本發(fā)明涉及煤粉取樣、煤粉細(xì)度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動煤粉取樣分析儀。

背景技術(shù)：

鍋爐普遍采用煤粉懸浮方式燃燒，煤粉細(xì)度是鍋爐燃燒調(diào)整的重要參數(shù)，其直接影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。煤粉越細(xì)，燃盡度越高，機(jī)械及化學(xué)未完全燃燒損失越小，飛灰殘?zhí)剂吭降?，同時有助于減少鍋爐結(jié)渣(俗稱結(jié)焦)。然而，煤粉越細(xì)，制粉系統(tǒng)耗電量越高，運行成本顯著增加。因此，在鍋爐運行時，需要根據(jù)鍋爐燃燒煤質(zhì)的變化準(zhǔn)確及時地測量并控制煤粉細(xì)度，以將煤粉細(xì)度維持在一定范圍內(nèi)，使鍋爐在最佳狀態(tài)下運行，同時控制煤粉的成本。

煤粉細(xì)度的測定普遍采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)dl/t567.5-95火力發(fā)電廠燃料試驗方法-《煤粉細(xì)度的測定》，即稱取一定質(zhì)量的煤粉置于規(guī)定的試驗篩中，篩分完全后，根據(jù)試驗篩上殘余煤粉質(zhì)量計算出煤粉細(xì)度。煤粉試樣由取樣裝置從一次風(fēng)管中抽取，但之后的分析全部由人工完成，如篩分、稱重等。篩分主要有人工篩分和振動篩分，人工篩分勞動強(qiáng)度較大，篩分時間較長，對操作人員的健康和環(huán)境都有不利影響，而且難以保證篩分時間和篩分力度的一致性。振動篩分雖然降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，也基本能保證篩分時間和篩分力度，但操作人員仍需要手動將煤粉試樣放置在篩分機(jī)上，待振動篩分結(jié)束后，再去稱重，即每一步驟都需要操作人員協(xié)助完成，不僅分析時間難以保證，而且對操作人員的健康和環(huán)境仍存在不利影響。另外，由于煤粉顆粒較小，重量較輕，在人工篩分和振動篩分過程中容易飄散，造成收集稱重困難，影響稱重結(jié)果，最終降低了煤粉細(xì)度的測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種全自動煤粉取樣分析儀，用以解決現(xiàn)有煤粉細(xì)度分析中存在的測量精度差、分析時間難以保證，對操作人員健康和周圍環(huán)境存在不利影響的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的全自動煤粉取樣分析儀包括支架、取樣器、分析系統(tǒng)、稱重裝置和控制單元，所述取樣器和分析系統(tǒng)自上而下依次固定于所述支架，所述取樣器的輸出口與所述分析系統(tǒng)的輸入口連通，所述取樣器用于抽取煤粉試樣并將所述煤粉試樣輸入所述分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)將所述煤粉試樣按照不同粒徑分類，所述稱重裝置對不同粒徑的所述煤粉試樣進(jìn)行稱重，所述控制單元用于控制所述取樣器、分析系統(tǒng)和稱重裝置的運行。

其中，所述取樣器包括旋轉(zhuǎn)取樣槍、旋風(fēng)分離器、中間儲料罐和儲料罐閥門，所述旋風(fēng)分離器的輸出口與所述中間儲料罐的輸入口連通，所述中間儲料罐的輸出口與所述分析系統(tǒng)的輸入口連通，所述儲料罐閥門設(shè)置在所述中間儲料罐的輸出口與所述分析系統(tǒng)的輸入口之間，所述旋風(fēng)分離器用于抽取所述煤粉試樣，所述中間儲料罐用于儲存所述旋風(fēng)分離器抽取的所述煤粉試樣，所述儲料罐閥門用于切斷或連通所述中間儲料罐和所述分析系統(tǒng)。

