鍋爐煤粉取樣細(xì)度在線測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于熱工測量領(lǐng)域，具體涉及一種電廠鍋爐煤粉細(xì)度在線測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，對電廠運行的清潔、安全、經(jīng)濟性提出了更高的要求。 但由于電廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行工況的復(fù)雜性，鍋爐的運行涉及面大。其中，煤粉顆粒的細(xì)度是 影響著鍋爐運行的關(guān)鍵參數(shù)之一，所以需要對煤粉的細(xì)度進行實時準(zhǔn)確測量，從而對鍋爐 設(shè)備進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和維護，提高鍋爐的安全性以及電廠運行的經(jīng)濟性。
[0003] 但是，目前市場上現(xiàn)有的設(shè)備只有在通過取樣后，將煤粉送到相關(guān)部門進行檢測， 因此，其流程周期長，運行成本也高，也不能做到實時反饋。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的某種或某些缺陷，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)在 電廠直吹式煤粉系統(tǒng)一次風(fēng)管中提取具有代表性的煤粉顆粒并且及時進行煤粉細(xì)度測量 的煤粉取樣細(xì)度在線測量裝置。
[0005] 本實用新型的一個方面提供了一種鍋爐煤粉取樣細(xì)度在線測量裝置，包括：
[0006] 機械傳動單元，包括位于鍋爐管道內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)器，用于提供機械動力并且對所提 供的機械動力進行傳遞；
[0007] 取樣單元，由機械傳動單元驅(qū)動，包括位于旋轉(zhuǎn)器上并且隨旋轉(zhuǎn)器一起旋轉(zhuǎn)的取 樣探頭，用于提取鍋爐煤粉的樣本；
[0008] 光電轉(zhuǎn)換單元，與取樣單元連接，用于將所提取的煤粉樣本的光信號轉(zhuǎn)換為電壓 信號；以及
[0009] 數(shù)據(jù)采集和處理單元，與光電轉(zhuǎn)換單元連接，用于對由光電轉(zhuǎn)換單元所轉(zhuǎn)換的電 壓信號進行采集和處理，并且計算出所提取的煤粉樣本的顆粒細(xì)度。
[0010] 根據(jù)本實用新型，煤粉取樣是能取到具有代表性的顆粒，對煤粉細(xì)度的分析準(zhǔn)確 可靠，實時在線測量。
[0011] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，機械傳動單元還包括位于鍋爐管道外部的電機， 由電機提供機械動力來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)器進行旋轉(zhuǎn)。
[0012] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，光電轉(zhuǎn)換單元包括光源、探測區(qū)和光電轉(zhuǎn)換器，光 源用于照射所提取的煤粉樣本，由光電轉(zhuǎn)換器將位于探測區(qū)內(nèi)的煤粉樣本的光信號轉(zhuǎn)換為 電壓信號，因此可以方便準(zhǔn)確地提取煤粉顆粒的信號。
[0013] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，取樣單元還包括位于鍋爐管道外部的分離器，分 離器用于分離出所提取的煤粉樣本中的煤粉顆粒，并將所分離出的煤粉顆粒提供到光電轉(zhuǎn) 換單元的探測區(qū)，該分離器將煤粉顆粒與所取樣的煤粉中的氣體分離開來，從而對煤粉顆 粒的細(xì)度進行測量。
[0014] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，取樣單元還包括由電機驅(qū)動的氣栗，用于使取樣 探頭能夠進行煤粉的取樣。該氣栗使取樣探頭中產(chǎn)生負(fù)壓，從而有利于對煤粉進行取樣。
[0015] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，取樣單元還包括位于鍋爐管道外部的分離器，分 離器用于分離出所提取的煤粉樣本中的煤粉顆粒，并將所分離出的煤粉顆粒提供到光電轉(zhuǎn) 換單元的探測區(qū)。
