我国是一个能源消耗大国,根据我国节能中长期专项规划要求,火电厂供电煤耗目标是从2000年时的392克标准煤/千瓦时下降到2010年的360克标准煤/千瓦时,每年下降约3%。在较远的未来,煤炭都是我国主要的一次能源,2004年全国原煤产量约为18.4亿吨,据测算,到2020年我国煤炭消耗量将达到40亿吨,而火电厂是煤炭消耗的主要对象,约占我国煤炭消耗总量的55%。据统计,我国火电机组供电煤耗比世界先进水平约高60克每千瓦时,而火电厂对煤炭成份指标的分析是采用人工取样化验的方法,采、制样代表性差,数据严重滞后,不能指导锅炉燃烧,是导致煤耗居高不下的一个重要原因。因此,解决火电厂燃煤成份的在线检测,已成为迫切需要解决的现实问题。

项目建设符合国家能源节约产业发展的需要
   煤炭作为一种天然资源,它不仅是我国的主要能源,而且是重要的生产原材料。我国虽然煤炭资源丰富,但人均占有量低于世界平均水平,随着煤炭的大量开采、使用,储量将越来越少。我国能源利用效率比先进工业国家要低10多个百分点,单位国民生产总值能耗比先进国家高6~10倍,生产单位产品的能耗高50%~100%。2003年,我国的供电标准煤耗为381克每千瓦时,与世界先进水平仍然相差约60克每千瓦时。根据我国节能中长期规划“能源开发与节约并举,把节约放在首位”的指导方针,合理利用煤炭资源、节约能源、降低能耗是我国一项重要的工作。

项目建设是火力发电企业降低发电成本的需要
   随着电力改革的不断深化,我国电力行业已实施“厂网分开”,发电企业“竞价上网”将成必然趋势。发电企业将逐步摆脱计划经济模式,在市场竞争中求生存、求效益、求发展,这势必要求发电企业更加关注发电成本问题,当前,火电建设规模大,燃煤发电装机容量占全国总装机容量的74.5%,发电量占全国总发电量的80%以上占。而发电成本75%左右的是燃煤成本,因此将成为主要的挖潜对象。采用有效、快速的煤质检测手段,以控制燃煤的品质、数量、价格,以实现降低发电成本,提高竞价能力成为火电行业迫切需求。
综合利用煤炭资源,变劣质资源为优质资源,提高煤炭资源的利用率
  我国煤炭资源分布不均匀,如动力煤主要分布在华北和西北,炼焦煤主要集中在华北,烟煤和无烟煤主要分布在山西和贵州两省,高硫煤主要集中在西南地区。我国用户的需求是多种多样的,资源的分布不均匀不仅导致了大量的煤炭资源不能很好的利用,而且还要从其他地区调配,导致铁路、公路运输的紧张。因此,本项目通过拓展对入厂煤煤质的检测,从而指导电厂进行优质煤与劣质煤的混配,并且为满足环保要求,可以对高硫煤和低硫煤进行参配混烧,从而综合利用当地煤炭资源,变不可用资源为可用资源,变劣质资源为优质资源,并减轻铁路、水陆运输的压力。
我公司生产的HAWK系列煤质成份在线检测分析系统安装在输煤皮带上,直接对全煤流进行在线检测分析,避免了取样的代表性问题。装置采用了先进的PGNAA中子活化瞬发GAMMA在线分析技术结合微波测水装置,直接测量煤炭的全元素和水分,通过系统的分析和计算得到煤炭的热值以及其他工业分析值。
 
系统功能:
1、煤质全元素分析(C,H,O,N,S等12种元素)

2、煤质工业成份在线分析:水分、灰分、挥发份、发热量
3、锅炉运行优化指导:
  1)实现锅炉经济性运行
  2)制粉系统的优化运行
  3)提高锅炉运行安全性
4、棒图、趋势图实时数据显示
5、远程诊断:系统通过远程控制软件,可实现系统的远程监控和诊断功能
 