其中，所述分析系統(tǒng)包括殼體、第一篩網(wǎng)、第二篩網(wǎng)、驅(qū)動電機(jī)、水平轉(zhuǎn)動軸，垂直振動軸、垂直振動電磁鐵、水平振動軸和水平振動電磁鐵，其中，所述水平轉(zhuǎn)動軸、第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)以所述水平轉(zhuǎn)動軸為軸內(nèi)外嵌套固定于所述水平轉(zhuǎn)動軸，所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸與所述水平轉(zhuǎn)動軸連接，在所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動下，所述水平轉(zhuǎn)動軸帶動所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)以所述水平轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，所述垂直振動軸和所述水平振動軸固定于所述殼體外且相互垂直，所述垂直振動電磁鐵固定于所述支架且位于所述殼體的上方，所述垂直振動電磁鐵與所述垂直振動軸吸合或分離，從而為所述殼體、第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)提供垂直方向的振動力；所述水平振動電磁鐵固定于所述支架且位于所述殼體的側(cè)面，所述水平振動電磁鐵與所述水平振動軸吸合或分離，從而為所述殼體、第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)提供水平方向的振動力。

其中，所述第一篩網(wǎng)的目數(shù)為60～80目，所述第二篩網(wǎng)的目數(shù)為150～200目。

其中，所述稱重裝置包括第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置，所述第一稱重裝置設(shè)置于所述第一篩網(wǎng)的底部，用于對截留在所述第一篩網(wǎng)上的所述煤粉試樣進(jìn)行稱重；所述第二稱重裝置設(shè)置于所述第二篩網(wǎng)的底部，用于對截留在所述第二篩網(wǎng)上的所述煤粉試樣進(jìn)行稱重；所述第三稱重裝置設(shè)置在所述分析系統(tǒng)的底部，用于對穿過所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)的粒徑最小的所述煤粉試樣進(jìn)行稱重。

其中，所述第三稱重裝置包括稱料罐和稱重傳感器，所述稱料罐設(shè)置在所述分析系統(tǒng)的底部，所述稱料罐的輸入口與所述分析系統(tǒng)的輸出口連通，所述分析系統(tǒng)獲得的粒徑最小的所述煤粉試樣依次經(jīng)所述分析系統(tǒng)的輸出口和所述稱料罐的輸入口進(jìn)入所述稱料罐，所述稱重傳感器設(shè)置在所述稱料罐的底部，用于對粒徑最小的所述煤粉試樣進(jìn)行稱重。

優(yōu)選地，所述全自動煤粉取樣分析儀還包括空氣送料器，所述空氣送料器的送料管與所述稱料罐的排出口連通，通過所述空氣送料器內(nèi)的氣流將所述煤粉試樣送入指定位置。

優(yōu)選地，所述全自動煤粉取樣分析儀還包括風(fēng)刀清洗系統(tǒng)，所述風(fēng)刀系統(tǒng)包括空壓機(jī)、噴氣嘴以及連接所述空壓機(jī)和所述噴氣嘴的連接管，所述噴氣嘴設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述空壓機(jī)提供的壓縮空氣通過噴氣嘴吹掃所述殼體內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述分析系統(tǒng)還包括真空泵，所述真空泵的抽氣口與所述殼體連通，所述真空泵用于將所述殼體內(nèi)抽成真空。

優(yōu)選地，所述全自動煤粉取樣分析儀還包括上位機(jī)，所述上位機(jī)通過485接口與所述全自動煤粉取樣分析儀的數(shù)據(jù)傳輸接口連接，以獲得所述全自動煤粉取樣分析儀的試驗數(shù)據(jù)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的全自動煤粉取樣分析儀，取樣器和分析系統(tǒng)直接連接，無需操作人員手動操作即可將煤粉試樣加入分析系統(tǒng)，而且分析過程由分析系統(tǒng)自動完成，顯著提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確率，大大降低了勞動強(qiáng)度，對操作人員的健康和環(huán)境無不利影響，而且分析時間固定，有利于提高分析工作效率。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，由于篩分過程是在密閉的殼體內(nèi)進(jìn)行，煤粉試樣不會損失，稱重結(jié)果準(zhǔn)確，從而提高了煤粉細(xì)度的測量精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的全自動煤粉取樣分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的全自動煤粉取樣分析儀的工作流程圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1所示，全自動煤粉取樣分析儀包括支架11、取樣器、分析系統(tǒng)13、控制單元和稱重裝置，取樣器和分析系統(tǒng)13自上而下依次固定于支架11上。其中，取樣器固定于支架11的頂部，用于從煤粉管道中抽取煤粉試樣，取樣器的輸出口與分析系統(tǒng)13的輸入口連通，取樣器12采集的煤粉試樣通過分析系統(tǒng)13的輸入口進(jìn)入分析系統(tǒng)13。分析系統(tǒng)13將煤粉試樣按照不同粒徑分類，稱重裝置用于對不同粒徑的煤粉試樣進(jìn)行稱重，控制單元用于控制取樣器、分析系統(tǒng)13和稱重裝置的運行。

