专利名称：新型自动煤粉等速取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型设计一种新型自动煤粉等速取样装置。
背景技术：
煤粉细度是燃煤火力发电厂燃烧调整的重要参数，对锅炉的安全经济运行具有重大影响。 原来的发电机组大多采用中储式制粉系统，煤粉细度很容易从粉仓获得。近几年来，随着国 家对火力发电机组环保和节能要求的逐步提高，采用直吹式制粉系统的大型机组得到了广泛 应用，直吹式制粉系统中煤粉细度监测一直是困扰电厂锅炉技术人员的难题。在直吹式制粉 系统中， 一台磨煤机同时有多根出口煤粉管，各煤粉管道的煤粉浓度是不同的。若煤粉浓度 偏差过大，会影响各燃烧器的风煤比，造成燃烧效率下降、燃烧不稳定、结渣、Nox排放增 加等问题。同时煤粉颗粒的大小对燃烧和磨煤机单耗也有较大影响，煤粉取样问题逐渐成为 电厂减排的关键技术而受到重视。
目前国内外都在开展煤粉在线测量技术研究，如微波法、电容法、超生波法等。但这些 方法不易准确，通用性和实用性不强。由于没有成熟的在线测量技术，电厂在运行过程中一 直无法对直吹式制粉系统中的煤粉运行状况进行连续监测。现在电厂普遍采用的方法是直接 从气固两相流中对煤粉颗粒进行取样，以确定煤粉浓度和煤粉细度，因此如何从一次风管道 中获得具有代表性的煤粉样成为关键。现在的煤粉取样普遍采用等速取样方法，目前国内应 用的直吹式制粉系统煤粉取样装置有以下几种形式
一、 德国的AKOMA静压平衡式煤粉取样装置
采用静压平衡式等速取样方法，可以实现对煤粉管道的全截面取样，煤粉代表性好， 但其价格昂贵，适合试验研究，不适合于电厂现场应用。
二、 丹麦的PFC煤粉取样装置
属于便携式煤粉取样装置，采用预测式等速取样方法，其主要不足是存在转动设备， 结构复杂，设备故障率高，适合试验研究。
三、 固定式煤粉取样装置
现在很多电厂安装了固定式煤粉取样装置，其结构简单，操作方便，缺点是无法真正 实现等速，所取煤粉样代表性差，而且设备容易生锈卡涩、取样管堵塞而无法使用。 发明内容
本实用新型的目的就是为了避免取样装置卡涩、取样管煤粉沉积等问题，提供一种可 以得到真实可靠的煤粉浓度和煤粉细度的测试数据，使锅炉的燃烧调整做到有根据，避免 盲目调整等优点的新型自动煤粉等速取样装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案-
一种新型自动煤粉等速取样装置，它包括设置在一次风管道内的自动煤粉取样装置， 自动煤粉取样装置与除尘装置连接，除尘装置与煤粉取样罐连接；除尘装置通过连接管道 与抽吸风量测量装置连接；抽吸风量测量装置一方面通过差压变送器A与控制器连接，控制器与差压变送器B连接，差压变送器B与自动煤粉取样装置连接；抽吸风量测量装置另 一方面还与负压发生装置连接，负压发生装置与电磁调节阀和加热装置连接，加热装置则 通过稳压装置与空气过滤装置连接，空气过滤装置接压縮空气，同时电磁调节阀和加热装 置还分别与控制器连接；空气过滤装置还通过自动阔门装置与自动煤粉取样装置连接。
所述自动煤粉取样装置包括组合式煤粉取样枪、电动密封管座和气缸，组合式煤粉取 样枪通过电动密封管座设置在一次风管道内，组合式煤粉取样枪还与气缸连接，气缸安装 在固定支架上。
所述除尘装置为旋风分离器，旋风分离器底部与煤粉取样罐连接，旋风分离器顶部通 过连接管道与抽吸风量测量装置连接。
所述差压变送器B与组合式煤粉取样枪出口端连接。
所述负压发生装置为负压发生器；所述加热装置为空气加热器；所述稳压装置为稳压 阀；所述空气过滤装置为空气过滤器。
所述自动阀门装置为电磁开关阀A和电磁开关阀B,其中电磁开关阔A与电动密封管 座连接，电磁开关阀B与气缸连接。
