一种煤粉热值在线监测的装置及其监测方法与流程

1.本发明属于电站技术领域，具体为一种煤粉热值在线监测的装置及其监测方法。


背景技术：

2.在电站系统中，锅炉煤粉热值的实时监测一直是个难题。目前，电厂常通过对煤粉取样，近而在实验室分析，完成对煤粉热值的分析化验。而这个分析热值的过程，先要完成对煤粉取样，再在实验室进行分析，通常需要2个小时左右，滞后性极差，不利于监控煤粉热值，近而指导蒸汽锅炉的调节。对于煤质不太稳定的机组而言，如混烧机组，尤其是国外煤船监管不严的机组等，煤质变化较大，热值并不稳定，有一定的滞后性，将不利于指导实际操作与调节，不利于锅炉的经济性。
3.目前，有通过光谱、微波等分析法进行在线监测的发明专利，但造价高昂，且实用性有限，国内外电厂并未投入使用，始终制约着煤粉热值分析的实时性。
4.实验室对煤粉进行分析，除了煤粉热值以外，还有成分分析，但就直接有效指导操作运行而言，能够瞬间得到煤粉热值的信息，便可以达到取样装置的目的，然而不管是市场上还是国内外电厂，普遍受着煤粉热值分析实时性的制约。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：本发明提供了一种煤粉热值在线监测的装置及其监测方法，解决了煤粉热值无法实时在线监测得这一技术难题。
6.本发明目的通过下述技术方案来实现：
7.一种煤粉热值在线监测的装置，包括与煤粉管道连通的监测管道，监测管道上由内向外依次设有启闭阀、点火器和燃烧腔，监测管道上设有位于燃烧腔处的温度测点，监测管道的外端为与燃烧腔连通的敞口。启闭阀用于控制监测管道与煤粉管道的通断，点火器用于对煤粉进行点燃，燃烧腔以供煤粉燃烧，温度测点对煤粉燃烧形成的温度场进行检测。
8.进一步的，所述的监测管道为l形，监测管道的一端水平布置并与竖直的煤粉管道连通，监测管道的另一端竖直布置并朝上。从而将竖直的煤粉管道内的正压煤粉通过水平段通入竖直段，在竖直段朝上进行燃烧。
9.进一步的，所述的监测管道为l形，启闭阀位于监测管道的一端，点火器位于监测管道的拐角处，燃烧腔位于监测管道的另一端。各部件布局合理，减少整体结构体积，能够保证燃烧监测的正常、稳定进行。
10.进一步的，所述的启闭阀为快开气动阀，实现管道的快速通断。
11.进一步的，所述的监测管道与气源管连通，气源管上设有关断阀，气源管分别与清扫气、助燃气连通，通过清扫气对管道进行吹扫，通过助燃气对煤粉进行助燃。
12.进一步的，所述的气源管朝向燃烧腔，使得吹扫和助燃能够朝向燃烧室，作用效果直接。
13.进一步的，所述的清扫气为压缩空气，助燃气为天然气。
14.进一步的，所述的温度测点设有至少一层，每层温度测点沿周向布置在燃烧腔的外侧，实现对温度场整个外壁的均匀温度检测。
15.进一步的，所述的监测管道上设有位于燃烧腔处的冷却组件，冷却组件的类型不限，实现对燃烧腔的快速冷却即可。
16.进一步的，所述的冷却组件为冷却水箱，冷却水箱的上端设有入水管，冷却水箱的下端设有放水阀。
17.一种上述煤粉热值在线监测的装置的监测方法，包括如下步骤：打开启闭阀，煤粉管道内的正压煤粉充入监测管道，将正压煤粉用点火器引燃，正压煤粉在燃烧腔中燃烧，将在燃烧腔处形成温度场，温度场的温度值由温度测点获取，温度值获取完成后，关掉启闭阀，利用温度测点所取得的温度场数值，分析煤粉热值。
18.进一步的，在燃烧完成后，向监测管道内充入清扫气，对残留的煤粉进行清扫。
19.进一步的，在燃烧时，向监测管道内充入助燃气，辅助正压煤粉进行燃烧。