性能指标:
1.测量精度
  全水分(Mar% )                1%
  干燥基灰份 (Ad% )            2%
  挥发分 (Vdaf%)               2%
  低位热值 (Qnet ,ar MJ/kg)    2%(相对)
2.电源
  额定电压: 单项220V,允许偏差-15%~+10%
  频    率: 50Hz,允许偏差±0.5Hz
  功    耗: 2kW
3.皮带输送机规格
  皮带宽度:800mm--2000mm
  皮带速度:0~5m/s
  皮带材质:无限制
4.物料
  煤层厚度:≤500mm
  物料粒度:≤50mm
5.防护性能
  系统外壁表面处辐射剂量当量率小于2.5μSv/h,达到国家标准GB14052-93《安装在设备上的同位素仪表的辐射安全要求》中对此类仪器防护安全的要求,工作人员可以系统附近自由操作。
6.测量时间:1分钟(用户可根据需要自行设定其他测量周期)
7.通讯接口:ETHERNET接口、RS485/RS232

8.工作环境:
  a)  温度:   -15℃~45℃
  b)  湿度:    5%~95%
  c)  大气压力: 80kPa~110kPa
9.系统外形尺寸:
   高度H ≤ 2m
   长度L ≤ 2m
   宽度W ≤ 4m
   重量W ≤ 4t
 
系统特点:
1.系统测量数据实时性好。系统直接跨在皮带上进行测量,能够在线实时的测量煤流的的灰分、水分、热值等工业分析值,为电力、煤炭等行业解决了煤炭质量的实时监控的难题。
2.系统测量的结果精准度高,由于系统能够直接对煤流进行非接触测量,避免了化学分析方法中采样和制样过程对分析结果带来的巨大误差,实施测量结果更加可信。
3.系统模块化设计,安装简便,操作简单易学。系统由于没有强烈的辐射,所以避免了巨大的防护体,安装不需要对厂房以及煤炭传输设备进行改造,安装调试过程不会对客户的生产造成任何影响。
4.系统采用先进的热值分析校正技术,使系统对混配煤的热值分析更加准确。
 
测量原理:
  瞬发γ射线中子活化分析技术:PGNAA(Prompt Gamma-ray NeutronActivation Analysis)

采用不同能量的快中子以及经过慢化后的热中子照射原煤,使煤炭中的各元素与中子发生热中子俘获反应(n,γ)及快中子非弹散射反应(n,n’,γ)(这两种瞬发核反应都在微秒级时间内完成), 从而放射出不同能量的特征γ射线。

  快中子以及经过慢化的热中子照射到煤上,煤中的不同核素与能量不同的中子发生不同的反应,放射出不同能量的特征γ射线。

  通过检测特征γ射线的能量可辨别煤炭中元素的种类,

  通过检测特定能量γ射线的数量可辨别该元素的含量。

 

系统组成:

煤质成份在线检测装置由测量及防护系统、谱分析及控制系统、计算机处理系统和水份测量单元组成。
测量组件:

1.系统采用电控中子发生器作为放射源,工作时发射14MeV能量的中子。

2.测量分析系统采用γ闪烁探测器进行在线的γ射线信号的采集,测量结果输入分析系统进行测量数据的分析。
3.微波测量系统:包括微波发射天线和微波接收天线。
4.超声波校正系统:可以提供物料密度的实时变化。
5.现场装置控制及数据分析系统:该系统将初步分析探测器采集到γ射线信号,以及微波信号,结合其他运行信号,分析计算出被测量物料的成分。
6.终端分析和显示系统:通过该系统的工作,可以按照客户的要求输出装置的分析结果,同时该系统还将作为装置和其他系统的通讯中介。


工程周期:整个工程周期为6个月,其中供货周期为5个月,现场调试以及服务周期为1个月。


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