[发明专利]一种煤粉燃料颗粒特性测试装置

说明书

本发明公开了一种煤粉燃料颗粒特性测试装置，其特征在于：包括声波发生系统、煤粉颗粒输送系统、水浴温控系统、颗粒条纹成像采集系统和数据后处理系统；通过提取颗粒条纹图片的光强信息，获得无量纲化的与颗粒条纹上位置变量对应的不同位置颗粒数量相对大小的无量纲数据信息；实验出颗粒条纹图片上相邻两个条纹之间的间距，经颗粒条纹间距公式计算，得出颗粒直径；多次改变频率和声压强度，获得多种频率工况下的煤粉不同粒径颗粒数量占比，经求和平均值运算后，得出更为准确的煤粉燃料颗粒特性。本发明提出了一种无接触间接测试煤粉燃烧颗粒粒比度的新方法(包括粒径分布和对应数量占比)，便于在线同步测试输送煤粉的粒径分布。

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃料颗粒特性测试装置，属于不同粒径微颗粒浓度测试领域。

背景技术

煤粉燃料颗粒特性，也称为煤粉燃料颗粒的粒比度，具体是指任意样本煤粉中不同粒径尺寸颗粒的数量占比。工程中通常使用的多层多目筛子的称重法，测试粒径范围区间尺寸较大，如果使用更为窄的划分粒径范围区间，筛子层数会显著增加，大大提高测试技术的工作量和施工难度，在火力电厂锅炉气力输煤管道中，准确在线测试出煤粉燃料颗粒特性对于指导电厂锅炉高效运行意义重大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤粉燃料颗粒特性测试装置，本发明通过变量操控煤粉颗粒条纹间距，计算燃煤颗粒粒径尺寸分布，借助条纹图片光强与数量浓度的一一对应关系，获得煤粉燃料颗粒粒比度，测量精度非常高。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤粉燃料颗粒特性测试装置，其特征在于：包括声波发生系统、煤粉颗粒输送系统、水浴温控系统、颗粒条纹成像采集系统和数据后处理系统；

所述声波发生系统包括信号发生器、功率放大器、声波导管、安装在声波导管两端的两个相同的Helmholtz声源；

所述Helmholtz声源包括由扬声器、空腔、通孔和平板组成的仅由通孔与外界相连接的半封闭结构，扬声器和平板分别位于空腔两端；所述空腔的内径大于通孔的内径；所述通孔设置在平板的中心上；

所述声波导管为透明的圆管，声波导管的内径大于通孔的内径；将两个相同的Helmholtz声源通过平板密封地安装在声波导管的两端，用于保证通孔与声波导管相连通；

用导线依次将信号发生器、功率放大器和扬声器连接成电学回路，用于保证通过调节信号发生器的输出频率和功率放大器的输出电压振幅，调节扬声器的输入频率和输入电压振幅，调节扬声器辐射的声波经空腔和通孔作用后，从声波导管的两端向内辐射两束相向传播的大振幅声波，两束声波在声波导管内干涉形成拥有多个声压波腹和声压波节的一维的驻波声场，煤粉在驻波声场的声压波节位置形成颗粒条纹；

煤粉颗粒输送系统连接声波发生系统，用于将煤粉输送到声波导管中；

水浴温控系统连接声波发生系统，用于加热声波导管中的煤粉；

颗粒条纹成像采集系统用于拍摄声波导管中颗粒条纹的颗粒条纹图片；

数据后处理系统连接颗粒条纹成像采集系统，用于对颗粒条纹图片进行分析处理。

优选地：所述煤粉颗粒输送系统包括煤粉输送管道、煤粉风机、煤粉风阀、声波导管和煤粉输送主管道，用煤粉输送管道将煤粉风机、煤粉风阀、声波导管和煤粉输送主管道连接成密封的煤粉输送回路；

利用煤粉风机将煤粉从煤粉主管道通过煤粉输送管道输送到声波导管中，经声波导管内驻波声场的作用后，再由煤粉输送管道，将煤粉输送回煤粉输送主管道；

所述煤粉输送管道外部作保温处理，用于保证煤粉在煤粉输送管道内输送过程中不降温；