)的顶端与灰样出料管(11)相连，出料储灰管(12)的底端通过储灰阀门(13)与中间储灰室(15)的顶端相连，中间储灰室(15)的底端通过加样阀门(16)与加样管(17)的顶端相连，加样管(17)的底端接入灼烧飞灰测量仪(22)中，所述储灰阀门(13)、加样阀门(16)和灼烧飞灰测量仪(22)均受程序控制器控制；/n回粉单元包括排灰电磁阀(14)、射流抽气器(19)、射流电磁阀(20)和回粉口(21)，排灰电磁阀(14)的一端连接在中间储灰室(15)的上半段，另一端连接压缩气源管路，排灰管一端连接在中间储灰室(15)的下半段，另一端通过射流抽气器(19)与回粉口(21)相连，回粉口(21)与烟道(1)连通，排灰管上设有排灰阀门(18)，射流电磁阀(20)的一端连接在射流抽气器(19)上，另一端连接压缩气源管路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，其特征在于，包括取样单元、微波测量单元、给料单元、灰样传输单元、回粉单元、灼烧飞灰测量仪(22)和程序控制器，其中：
取样单元采用无外加动力自抽式取样器、或其它动力抽取式取样器，取样单元的一端伸入烟道(1)内，另一端与微波测量单元连接；
微波测量单元包括微波测量管(6)、灰位传感器(7)、微波谐振腔(8)和微波扫频测量仪(9)，微波谐振腔(8)的上、下端面均开有一个中心圆孔，微波测量管(6)穿过微波谐振腔(8)的上、下中心圆孔设置，且其顶端与采样单元相连，底端与给料单元相连，灰位传感器(7)安装在微波谐振腔(8)的正上方，且其探测光线穿过微波测量管(6)的轴线中心，微波扫频测量仪(9)通过同轴电缆与设于微波谐振腔(8)下端面的耦合探头相连；
给料单元包括电机给料器(10)和灰样出料管(11)，电机给料器(10)包括电机(10-1)、曲轴(10-2)、连杆(10-3)、推杆(10-4)、进料口(10-5)和出料口(10-6)，曲轴(10-2)固定在电机(10-1)的旋转轴上，连杆(10-3)的一端与曲轴(10-2)相连，另一端与推杆(10-4)的固定端相连，推杆(10-4)的活动端在进料口(10-5)和出料口(10-6)之间来回运动，进料口(10-5)为竖直设置且与微波测量管(6)的底端相连，出料口(10-6)为水平设置且与进料口(10-5)连通，出料口(10-6)的另一端与灰样出料管(11)相连，灰样出料管(11)的另一端与灰样传输单元连接；
灰样传输单元包括出料储灰管(12)、中间储灰室(15)和加样管(17)，出料储灰管(12)的顶端与灰样出料管(11)相连，出料储灰管(12)的底端通过储灰阀门(13)与中间储灰室(15)的顶端相连，中间储灰室(15)的底端通过加样阀门(16)与加样管(17)的顶端相连，加样管(17)的底端接入灼烧飞灰测量仪(22)中，所述储灰阀门(13)、加样阀门(16)和灼烧飞灰测量仪(22)均受程序控制器控制；
回粉单元包括排灰电磁阀(14)、射流抽气器(19)、射流电磁阀(20)和回粉口(21)，排灰电磁阀(14)的一端连接在中间储灰室(15)的上半段，另一端连接压缩气源管路，排灰管一端连接在中间储灰室(15)的下半段，另一端通过射流抽气器(19)与回粉口(21)相连，回粉口(21)与烟道(1)连通，排灰管上设有排灰阀门(18)，射流电磁阀(20)的一端连接在射流抽气器(19)上，另一端连接压缩气源管路。


2.根据权利要求1所述的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，其特征在于，取样单元采用无外加动力自抽式取样器，包括拉法尔喷射器(2)、取样管(3)、引气管(4)和旋风分离器(5)，其中，拉法尔喷射器(2)卡装在烟道(1)内的一壁，拉法尔喷射器(2)的喷射口为斜切开口，且开口朝向背向烟气流向，拉法尔喷射器(2)的喷嘴中心通过引气管(4)与旋风分离器(5)的顶部相连；取样管(3)卡装在烟道(1)内的一壁且位于拉法尔喷射器(2)的下方，取样管(3)末端安装有取样嘴，取样嘴的朝向迎向烟气流向，取样管(3)位于烟道(1)外的一端与旋风分离器(5)侧面的进气口相连；旋风分离器(5)为竖直安装，且其底部出口与微波测量单元的微波测量管(6)顶端相连。


3.根据权利要求1所述的具有自动标定功能的飞灰含碳量快速测量装置，其特征在于，微波测量管(6)为空腔结构的非金属圆管，采用特氟龙、四氟乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅义忠，
申请(专利权)人：南京大得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32