一种输煤系统的制作方法

本发明涉及火力发电厂燃煤检测领域，特别是指一种输煤系统。

背景技术：

燃煤电厂的大型循环流化床锅炉(cfb)具有高效、低污染，适应多种燃料、负荷调节性能好和灰渣综合可用性强等优越性能。但cfb锅炉对入炉燃料的颗粒度及颗粒级配也提出了严格的要求，入炉煤的颗粒度、粒径分布及颗粒级配，对循环流化床锅炉的点火启动、运行控制、燃烧效率均有很大影响。

循环流化床锅炉运行时的基本要求就是床料沸腾时的稀相区和密相区分布正常，床温维持稳定，因此，对入炉煤的颗粒度一定要有保证，且要有适当的筛分比例。如在运行中有大煤块大量地进入流化床内燃烧时，会在床体中沉积形成死区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，会因床温过低或床温过高造成结焦而被迫停炉。如果煤的颗粒组分过细，则造成细粉量扬析，甚至连分离器都捕捉不到，未完全燃烧就进入尾部烟道，造成尾部飞灰增加，飞灰含碳量增加(严重时高达50％以上)，使得锅炉热效率降低。因此，对入炉煤的颗粒度及粒径分布及时取样和检测，显得尤为重要。

目前，大部分循环流化床发电厂都是通过机械取样或者人工取样后，采用实验室化验的方法检测入炉煤的颗粒度及粒径分布；根据煤种的不同，一般化验时间为6-8小时，每班化验一次。因此，现行方法存在以下缺点：

1)不能对破碎机出口颗粒度效果的实时检测和及时分析，以便发现问题和采取调整措施；

2)由于人为因素和客观条件影响，造成检测结果存在偏差。

对于无中间配级煤仓的发电厂，经二次碎煤机破碎后的燃煤经过皮带直接进入锅炉燃烧，由于人工取样化验时间长，不能及时检测得出信息反馈，燃煤已经送入炉膛燃烧了，对运行调节不利，不利于提前预防和控制由于颗粒度超标造成的锅炉运行生产事故的发生。

火电厂针对入炉煤的颗粒度及粒径分布的检测，现行采用实验室化验的常用方法为：按照gb/t477-2008煤炭筛分试验方法，按照大筛分和小筛分方法，对入炉煤进行颗粒度粒级按照质量进行分析检验。随着新技术的发展，目前为止新的颗粒粒度仪器和方法有以下几种：动态光散射方法、纳米颗粒跟踪分析技术、共振质量测量技术、激光衍射技术、空间滤波测速仪、自动成像技术。

但是现有的入炉煤检测均是处于实验室检测阶段，不能实现入炉煤的在线检测。

技术实现要素：

本发明提出一种输煤系统，解决了现有技术中入炉煤不能在线检测的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种输煤系统，其包括：碎煤机、振动筛、落煤斗、颗粒度及粒径分布检测装置和输送皮带；

所述振动筛设置在碎煤机的下端，所述碎煤机的出口端与落煤斗的入口端连通，落煤斗的出口端位于输送皮带的上部；

所述颗粒度及粒径分布检测装置包括检测通道、颗粒度及分布检测仪和分级装置；

所述分级装置将检测通道内的煤流束按粒径分成多个等级，并且对应每个等级的煤流束设置一个颗粒度及分布检测仪；

所述检测通道的入口端与落煤斗的上端连通，所述检测通道的出口端与落煤斗的下端连通。

优选的，所述检测通道的入口端通过取样分流装置与落煤斗的上端连通，所述检测通道的出口端通过下接口与落煤斗的下端连通；

所述取样分流装置和下接口均为倾斜设置的煤流通的通道，所述检测通道为竖直设置的煤流通的通道。

优选的，所述颗粒度及分布检测仪包括相对设置的激光相阵发射装置和激光相阵接收装置。

优选的，还包括大颗粒煤通道；

所述取样分流装置的下端设置有检测通道下料口，取样分流装置的侧壁设置有大颗粒下料口；

所述检测通道下料口与检测通道的取样分流装置连通；

所述大颗粒下料口与大颗粒煤通道的取样分流装置连通；

所述检测通道下料口的进口端设置有大颗粒过滤筛。

优选的，所述分级装置包括声波发生器和气源；

所述声波发生器与气源连通；

在检测通道内，由下向上并排设置有多个声波发生器。

优选的，所述检测通道上在对应每个声波发生器开口端的位置均设置有出煤口。

优选的，相邻设置的声波发生器，设置位置低的声波发生器的声波功率大于设置位置高的声波发生器功率。

优选的，由上向下设置的所述多个声波发生器的声波功率逐渐增大。

优选的，所述分级装置还包括外护壳和出口防护壳；

声波发生器设置在外护壳内，出口防护壳设置在外护壳的出口端；

至少声波吹扫分级装置的出口防护壳延伸至检测通道内。

优选的，还包括分析仪控制站，所述颗粒度及分布检测仪与分析仪控制站电连接。

本发明技术方案中，分级装置将入炉煤流束分成不同的等级，然后通过颗粒度及分布检测仪检测各个等级煤流束进行检测，根据检测结果可以得出入炉煤的颗粒度及粒径分布。运行人员可据此及时对锅炉进行针对性调节,确保锅炉在最佳工况下运行，提高锅炉燃烧效率。

本发明可以及时避免由于入炉煤的颗粒度大，而造成的循环流化床锅炉燃烧运行事故，和减少锅炉运行事故，同时可以直接降低厂用电电耗，为发电厂带来直接的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式提供的输煤系统的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式提供的颗粒度及粒径分布检测装置的结构示意图；

