[发明专利]一种飞灰含碳量在线测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种飞灰含碳量在线测量装置及方法，属于检测技术领域。本发明中的所述飞灰等速取样系统包括取样枪、旋风分离器、引射器、流量控制器、排气管、防堵式靠背管、差压变送器和落料阀，所述取样枪的一端位于烟道内，所述取样枪的另一端与旋风分离器连接，所述旋风分离器的下端安装有落料阀，所述旋风分离器的上端与引射器连接，所述引射器与流量控制器连接，所述排气管的一端与流量控制器连接，所述排气管的另一端位于烟道内，所述差压变送器与流量控制器连接，所述防堵式靠背管的一端与差压变送器连接，所述防堵式靠背管的另一端位于烟道内。

技术领域

本发明涉及一种飞灰含碳量在线测量装置及方法，属于检测技术领域。

背景技术

煤炭是我国主要的一次能源，燃煤锅炉是煤炭利用的主要方式和设备，在发电、水泥、钢铁、化工等行业应用十分广泛。锅炉效率是衡量燃煤锅炉性能和经济性的主要技术指标。煤炭燃尽度又是影响锅炉效率的主要因素之一。煤炭燃尽度越高，煤的化学能量释放越充分，锅炉效率也就越高。煤炭燃尽度直接反映在飞灰及炉渣的含碳量的高低上。在煤粉炉（燃煤锅炉中占比最大的锅炉形式）中，飞灰的产生量远多于炉渣，因此飞灰含碳量就成了反映锅炉燃烧效率的关键指标。

飞灰含碳量的高低可通过烧失量试验进行测量，这是最直接和准确的测量方法。但是该方法需要采样后送实验室检测，流程复杂、耗时长且需人工操作，难以满足工业生产对测量频次、自动化等方面的迫切需求。

飞灰含碳量的高低可反映在飞灰颜色深浅、飞灰颗粒形貌等方面。一般地，飞灰含碳量越高，则飞灰颜色越深（灰度较大），飞灰颗粒组成中，焦炭颗粒以及形状不规则的颗粒的占比也越高，球形微珠的占比则越低。这就为通过图像检测和识别进行飞灰含碳量的（间接）测量提供了物理基础。本发明即是基于此原理提出的。

专利“一种燃煤锅炉与炉窑飞灰含碳量测量方法及在线检测装置”（专利号CN200310109638，处于无权状态）提出了一种利用飞灰灰度值进行飞灰含碳量测量的方法，但没有考虑飞灰颗粒的形貌等信息，而且需要事先对灰度值~飞灰含碳量的关系进行人工标定，对于未经标定的煤种，测量准确性很难保证，无法适应目前燃煤锅炉煤种、煤质多变的情况。

本发明利用了飞灰颗粒微观形貌等细节信息，从更多维度进行灰度的检测，方法的准确性和鲁棒性提高，而且本技术可进行在线自学习和自标定，并通过信息化手段将当前燃用煤种作为输入参数之一，从而能够适用燃用各种煤种下的飞灰含碳量的检测。

目前燃煤锅炉飞灰含碳量的测量主要有两种手段，一是取样后送实验室进行烧失量试验，在高温环境下使飞灰继续氧化，测得其损失的质量并计算其与烧失前质量的比值，即可得飞灰含碳量，二是微波法在线测量，通过取样装置从锅炉尾部烟道采集飞灰样本，基于微波吸收率受飞灰含碳量影响的定量规律算得飞灰含碳量。前者的缺点是流程多、耗时长且严重依赖人工操作，后者的缺点是受煤种影响较大，且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的飞灰含碳量在线测量装置及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该飞灰含碳量在线测量装置，包括烟道、飞灰等速取样系统、图像拍摄分析系统和飞灰清理收集系统，所述烟道与飞灰等速取样系统连接，所述飞灰清理收集系统位于飞灰等速取样系统的下方，所述飞灰等速取样系统与图像拍摄分析系统配合，其结构特点在于：所述飞灰等速取样系统包括取样枪、旋风分离器、引射器、流量控制器、排气管、防堵式靠背管、差压变送器和落料阀，所述取样枪的一端位于烟道内，所述取样枪的另一端与旋风分离器连接，所述旋风分离器的下端安装有落料阀，所述旋风分离器的上端与引射器连接，所述引射器与流量控制器连接，所述排气管的一端与流量控制器连接，所述排气管的另一端位于烟道内，所述差压变送器与流量控制器连接，所述防堵式靠背管的一端与差压变送器连接，所述防堵式靠背管的另一端位于烟道内。