本實施例取樣器包括旋風(fēng)取樣器10、旋風(fēng)分離器12、中間儲料罐15和儲料罐閥門17，旋風(fēng)取樣器10、旋風(fēng)分離器12、中間儲料罐15依次連通，即旋風(fēng)取樣器10的輸出口與旋風(fēng)分離器12的輸入口連通，旋風(fēng)分離器12的輸出口與中間儲料罐15的輸入口連通，中間儲料罐15的輸出口與分析系統(tǒng)13的輸入口通過煤粉輸送管16連通，儲料罐閥門17設(shè)置在中間儲料罐15的輸出口與分析系統(tǒng)13的輸入口之間。旋風(fēng)取樣器10用于從煤粉管道中抽取煤粉試樣，旋風(fēng)取樣器10抽取的煤粉試樣是氣體和煤粉的混合物，旋風(fēng)分離器12用于將煤粉試樣從氣體和煤粉的混合物中分離，中間儲料罐用于儲存旋風(fēng)分離器12分離的煤粉試樣，儲料罐閥門17用于切斷或連通中間儲料罐15和分析系統(tǒng)17。

分析系統(tǒng)13將煤粉試樣按照不同粒徑分類。具體地，分析系統(tǒng)13包括殼體25、第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19、驅(qū)動電機(jī)20、水平轉(zhuǎn)動軸(圖中未示出)、垂直振動軸21、垂直振動電磁鐵22、水平振動軸23和水平振動電磁鐵24，其中，水平轉(zhuǎn)動軸、第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19固定于殼體25內(nèi)，第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19以水平轉(zhuǎn)動軸為軸內(nèi)外嵌套固定于水平轉(zhuǎn)動軸，驅(qū)動電機(jī)20的驅(qū)動軸與水平轉(zhuǎn)動軸連接，在驅(qū)動電機(jī)20的驅(qū)動下，水平轉(zhuǎn)動軸帶動第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19以水平轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，垂直振動軸21和水平振動軸23固定于殼體25外且相互垂直，垂直振動電磁鐵22固定于支架11且位于殼體25的上方，垂直振動電磁鐵22與垂直振動軸21吸合或分離，從而為殼體25、第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19提供垂直方向的振動力；水平振動電磁鐵24固定于支架11且位于殼體25的側(cè)面，水平振動電磁鐵24與水平振動軸23吸合或分離，從而為殼體25、第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19提供水平方向的振動力。不難理解，整個篩分過程是在殼體25內(nèi)進(jìn)行，因此不會對操作者的健康和環(huán)境造成不利影響。

在本實施例中，第一篩網(wǎng)的目數(shù)為60～80目，其截留粒徑大于r90的煤粉試樣。第二篩網(wǎng)的目數(shù)為150～200目，其截留粒徑大于r200的煤粉試樣。如第一篩網(wǎng)采用80目的篩網(wǎng)，第二篩網(wǎng)采用170目的篩網(wǎng)。

稱重裝置包括第一稱重裝置(圖中未示出)、第二稱重裝置(圖中未示出)和第三稱重裝置14，第一稱重裝置設(shè)置在第一篩網(wǎng)18的底部，用于稱量截留在第一篩網(wǎng)18上粒徑大于r90的煤粉試樣的重量。第二稱重裝置設(shè)置在第二篩網(wǎng)19的底部，用于稱量截留在第二篩網(wǎng)19上粒徑大于r200的煤粉試樣的重量。不難理解，第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19將不同粒徑的煤粉試樣截留，只有粒徑最小(細(xì))的煤粉試樣能夠穿過第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19達(dá)到分析系統(tǒng)13的底部。

