[实用新型]一种无需燃烧的煤炭发热量快速测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤质分析技术领域，具体涉及一种无需燃烧的煤炭发热量快速测量装置。

背景技术

煤炭发热量作为煤炭质量分析的重要指标,煤炭发热量测定结果的准确性具有非常重要的理论和实际意义。CN105277531A公布了一种基于分档的煤质特性测量方法，该方法可在线求得工业生产过程中输送带上的煤炭中各元素的浓度及煤炭的发热量、灰分、挥发分，属于对输送带上不同煤的煤质特性的实时变化进行监控的领域。而CN1912588A公布了一种基于激光感生光谱和神经网络技术的煤质在线分析设备，该设备具体来说是一种用于工业生产过程中煤质的元素分析和工业分析指标的在线测量的仪器和系统，克服了在煤种变化情况下由元素分析向工业分析结果转换过程中的不确定性。以上两项发明都解决了煤质特性在线测量分析的难题，但由于在线测量是在生产过程中实施的，所以不能实现生产前取样测量不同地区的不同原煤的发热量的离线分析工作，而对于焦化厂、电厂等用煤大户，在采购前需要了解不同煤种的发热量时，显然，上述两种发明不能满足其需求。

而传统的煤炭发热量的离线测量主要采用氧弹量热法进行测量，把煤样放在充有过量氧气的氧弹内燃烧，测量前有时需将煤粉进行压饼，测量完后还需对氧弹内各部位进行全面清洗。该方法程序繁琐复杂且耗时较长，测量过程消耗易耗品，且需要专业的操作人员才能进行测量的试验。在需要对大量样品进行发热量的快速测量时，该方法既浪费易耗品，又无法满足快速得到测量结果的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于同时解决煤炭发热量传统离线测量时间长、易耗品消耗多或激光可快速测量却没有离线测量装置进行生产前的分析工作等不足，提供一种无需燃烧的煤炭发热量快速测量装置，可同时实现激光测量且离线分析的有益效果，且装置无需设置在生产线的安装设施，节约成本，使用方便；且激光器不是像裸露在生产线上直接作用于输送带上的煤粉，而是安装在箱体内部，操作安全性较高。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种无需燃烧的煤炭发热量快速测量装置。

该装置呈长方箱体结构，包括给粉模块、工业平板电脑、控制执行模块、光谱仪、激光器、收光模块，各部件都组装在箱体里面，各部分连接关系简单，一体化程度较高，整体呈箱体状，可放置在任意平面空地上工作，无需另外的安装设备，且激光器安装在箱体内部，不对分析人员产生直接危险，操作安全性较高。

所述工业平板电脑和所述控制执行模块进行连接，所述工业开关电源通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换为工业平板电脑工作所需要的较低的直流电压(DC)，所述控制执行模块可执行所述工业平板电脑的指令使所述给粉模块内部煤粉样品自由下落形成均匀的沉降流流出，所述工业开关电源可包括蓄电池，停电时仍可使装置正常工作，煤粉采用利用重力作自由落体的输送方式，无需付出额外的能耗，在停电时不需另外供电给输送机构便可正常工作。所述控制执行模块驱动所述激光器发射脉冲激光激发煤粉沉降流，所述收光模块收集所述煤粉样品被激发后所发出的光谱信号，所述光谱仪将所述光谱信号转换为数据信号传输到所述工业平板电脑中，激光工作部分的组成模块相互之间结构紧凑。所述工业平板电脑利用其内置的煤样数据模型进行分析计算得到所述煤粉样品的发热量。

优选地，所述煤样数据模型为多元回归模型，输入参数是碳、氢、氧、硅、铝、铁、钙等煤质元素在200-1000nm范围内的所有特征谱线的强度和，可快速计算输出煤炭发热量的数值。

优选地，所述激光器包括激光器电源、水箱和激光头，所述水箱用于为激光头供给循环冷却水进行工作降温。

优选地，所述工业平板电脑设置有触控屏，用户可通过所述触控屏设置激光器和光谱仪的工作参数，所述触控屏还用于显示煤粉热值测量结果和测量装置的工作状态。

优选地，所述快速测量装置还包括CCD相机，所述CCD相机用于拍摄煤粉被激光激发后的等离子照片，并通过光纤传输到工业平板电脑中，所述照片可显示于所述触控屏上，用户可实时观察煤粉样品的变化状况。

优选地，所述工业平板电脑用于控制并设置激光头与光谱仪的工作参数，至少包括激光强度与脉冲频率、光谱采集的延时与门宽。工作时，激光强度的范围为10-100mJ，脉冲频率为2-5Hz，光谱采集的延时为0.5-10μs，门宽为0.01-2ms。

优选地，所述给粉模块呈上下相连双漏斗型的结构，上漏斗大于下漏斗，控制煤粉样品的自由下降的流速，从而形成均匀的沉降流。