一、产品概述

    电站燃煤挥发份是电站燃煤的重要工业分析指标,它直接影响火力发电厂燃煤锅炉运行状况,特别是对煤炭着火点的控制影响巨大,实时检测电站燃煤挥发份将有利于指导运行正确调整各类燃煤配比,以及风粉的配比,提高锅炉燃烧控制水平;合理控制电站燃煤挥发份的指标,有利于降低发电成本,提高机组运行的经济性。随着我国电力发电机组不断向大容量、高参数发展,对电站燃煤挥发份实现在线检测,以控制和优化锅炉燃烧、降低发电煤耗、提高“竟价上网”能力已显得日益重要和迫切。电站燃煤挥发份传统测量方法是化学灼烧失重法,它是一种离线的实验室分析方法,这种方法虽有其精度高的特点,但因受煤样采集、分析时间滞后等因素影响,导致测量的结果不能及时准确地反映当前的锅炉燃烧的工况,对锅炉燃烧的控制和燃烧调整的指导缺乏实时性。 

   

          我公司开发生产的燃煤挥发份在线检测仪,综合了传统高精度的实验室化学灼烧失重法测碳技术和公司自行研制的无动力、自抽式取样技术,实现了对燃煤挥发份的高精度实时在线智能化测量。测量数据可以在控制单元显示屏上显示,也可以通过其自带的D/A模块输送到电厂的DCS系统进行统一管理。该产品结构设计合理、性能可靠,维护量少。


与传统的煤质工业分析仪相比,本仪器的特点主要表现在以下几点:


(1)在线分析,克服了煤质工业分析仪需要人工取样制样的缺点。本仪器安装在风粉管道上,短周期自动取样,连续分析,分析结果代表性和准确性强。


(2)工作稳定,克服了煤质工业分析仪受现场工作环境振动等因素影响,使仪器中高精度天平能稳定测量。


(3)维护便捷,克服了煤质工业分析仪挥发份分析中需要额外加注氮气隔绝,仪器的无氧环境设计使仪器不需要工业氮气也能按照国家标准进行分析。


与当前的煤质在线分析仪器相比,本仪器的特点主要表现在以下特点:


挥发份测量方式符合国家标准。当前的煤质在线分析仪器不能够直接测量煤质挥发份,无论是灰水仪还是全元素分析仪都不能测量挥发份。由于煤质挥发份是直接测量设定值,只有在标准测量方式下才能得到,当前的在线煤质分析设备基本上都是数据库模拟得到,在煤种变化以及配煤普遍的情况下,数据的可靠性很差。


 二、仪器结构

仪器由一套取样单元、一套测量单元和一套控制单元组成,如图1所示。

                                 

                                                      图1


三、仪器原理


测量原理


采用失重法测量技术,称取一定量的干燥煤样,放在瓷坩埚中,在(900±10)℃下,隔绝空气加热,利用煤样的失重量作为计算依据,计算出煤样中的燃煤挥发份。


工作过程


系统采用无外加动力、自抽式取样单元,自动地将风管中的煤粉样通过测量单元中的收粉组件收集到坩埚中。再由测量单元内部的执行机构将装有粉样的坩埚送入灼烧装置进行隔绝空气高温灼烧,灼烧结束后由系统对收样前、收样后及灼烧后所称得的重量信号进行计算,获得粉样的含挥发份量并在控制单元的显示屏上进行显示。灼烧后的粉样通过系统的排灰装置排放到收样瓶中,然后进行下一次粉样的取样和测量的流程。


四、仪器组成


1、取样单元


煤粉取样单元由取样管、引射管、调节喷嘴、旋流集尘器等部件组成。煤粉取样单元采用了独特的耐磨设计和防堵粉设计,能保证装置长期可靠的进行自动采样,如图2所示。

                       

                                                      图2取样单元


2、测量单元


测量单元由收粉组件、排粉组件、灼烧组件、执行机构、称重组件等部件组成。测量单元的工作过程及功能由系统控制软件实现自动控制,如图3所示。



                

                                                       图3 测量单元


3、控制单元


控制单元由触摸屏一体化主机、信号接口板和电源等部件组成。该单元性能可靠、操作方便,能同时实现对多套测量单元的控制,如图4所示。

                   

                                                  图4 控制单元


气源


由现场仪用气源管道通过金属硬管传输到每个测量装置附近,同装置配备的金属软管相连接,要求气源压力≥0.6Mpa,供气量约为0.03m3/分钟,此气源用于装置的排粉、反吹系统。


电缆


控制单元到单侧测量单元之间:

一根9芯信号电缆ZRVVP9*23/0.15

一根6芯信号电缆ZRVVP6*23/0.15

一根3芯电源电缆ZRVV3*77/0.20

控制单元到用户集控室之间:

一根4芯信号电缆ZRVVP6*23/0.15

一根3芯电源电缆ZRVV3*77/0.20

仪器标准配置

煤粉取样单元:长1300mm                               1套            

重量:  约5公斤

测量单元:1040×730×530mm(高×宽×深)                             1台             

重量:  约100公斤

控制单元:710×500×320mm(高×宽×深)                             1台            

重量:  约 15公斤                

  

 

五、装置功能指标

1、测量范围(挥发份量):      6.00~50.0 %

2、测量误差:               ±0.5%

3、测量周期:              最少4分钟

4、历史数据:      保留时间1年

5、电源功耗:      220VAC,平均0.5kW,最大3.5kW 

6、工作气源:      仪用空气≥0.6Mpa,耗气量约为0.03m3/分钟

7、信号输出:     

    模拟量  1路隔离的4~20mA挥发份量信号,代表煤粉实时挥发份含量,信号最大负载500Ω。           

8、环境温度:   

            控制单元       -10℃~50℃

            测量单元       -10℃~55℃


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