第三稱重裝置14包括稱料罐26和稱重傳感器27，稱料罐26設(shè)置在分析系統(tǒng)13的底部，稱料罐26的輸入口與分析系統(tǒng)13的輸出口連通，穿過第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19達(dá)到分析系統(tǒng)13的底部的粒徑最小的煤粉試樣依次經(jīng)分析系統(tǒng)13的輸出口和稱料罐26的輸入口進(jìn)入稱料罐26。稱重傳感器27設(shè)置在稱料罐26的底部，稱重傳感器27對儲存在稱料罐26的粒徑最小的煤粉試樣進(jìn)行稱重。具體地，當(dāng)稱料罐26中沒有儲存煤粉顆粒時，稱重傳感器27獲得稱料罐26的重量；當(dāng)稱料罐26中儲存有煤粉顆粒時，稱重傳感器27獲得稱料罐26和煤粉顆粒的總重量，總重量減去稱料罐26的凈重量即可獲得粒徑最小的煤粉試樣的重量。

不難理解，第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置14對粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90-r200的煤粉試樣以及粒徑小于r200的煤粉試樣分別進(jìn)行稱重，獲得了這三種粒徑的煤粉試樣的重量，第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置14的精度均能達(dá)到0.01g，完全滿足國標(biāo)中對煤粉細(xì)度測定的標(biāo)準(zhǔn)。

另外，全自動煤粉取樣分析儀還包括空氣送料器28，空氣送料器28設(shè)置在稱料罐26的底部，空氣送料器28的送料管與稱料罐26的排出口連通，空氣送料器28內(nèi)的氣流將粒徑小于r200的煤粉試樣送入指定位置，如輸送至煤粉管道。另外，被第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19截留的粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90-r200的煤粉試樣從分析系統(tǒng)的輸入口排出，即旋轉(zhuǎn)殼體25使分析系統(tǒng)的輸入口朝下，從而將粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90-r200的煤粉試樣排出。

為了將粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90-r200的煤粉試樣順利排出，同時使全自動煤粉取樣分析儀清潔，尤其使殼體25內(nèi)保持清潔。全自動煤粉取樣分析儀還包括風(fēng)刀清洗系統(tǒng)(圖中未示出)，風(fēng)刀清洗系統(tǒng)包括空壓機(jī)、噴氣嘴以及連接空壓機(jī)和噴氣嘴的連接管，噴氣嘴設(shè)置在殼體25內(nèi)，空壓機(jī)提供的壓縮空氣通過噴氣嘴吹掃殼體25內(nèi)部，從而將粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90-r200的煤粉試樣從分析系統(tǒng)的輸入口排出。風(fēng)刀清洗系統(tǒng)既有助于煤粉試樣的排出，又清潔了殼體25內(nèi)部，為下次分析試驗做準(zhǔn)備，以提高全自動煤粉取樣分析儀的分析精度。

優(yōu)選地，全自動煤粉取樣分析儀還包括真空泵(圖中未示出)，真空泵的抽氣口與殼體25連通，真空泵用于將殼體25的內(nèi)部抽成真空，真空泵配合風(fēng)刀清洗系統(tǒng)清洗第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19和殼體25。具體地，當(dāng)全自動煤粉取樣分析儀完成分析后，風(fēng)刀清洗系統(tǒng)吹掃第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19和殼體25，之后停止吹掃，真空泵將殼體25內(nèi)抽成真空，風(fēng)刀清洗系統(tǒng)再次對第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19和殼體25進(jìn)行吹掃，如此循環(huán)多次后，第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19和殼體25被清洗干凈。

本實施例全自動煤粉取樣分析儀還包括上位機(jī)，上位機(jī)通過485接口與全自動煤粉取樣分析儀的數(shù)據(jù)傳輸接口連接，具體地，上位機(jī)通過485接口與第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置的數(shù)據(jù)輸出接口連接，以獲得全自動煤粉取樣分析儀的試驗數(shù)據(jù)。上位機(jī)通過計算能夠獲得本次煤粉試樣的總重量，同時能夠獲得不同粒徑的煤粉試樣的百分比。

