[发明专利]一种电厂煤粉细度在线测量光学元件保护装置及方法

说明书

本发明公开了一种电厂煤粉细度在线测量光学元件保护装置及方法，涉及电厂煤粉细度检测领域，该保护装置主要包括测量通道、光学通道、光源、信号接收镜头和光学视窗，光学通道的外侧设置有第一吹气系统和第二吹气系统，第一吹气系统和第二吹气系统向光学通道内部吹入流量不同的低速气体；第一吹气系统和第二吹气系统之间设置有抽气系统，抽气系统用于抽出光学通道内部分低速气体。本发明采用三股流量不同的风路对光学通道进行保护，防止了煤粉颗粒黏附于光学元件上，同时避免风路对光学视窗形成直吹的情况，三股风路叠加产生的外推流使扩散至光学通道内的煤粉颗粒大大减少，提高了测量的稳定性。

技术领域

本发明涉及电厂煤粉细度检测领域，尤其涉及一种电厂煤粉细度在线测量光学元件保护装置及方法。

背景技术

在燃煤电站运行过程中，煤粉细度作为燃煤电厂燃烧的一项重要参数对燃烧效率、飞灰含碳量、污染物排放等有很大影响，研究表明在对煤粉细度进行在线测量后优化可以在降低飞灰含碳量的同时限制排放量。

利用计算机软件进行图像分析是煤粉颗粒在线测量手段之一，直接针对煤粉颗粒本身的大小和形状信息进行直观的检测,该测量方式是对颗粒自身信息的测量,无需转化为其他相关量,消除了转化过程中可能存在的误差,使得测量的结果精确的反映出颗粒的信息。在颗粒测量过程中，常用光散射方法，该方法使用光源直接照射流场，同时利用镜头正对光源收集颗粒信息。为避免干扰，在流场与光源、镜头之间通常加装有光学视窗。通过图像识别可以实现测量的可视化,随时截取采集到的图像,对其中的颗粒进行特征提取。尽管操作过程直观和便捷，但主要问题在于煤粉在气固混合物中的空间分布不均匀，尤其是高浓度的煤粉，分布具有一定的随机性。同时检测系统长时间在气固两相流空间运行后，光学视窗易沾污，被沾污的视窗会遮挡部分光源，降低光源质量，同时成像呈现一定灰度，为后期图像处理带来麻烦，给测量带来很大的困难。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供一种电厂煤粉细度在线测量光学元件保护装置，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种电厂煤粉细度在线测量光学元件保护装置，包括测量通道，所述测量通道的腰部开有两个同轴且对称的光学通道，其中一个所述光学通道中设置光源，另一个所述光学通道中设置有信号接收镜头，所述光源和信号接收镜头的前部均安装有光学视窗，所述光学通道的外侧设置有第一吹气系统和第二吹气系统，所述第二吹气系统靠近所述测量通道，所述第一吹气系统和第二吹气系统向所述光学通道内部吹入流量不同的低速气体；

所述第一吹气系统和第二吹气系统之间设置有抽气系统，所述抽气系统用于抽出所述光学通道内部分低速气体；

所述第一吹气系统、第二吹气系统和抽气系统产生的气流在所述光学通道内部形成的气幕防止煤粉颗粒进入所述光学通道。

优选的，所述第一吹气系统的向所述光学通道内部吹入的气体流量为Q₁；所述第二吹气系统的向所述光学通道内部吹入的气体流量为Q₂；所述抽气系统向所述光学通道内部抽出的气体流量为Q₃；

所述第一吹气系统、第二吹气系统和抽气系统产生的气体流量满足以下关系：

Q₁＝1.2～1.5Q₂；

Q₃＞Q₂；

Q₃＜Q₁+Q₂。

优选的，所述第一吹气系统包括呈环形布置在所述光学通道上的第一吹气嘴，各所述第一吹气嘴均与套设在所述光学通道外侧的第一环形吹气室连通，所述第一环形吹气室与第一进气管道连通，所述第一进气管道上设置有第一气体流量计。