本实用新型中，煤粉取样装置可大体分为取样部分和控制部分，主要由组合式煤粉取 样枪、电动密封管座、旋风分离器、煤粉取样罐、连接管道、固定支架、气缸、抽吸风量 测量装置、负压发生器、稳压阀、空气过滤器、空气加热器、控制器、差压变送器A、差 压变送器B、电磁调节阀、电磁开关阀A和电磁开关阀B组成。组合式煤粉取样枪的的作 用一方面是测量管道内一次风风速，另一方面是将煤粉颗粒从气固两相流中抽取出来。电 动密封管座的作用是通入压縮空气后打开，使煤粉取样枪进入管道，取样时防止煤粉从管 道内喷出，取样完毕后关闭。旋风分离器的作用是将煤粉颗粒从气固两相流中分离出来。 煤粉取样罐的作用是存储分离下来的煤粉。连接管道的作用是将取样部分的分离器出口和 控制部分的抽吸风量测量装置连接起来。固定支架的作用是将气缸固定并焊接在煤粉管道 上。气缸的作用是在取样前将煤粉取样枪送入一次风管道，取样完毕后从管道内取出。抽 吸风量测量装置的作用是测量抽吸风量。负压发生器的作用是通过压縮空气产生足够大的 负压。稳压阀的作用是将负压发生器前的压縮空气压力稳定在0.6 0.8kg/cm2。空气过滤 器的作用是去除压縮空气中的杂质和水。空气加热器的作用是在煤粉取样前预热压縮空气， 防止取样管道取样时结露。控制器的作用是实现煤粉取样装置的自动取样和等速取样。差 压变送器A的作用是测量一次风速差压信号将其转换为标准电流信号后输入控制器。差压 变送器B的作用是测量抽吸风量差压信号将其转换为标准电流信号后输入控制器。电磁调 节阀的作用是接受控制器的信号调节抽气量的大小。电磁开关阀A的作用是开启和关闭密 封管座用压縮空气。电磁开关阀B的作用是开启和关闭气缸用压縮空气。
工作过程和原理如下所述煤粉取样前，整个取样管路通入压缩空气，打开空气加热 器对取样管路进行预热，达到设定温度后关闭空气加热器。控制器自动打开电磁阀B,气 缸带动取样枪以步进的方式进入一次风管道，然后以步进的方式退出，完成一次煤粉取样 过程。当煤粉取样枪进入一次风管道后，压縮空气经过空气过滤器、稳压器和电磁调节阀进入负压发生器，产生较大的负压， 一次风管道内为正压，从而在一次风管道和负压发生 器之间产生压差，煤粉气流在差压的作用下通过取样去上沿截面布置的多个取样口进入煤 粉取样枪，风粉混合物切向进入旋风分离器，煤粉颗粒被分离出来落入煤粉取样罐，乏气 通过抽吸测风装置进入负压发生器后排入大气。从一次风管道中进入的煤粉颗粒并不一定 有代表性，即不一定能真实反映一次风管道内煤粉细度状况，只有当煤粉取样枪上取样口 的抽吸速度与管道内风速相等时，取出的煤粉样品才具有代表性。组合式煤粉取样枪同时 测量管道内的平均风速，通过管内风量差压变送器将管内风量信号送入控制器，同时抽吸 风量测风装置测量抽吸风量后，通过抽吸风量差压变送器将风量信号也送入控制器，两风 量信号在控制器内进行比较。若抽吸风速小于管内风速，控制器就会开大电磁调节阀，增 加负压发生器的负压从而使抽吸风速增加直至与管内风速相等；若抽吸风速大于管内风速， 控制器就会关小电磁调节阀，减小负压发生器的负压从而使抽吸风速减小直至与管内风速 相等。在控制器的控制下，在取样时间内煤粉取样枪抽吸风速与管内风速始终相同，真正 实现了等速取样，所取煤粉样品代表性好，煤粉细度真实可靠。 本实用新型的有益效果是
1对煤粉取样枪进行了结构优化，使煤粉取样枪取样口风速与一次风管道内风速相匹 配，使每个取样口都尽量实现等速取样。
2采用组合式煤粉取样枪，能同时进行煤粉取样和一次风管道内风速测量。 3真正实现等速取样。由于加装了风量测量装置和自动调节装置，可以实现等速取样， 极大地提高了取样代表性和准确性，可对锅炉的燃烧调整提供可靠依据。 4由于没有转动设备，不存在设备卡涩问题。
5由于采用了空气加热器对取样管路进行预热，防止煤粉取样管路结露和煤粉沉积，
延长了设备使用寿命。
6真正实现了自动取样，改善了取样环境，减少了劳动强度。

图1为本实用新型的结构示意图。
其中，l.组合式煤粉取样枪、2.电动密封管座、3.旋风分离器、4.煤粉取样罐、5.连
接管道、6.固定支架、7.气缸、8.抽吸风量测量装置、9.负压发生器、IO.稳压阀、11.空
气过滤器、12.空气加热器、13.控制器、14.差压变送器A、 15.差压变送器B、 16.电磁调
节阀、17.电磁开关阀A、 18.电磁开关阀B、 19. 一次风管道。
具体实施方式