需要說明的是，上位機(jī)可以連接多個全自動煤粉取樣分析儀，可同時對多個煤粉試樣進(jìn)行分析試驗，只需按動啟動鍵即可完成全部試驗過程，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，對健康和環(huán)境無不利影響，同時試驗時間固定，有利于整體把控試驗時間，從而提高工作效率。

還需要說明的是，在實際使用時，可以將全自動煤粉取樣分析儀固定在一個位置使用，即設(shè)計成固定式全自動煤粉取樣分析儀，也可以根據(jù)需要在支架11的下方設(shè)置滾輪，設(shè)計成移動式全自動煤粉取樣分析儀。

結(jié)合參考圖1和圖2所示，全自動煤粉取樣分析儀的工作流程包括以下步驟：

步驟s1，旋風(fēng)取樣槍自煤粉管道采集煤粉試樣，煤粉試樣分離后儲存在中間儲料罐。

本實施例取樣器通過旋風(fēng)取樣方式對煤粉試樣進(jìn)行采集，這種采集方式可以連續(xù)不間斷采集煤粉試樣，而且獲得煤粉試樣更能體現(xiàn)煤粉管道內(nèi)煤粉的特性，但旋風(fēng)取樣搶獲得煤粉試樣是氣體與煤粉的混合物，旋風(fēng)分離器將氣體分離，獲得煤粉試樣，煤粉試樣儲存在中間儲料罐內(nèi)。

步驟s2，將煤粉試樣從中間儲料罐送至分析系統(tǒng)。

打開儲料罐閥門17，中間儲料罐15內(nèi)的煤粉試樣依靠重力進(jìn)入分析系統(tǒng)13的殼體25內(nèi)，剛進(jìn)入殼體25內(nèi)的煤粉試樣在第一篩網(wǎng)18的內(nèi)。

步驟s3，啟動驅(qū)動電機(jī)，篩分煤粉試樣。

啟動驅(qū)動電機(jī)20使第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19旋轉(zhuǎn)，同時使第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19在水平方向或垂直方向交替間歇振動，粒徑大于r90的煤粉試樣被截留在第一篩網(wǎng)18的內(nèi)，粒徑在r90和r200之間的煤粉試樣被截留在第二篩網(wǎng)19的內(nèi)，只有粒徑小于r200的煤粉試樣能夠穿過第一篩網(wǎng)18和第二篩網(wǎng)19被篩分到殼體25的底部，并進(jìn)入稱料罐26。

步驟s4，對不同粒徑的煤粉試樣分別進(jìn)行稱重。

第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置14對粒徑大于r90的煤粉試樣、粒徑在r90和r200之間的煤粉試樣以及粒徑小于r200的煤粉試樣分別進(jìn)行稱重，獲得不同粒徑的煤粉試樣的重量，精度能夠達(dá)到0.1g。

步驟s5，計算獲得不同粒徑的煤粉試樣的百分比。

第一稱重裝置、第二稱重裝置和第三稱重裝置14將測量的數(shù)據(jù)通過485接口發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)通過計算獲得煤粉試樣的總重量以及不同煤粉試樣所占的百分比。

步驟s6，將煤粉試樣送回煤粉管道。

在煤粉試樣測試完畢后，所有的煤粉試樣經(jīng)空氣送料器送回指定位置，如煤粉管道。

步驟s7，清洗分析系統(tǒng)。

啟動風(fēng)刀清洗系統(tǒng)以及真空泵，清洗分析系統(tǒng)，使殼體25內(nèi)部、第一篩網(wǎng)18、第二篩網(wǎng)19保持清潔，為下次試驗作準(zhǔn)備。

本實施例提供的全自動煤粉取樣分析儀，取樣器和分析系統(tǒng)直接連接，無需操作人員手動操作即可將煤粉試樣加入分析系統(tǒng)，而且分析過程由分析系統(tǒng)自動完成，提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確率，大大降低了勞動強(qiáng)度，對操作人員的健康和環(huán)境無不利影響，同時試驗時間固定，有利于整體把控試驗時間，從而提高工作效率。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。