[发明专利]一种煤粉发热量开放式在线测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种煤粉发热量开放式在线测量系统，包括：煤粉取样称重单元，对取样的煤粉进行称重；夹持装置，将称重后的煤粉转移至量热装置，将燃烧后的煤粉转移至清理单元；量热装置，燃烧夹持装置转移的煤粉，并采集煤粉发热量的温度和流量数据，并传输至数据处理单元；数据处理单元，接收和处理温度和流量数据，根据煤粉取样称重单元的称重质量，计算煤粉发热量；清理单元，清理煤粉燃烧后的残余灰分。本发明还公开了一种基于煤粉发热量开放式在线测量系统的测量方法。本发明提供的煤粉发热量开放式在线测量系统及测量方法避免了使用氧弹量热仪中人为装取及更换氧弹的繁琐，能够快速在线测量煤粉发热量，提高了工作效率和自动化水平。

技术领域

本发明涉及检测系统领域，具体涉及一种煤粉发热量开放式在线测量系统及测量方法。

背景技术

煤的发热量又称煤炭大卡，是指煤在燃烧时产生的热量。煤炭的发热量是检验煤炭质量的主要因素，也是动力燃煤计价的重要环节，煤炭发热量的高低对燃煤电厂运行的经济性、环保性等方面有重要影响。

目前燃煤电厂中应用最为广泛的煤粉发热量测量方法是氧弹法，将一定量的煤粉样品称量后放入坩锅中，将坩锅置于不锈钢的容器(氧弹)中。往燃烧容器/氧弹中充高压氧气。样品在氧弹内通过点火丝和绵线引燃，氧弹内所有的有机物燃烧并氧化，释放出一定的热量(硫酸生成热)。在内桶中充满水，使水环绕在氧弹的周边，燃烧时产生的热量会传给氧弹周边的水。测量并计算水的温升可以算出煤粉的发热量。氧弹法测量原理简单，结果可靠，但是需要人工采样，对操作要求高，且测量需在实验室进行，测量结果滞后性大。

现有的在线煤粉发热量检测技术中，多是通过对与燃烧前后相关的测量值和对现场运行数据的统计分析，建立燃料测量模型，预测煤粉的发热量。但是由于建立模型需要大量数据作前期统计分析，且模型针对不同的煤种通用性不高，导致在线测量能力受到限制。

CN207148021U的专利公开说明书公开了一种改进式量热仪，该装置包括带有盖体和弹筒的氧弹，盖体上设有聚光组件和氧弹头组件,氧弹头组件的轴线与盖体的轴线共线，还包括光发射器，光发射器的光束经所述聚光组件的通光孔射入所述弹筒内，可实现同时自动充氧和光点火功能。但该装置的缺陷在于需要人工手动放置氧弹和坩埚，燃烧后的坩埚不能在线清理残留灰分，并不能实现在线测量。

CN106324030A的专利公开说明书公开了一种多氧弹自动进样量热仪系统及其工作方法，该系统包括带有多个凹槽，用于存放氧弹的平台、设于平台上的移动机构和设于移动机构且在移动机构驱动下移动的氧弹抓夹机构的氧弹储运装置、量热仪和控制模块；量热仪包括外筒和氧弹盖，氧弹盖的下表面设有氧弹挂扣单元；控制模块分别与移动机构、氧弹抓夹机构和氧弹盖升降机构连接。虽然该装置实现了氧弹的自动进样，但是该装置使用的氧弹内部需要填充高压气体，且需要保持外筒周围温度恒定，不适合在工业现场等环境复杂场合下使用；并且未实现坩埚的进样以及残留灰分的在线清理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤粉发热量开放式在线测量系统及测量方法，避免了使用氧弹量热仪中人为装取及更换氧弹的繁琐，利用激光点燃煤粉及循环工质动态温度测量发热量方式，能够快速在线测量煤粉发热量，提高了工作效率和自动化水平。

一种煤粉发热量开放式在线测量系统，包括：

煤粉取样称重单元，用于对取样的煤粉进行称重；

夹持装置，将称重后的煤粉转移至量热装置，将燃烧后的煤粉转移至清理单元；

量热装置，燃烧夹持装置转移的煤粉，并采集煤粉发热量的温度和流量数据，并传输至数据处理单元；

数据处理单元，接收并处理温度和流量数据，根据煤粉取样称重单元的称重质量，计算煤粉发热量；

清理单元，清理煤粉燃烧后的残余灰分。

所述煤粉取样器为取样枪。所述的煤粉取样称重单元包括煤粉取样器、坩埚和天平。