以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，它包括设置在一次风管道19内的自动煤粉取样装置，自动煤粉取样装置包括 组合式煤粉取样枪l、电动密封管座2和气缸7，组合式煤粉取样枪1通过电动密封管座2 设置在一次风管道19内，组合式煤粉取样枪1还与气缸7连接，气缸7安装在固定支架6 上。组合式煤粉取样枪1与旋风分离器3连接，旋风分离器3的底部与煤粉取样罐4连接。 旋风分离器3的顶部则通过连接管道5与抽吸风量测量装置8连接，抽吸风量测量装置8 经过差压变送器A14与控制器13连接，控制器13与差压变送器B15连接，差压变送器B15与与组合式煤粉取样枪l出口端连接。抽吸风量测量装置8还与负压发生器9连接，负压 发生器9则与电磁调节阀16和空气加热器12连接，电磁调节阀16和空气加热器12分别 与控制器13连接。空气加热器12与稳压阀10连接，稳压阀10与空气过滤器11连接，空 气过滤器11接压縮空气。同时空气过滤器11还分别通过电磁开关阀A17与电动密封管座 2连接，通过电磁开关阀B18与气缸7连接。
权利要求1.一种新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，它包括设置在一次风管道(19)内的自动煤粉取样装置，自动煤粉取样装置与除尘装置连接，除尘装置与煤粉取样罐(4)连接；除尘装置通过连接管道(5)与抽吸风量测量装置(8)连接；抽吸风量测量装置(8)一方面通过差压变送器A(14)与控制器(13)连接，控制器(13)与差压变送器B(15)连接，差压变送器B(15)与自动煤粉取样装置连接；抽吸风量测量装置(8)另一方面还与负压发生装置连接，负压发生装置与电磁调节阀(16)和加热装置连接，加热装置则通过稳压装置与空气过滤装置连接，空气过滤装置接压缩空气，同时电磁调节阀(16)和加热装置还分别与控制器(13)连接；空气过滤装置还通过自动阀门装置与自动煤粉取样装置连接。
2. 如权利要求1所述的新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，所述自动煤粉取样装 置包括组合式煤粉取样枪(1)、电动密封管座(2)和气缸(7)，组合式煤粉取样枪(1) 通过电动密封管座(2)设置在一次风管道(19)内，组合式煤粉取样枪(1)还与气缸(7) 连接，气缸(7)安装在固定支架(6)上。
3. 如权利要求1所述的新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，所述除尘装置为旋风 分离器(3)，旋风分离器(3)底部与煤粉取样罐(4)连接，旋风分离器(3)顶部通过连 接管道(5)与抽吸风量测量装置(8)连接。
4. 如权利要求1或2所述的新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，所述差压变送器 B (15)与组合式煤粉取样枪(1)出口端连接。
5. 如权利要求1所述的新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，所述负压发生装置为负压发生器(9);所述加热装置为空气加热器(12);所述稳压装置为稳压阀(10);所述空气过滤装置为空气过滤器(11)。
6. 如权利要求1或5所述的新型自动煤粉等速取样装置，其特征是，所述自动阀门装 置为电磁开关阀A (17)和电磁开关阀B (18)，其中电磁开关阀A (17)与电动密封管座(2)连接，电磁开关阀B (18)与气缸(7)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种新型自动煤粉等速取样装置。它可使锅炉的燃烧调整做到有根据，避免盲目调整。其结构为它包括设置在一次风管道内的自动煤粉取样装置，自动煤粉取样装置与除尘装置连接，除尘装置与煤粉取样罐连接；除尘装置通过连接管道与抽吸风量测量装置连接；抽吸风量测量装置一方面通过差压变送器A与控制器连接，控制器通过差压变送器B与自动煤粉取样装置连接；抽吸风量测量装置另一方面还与负压发生装置连接，负压发生装置与电磁调节阀和加热装置连接，加热装置则通过稳压装置与空气过滤装置连接，空气过滤装置接压缩空气，同时电磁调节阀和加热装置还分别与控制器连接；空气过滤装置还通过自动阀门装置与自动煤粉取样装置连接。
文档编号G01N1/34GK201434784SQ20092002989
公开日2010年3月31日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者侯凡军, 刘福国, 郝卫东, 郭玉泉 申请人:山东电力研究院