[0016] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，光源為激光器。
[0017] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，取樣探頭上布置有取樣孔，并且取樣孔與分離器 相通，以提取煤粉樣本?；旌嫌锌諝獾拿悍蹚娜犹筋^的取樣孔到達分離器，由分離器進行 氣固分離，從而取得煤粉顆粒，以進行煤粉果粒粒徑的在線測量。
[0018] 對于本實用型的鍋爐煤粉取樣細(xì)度在線測量裝置，由于利用了光散射原理為基 礎(chǔ)，將照射在顆粒上的激光產(chǎn)生散射脈動信號作為測量信號源實現(xiàn)煤粉細(xì)度的測量，使得 本發(fā)明提供的電廠鍋爐煤粉細(xì)度在線測量裝置與方法克服了樣品測量周期長等缺點，具有 結(jié)構(gòu)簡單、在線測量、靈敏度高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型的電廠鍋爐煤粉細(xì)度在線測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本實用新型的電廠鍋爐煤粉細(xì)度在線測量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 首先，概略描述本實用新型的電廠鍋爐煤粉細(xì)度在線測量的基本原理。
[0022] 本實用新型通過將取樣槍伸入煤粉管道，利用反吹射流原理，對取樣槍進行抽吸 流量控制。取樣槍上連接一個取樣探頭，通過電機控制，使取樣探頭能夠在垂直煤粉流動的 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而做到均勻取樣。使抽取到的煤粉進入帶有旋風(fēng)分離功能的豎直測量區(qū)內(nèi)， 首先將煤粉中的氣體分離出，然后通過光脈動方法對進入豎直測量區(qū)內(nèi)的顆粒進行細(xì)度測 量。
[0023]基于上述的實用新型原理，本實用新型是在抽取一次風(fēng)管中有代表性的煤粉后， 經(jīng)旋風(fēng)分離器分離得到的煤粉進入測量區(qū)，在測量區(qū)內(nèi)設(shè)置光學(xué)測量元件，當(dāng)激光照射到 測量區(qū)內(nèi)的煤粉時，由于測量區(qū)內(nèi)的顆粒數(shù)是隨時間變化的，便會產(chǎn)生造成透射光強出現(xiàn) 脈動信號，將接收到的透射光轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入計算機進行分析處理得 到煤粉細(xì)度參數(shù)，實現(xiàn)利用光脈動法對測量區(qū)內(nèi)煤粉細(xì)度的在線測量。
[0024] 因此，本實用新型可以如下進行實施：
[0025] 1、當(dāng)氣固兩相流在管道內(nèi)流動速度較高且充分分布時，管道中煤粉的顆粒分布在 管道截面上可以認(rèn)為是以中心對稱分布的，因而沿直管某直徑方向取得一定量的煤粉即可 獲得煤粉的細(xì)度特性；
[0026] 2、探頭連接取樣槍的一端，采樣時由電機控制以旋轉(zhuǎn)方式對一次風(fēng)管道某個界面 均勻采樣；
[0027] 3、取樣槍中間部分是電機以及由電機帶動的可調(diào)節(jié)氣栗，使探頭內(nèi)產(chǎn)生一個負(fù) 壓，將一次風(fēng)管內(nèi)的煤粉吸進；
[0028] 4、取樣槍的另一端裝有與之垂直的有旋風(fēng)分離器作用的豎管，豎管的上頭接有乏 氣排除軟管，將乏氣排回一次風(fēng)管；
[0029] 5、煤粉在豎管內(nèi)被分離開來，并進入測量區(qū)；
[0030] 6、激光器與光電探測元件安裝在測量區(qū)內(nèi)；
[0031] 7、根據(jù)以下方法計算出煤粉顆粒的細(xì)度：
[0032] 假定經(jīng)過顆粒后透射光衰減量符合Beer-Lambert定律：
[0034]其中，Γ稱為對數(shù)透射率，是透射光強It與入射光強1〇的對數(shù)比;L是測量光束在測 量區(qū)內(nèi)的光程;N是單位體積顆粒數(shù)濃度，當(dāng)光束面積為A時，該時刻激光照射顆粒數(shù)n = NAL; D是顆粒的平均粒徑;kext是消光系數(shù)，它是入射光波長λ、顆粒平均粒徑D和顆粒相對折 射率m的函數(shù)，可由米氏散射理論求得。
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