[发明专利]风送煤粉发热量测量仪及其测量方法

权利要求书

1.一种风送煤粉发热量在线测量仪，其特征在于，包括：

三向管道连接器(2)，安装在风送煤粉管道(1)上，用于分流出风-粉二相流物质试样；

调节阀门、闸门(4)，安装在三向管道连接器(2)或取样风送管道(5)上，用于调节分流出的风-粉二相流物质试样量或关闭管道停止取样；

风-粉分离装置(6)，安装在取样风送管道(5)的末端，用于分离风-粉二相流物质，分离后的风通过回风管道(7)返回风送煤粉管道(1)，分离后的煤粉送至测量管(8)，进行测量；

取样风送管道(5)，前端与三向管道连接器(2)相连，末端与风-粉分离装置(6)连接，用于输送分流出的风-粉物质；

测量管(8)上端连接风-粉分离装置(6)，下端连接输送机(12)，并在测量管(8)上安装相应的测量装置对煤粉发热量进行测量；

灰分测量装置(9)，安装在测量管(8)上，用于测量煤粉灰分A_测；

挥发分离线或在线测量装置(10)，安装在测量管(8)上，用于测量煤粉挥发分V_测；

取样器(13)，安装在测量管(8)上，用于取出被测量后煤粉煤样；

输送机(12)，其入料口与测量管(8)相连，出料口与四向管道连接器(14)相连，用于将被测煤粉返回风送煤粉管道(1)；

四向管道连接器(14)，用于连接风送煤粉管道(1)、回风管道(7)及输送机(12)输出料口管；

数据采集控制器(11)，用于接收信号A_测、V_测并按数学模型：

Q_粉＝K_Q×Q_测…………(1)

Q_测＝C-K₁×A_测-K₂×V_测…………(2)

计算出煤粉发热量Q粉，

式中：Q_粉-煤粉发热量；Q_测-按公式(2)测量出的煤粉发热量；C、K₁、K₂-制成粉的燃煤种类的相关系数；K_Q-煤粉标定系数；A_测-煤粉灰分；V_测-煤粉挥发分。

2.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量在线测量仪，其特征在于，还包括一个开、关闸门(23)，安装在测量管(8)上，“开”-煤粉下料，“关”-煤粉停止下料。

3.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述风-粉分离装置是旋风式风-粉分离器或过滤式风-粉分离器或风-粉分离锁风器或锁风喂料机或气力输送卸料阀或锁风给料机。

4.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，所述灰分测量装置(9)是辐射式灰分测量装置，或是微波式灰分测量装置，或是激光式灰分测量装置。

5.根据权利要求1，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，公式(2)中系数C、K₁、K₂是根据所制成煤粉的燃煤种类而确定的；公式(1)中标定系数K_Q是对被测煤粉煤样进行静态测量得出的发热值，作为标准值即Q_粉标1、Q_粉标2……Q_粉标n，与其公式(2)所测量的相应测量值Q_测1、Q_测2……Q_测n相比较，即而得到K_Q1、K_Q2……K_Qn，对K_Qi与Q_测i变化关系进行线性拟合，得到：

K_Qi＝a+b×Q_测i…………(3)

式中：a-拟合直线截距；b-拟合直线斜率。

6.根据权利要求3，所述风送煤粉发热量测量仪，其特征在于，锁风器是翻板式锁风器或是草帽式锁风器。

7.风送煤粉发热量测量仪的测量方法是：

步骤1，将风送煤粉发热量测量仪安装在风送煤粉管道上；

步骤2，建立煤粉发热量测量数学模型：

Q_粉＝K_Q×Q_测…………………………(1)

Q_测＝C-K₁×A_测-K₂×V_测…………(2)

步骤3，确定C、K₁、K₂系数；

步骤3.1根据只成分的燃煤种类，参照创新公式确定C、K₁、K₂；

或步骤3.2取N个煤粉煤样，静态发热量、灰分、挥发分测量仪离线测量出N个：Q_粉1、Q_粉2……Q_粉N，N个A₁、A₂……A_N，N个V₁、V₂……V_N，建立N/2个二元方程式组合，如：

Q_粉1＝C-K₁×A₁-K₂×V₁…………(7)

Q_粉2＝C-K₁×A₂-K₂×V₂…………(8)

其中，Q_粉1、Q_粉2、C、A₁、A₂、V₁、V₂均为已知，解(7)(8)联立方程可求得此组合的K₁、K₂值，依此可求得N/2个组合的N/2个K₁、K₂值，以其N/2个K₁、K₂值的平均值确定为公式(2)中的K₁、K₂值，即

步骤4确定K_Q

步骤4.1采集N个风-粉二相流煤样，通过风送煤粉发热量测量仪，测量仪测得N个Q_测值，Q_测1、Q_测2……Q_测N；

步骤4.2在测量的同时，取样器(13)取出N个煤粉煤样；

步骤4.3静态发热量测量仪，离线测得N个煤样的发热量值Q_粉1、Q_粉2……Q_粉N；

步骤4.4以静态测量值做为标准值即Q_粉标1、Q_粉标2……Q_粉标N对Q_测1、Q_测2……Q_测N进行标定，即：得K_Q1、K_Q2……K_QN；

步骤4.5将K_Qi和Q_测i的变化关系进行线性拟合得：K_Qi＝a+b×Q_测i，其中

a-拟合直线截距；b-拟合直线斜率；

步骤5确定测量数学模型：

Q_粉i＝K_Qi×Q_测i＝[a+b×Q_测i]×Q_测i…………(1)

Q_测i＝C-K₁×A_测-K₂×V_测…………(2)

式中，i-瞬时值；

t测量时间测量值：

Δt-采集时间。