20.本发明的有益效果：解决了目前行业内无法对煤粉进行实时监测的技术难题，对煤粉炉，尤其是对于煤质并不稳定的大型机组而言，有着技术指导意义，有较大应用价值。
21.前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图。
23.图中：1为煤粉管道；2为启闭阀；3为气源管；4为关断阀；5为温度测点；6为放水阀；7为冷却水箱；8为燃烧腔；9为入水管；10为点火器。
具体实施方式
24.下列非限制性实施例用于说明本发明。
25.实施例1：
26.参考图1所示，一种煤粉热值在线监测的装置，包括煤粉管道1、监测管道、启闭阀2、气源管3、关断阀4、温度测点5、冷却组件、燃烧腔8和点火器10。
27.煤粉管道1竖直布置，磨煤机将煤磨成粉末状之后，通过煤粉管道，该煤粉管道之内具有1kpa以上的正压煤粉。监测管道为l形，监测管道的一端水平布置并与竖直的煤粉管道1连通，监测管道的另一端竖直布置并朝上。
28.监测管道上由内向外依次设有启闭阀2、点火器10和燃烧腔8，监测管道的外端为与燃烧腔8连通的敞口。
29.启闭阀2为快开气动阀，位于监测管道的水平段，用于控制监测管道与煤粉管道的连通。点火器10位于监测管道的拐角处外侧，用于点燃煤粉使其进行燃烧。燃烧腔8位于监测管道的竖直段，用于提供煤粉燃烧的空间。监测管道外端的敞口为燃烧室提供氧气。
30.监测管道上设有位于燃烧腔8处的温度测点5。温度测点5设有至少一层，每层温度测点5沿周向布置在燃烧腔8的外侧。温度测点可采用温度传感器，用于监测煤粉燃烧形成
温度场的温度值。
31.监测管道的水平段与气源管3连通，并气源管3朝向燃烧腔8，保证清扫和助燃效果更佳。气源管3上设有关断阀4，关断阀用于控制外接气源与监测管道的连通。气源管3分别与清扫气、助燃气连通，清扫气为压缩空气，通过高压空气对残留的煤粉进行吹扫，助燃气为天然气，辅助煤粉燃烧，帮助煤粉更快更好的燃烧，提高燃烧效率。
32.监测管道上设有位于燃烧腔8处的冷却组件。冷却组件为环装的冷却水箱7，冷却水箱7的上端设有入水管9，冷却水箱7的下端设有放水阀6，通过冷却水箱内的冷却水对燃烧腔的外壁进行吸热，使得燃烧室快速降温。
33.实施例2：
34.参考图1所示，一种上述煤粉热值在线监测的装置的监测方法，包括如下步骤：打开启闭阀2，煤粉管道1内的正压煤粉充入监测管道，将正压煤粉用点火器10引燃，正压煤粉在燃烧腔8中燃烧，将在燃烧腔8处形成温度场，温度场的温度值由温度测点5获取，温度值获取完成后，一般为3s后，关掉启闭阀2，利用温度测点所取得的温度场数值，分析煤粉热值。
35.在燃烧完成后，向监测管道内充入清扫气，对残留的煤粉进行清扫。在燃烧时，向监测管道内充入助燃气，辅助正压煤粉进行燃烧。
36.本方法的重点便是得出温度场与煤粉热值的对应关系，利用煤粉热值不同，相同时间的煤粉在燃烧腔上所形成的温度场也不同，近而在每次燃烧煤粉之后，利用温度场的数据大小，可以直接判断出煤粉热值的大小。同时，本方法在制作监测煤粉热值与温度场对应的曲线时，必须保证定时性、定量性，从而保证在相同时间内送入燃烧腔中的煤粉/助燃燃气的量是相同的，这样才能得出准确的煤粉热值。
37.前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。比如，如图
……
还可视为基本例和选择例
……
的组合，图
……
也还可视为基本例和选择例
……
的组合，等等，在此不做穷举，本领域技术人员可知有众多组合。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。