图3是图2“a-a向”剖视图；

图4是本发明具体实施方式提供的颗粒度及粒径分布检测装置另一个角度的结构示意图

图5是图4“b-b向”剖视图；

图6是本发明具体实施方式提供的分级装置的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的分级装置的右视图。

1：碎煤机；2：振动筛；3：落煤斗；4：颗粒度及粒径分布检测装置；5：输送皮带；

41：检测通道；42：颗粒度及分布检测仪；43：分级装置；44：取样分流装置；45：下接口；46：大颗粒煤通道；

411：前侧板；412：后侧板；413：左侧板；414：右侧板；

421：激光相阵发射装置；422：激光相阵接收装置；

4211：激光发生器；4212：发射壳体；4213：发射保护屏；

4221：激光接收器；4222：接收壳体；4223：接收保护屏；

431：声波发生器；432：气源；433：外护壳；434：出口防护壳；

441：煤导流口；442：检测通道下料口；443：大颗粒下料口；444：大颗粒过滤筛。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，在本实施方式中，提供了一种输煤系统，其包括：碎煤机1、振动筛2、落煤斗3、颗粒度及粒径分布检测装置4和输送皮带5。

振动筛2设置在碎煤机1的下端，碎煤机1的出口端与落煤斗3的入口端连通，落煤斗3的出口端位于输送皮带5的上部。

颗粒度及粒径分布检测装置4包括检测通道41、颗粒度及分布检测仪42和分级装置43。

分级装置43将检测通道41内的煤流束按粒径分成多个等级，并且对应每个等级的煤流束设置一个颗粒度及分布检测仪42。

检测通道41的入口端与落煤斗3的上端连通，检测通道41的出口端与落煤斗3的下端连通。

在本实施方式中，分级装置将入炉煤流束分成不同的等级，然后通过颗粒度及分布检测仪检测各个等级煤流束进行检测，根据检测结果可以得出入炉煤的颗粒度及粒径分布。运行人员可据此及时对锅炉进行针对性调节,确保锅炉在最佳工况下运行，提高锅炉燃烧效率。

本发明可以及时避免由于入炉煤的颗粒度大，而造成的循环流化床锅炉燃烧运行事故，和减少锅炉运行事故，同时可以直接降低厂用电电耗，为发电厂带来直接的经济效益。

颗粒度及粒径分布检测装置4

参照图2至图5，检测通道41的入口端通过取样分流装置44与落煤斗3的上端连通，检测通道41的出口端通过下接口45与落煤斗3的下端连通。

取样分流装置44和下接口45均为倾斜设置的煤流通的通道，检测通道41为竖直设置的煤流通的通道。

颗粒度及粒径分布检测装置4还包括大颗粒煤通道46。

具体的，取样分流装置44的上端设置有煤导流口441，取样分流装置44的下端设置有检测通道下料口442，取样分流装置44的侧壁设置有大颗粒下料口443。

煤导流口441与落煤斗3的上端连通，检测通道下料口442与检测通道41的上接口连通，大颗粒下料口443与大颗粒煤通道46的上接口连通。大颗粒煤通道46的下接口与落煤斗3的下端连通。其中，检测通道下料口的进口端设置有大颗粒过滤筛444。

在落煤斗3中输送的煤，部分煤会通过煤导流口441进入取样分流装置44，进入取样分流装置44的煤在大颗粒过滤筛444的筛分作用下，部分煤透过大颗粒过滤筛444经检测通道下料口进入检测通道41，剩下的部分在大颗粒过滤筛444的阻挡作用下经大颗粒下料口进入大颗粒煤通道46。经过大颗粒煤通道46和检测通道41的煤最终返回料斗3。

颗粒度及分布检测仪42包括相对设置的激光相阵发射装置421和激光相阵接收装置422。

激光相阵发射装置421包括激光发生器4211、发射壳体4212、发射保护屏4213和发射屏清扫刷。

激光发生器4211固定在发射壳体4212内，发射保护屏4213固定在发射壳体4212的一侧。

发射壳体4212具有发射保护屏4213的一侧与检测通道41连接，激光发生器4211的发射端朝向发射保护屏4213设置，且激光发生器4211发射的激光能够透过发射保护屏4213进入检测通道41。

发射屏清扫刷设置在发射保护屏4213上。发射屏清扫刷可以对发射保护屏4213进行清扫，可以清除发射保护屏4213上的煤灰。

激光相阵接收装置422包括激光接受器4221、接收壳体4222、接收保护屏4223和接收屏清扫刷。

激光接受器4221固定在接收壳体4222内，接收保护屏4223固定在接收壳体4222的一侧。

接收壳体4222具有接收保护屏4223的一侧与检测通道41连接，激光接收器4221的接收端朝向接收保护屏4223设置，且激光接收器4221能够接收激光发射器4211发射的激光。

进一步的，发射壳体4212和接收壳体4222均通过一个通道或者一个开口与检测通道41，并且在对应的通道或者开口上分别设置有发射保护屏4213和接收保护屏4223，这样激光发生器4211发射的激光可以被相对设置的激光接收器4221接收。

接收屏清扫刷设置在接收保护屏4223上。接收屏清扫刷可以对接收保护屏4223的清扫，可以清除接收保护屏4223上的煤灰。

需要强调的，激光相阵发射装置421和激光相阵接收装置422是成对设置的。根据煤流束粒径分成等级的多少，相应的会设置相应数量的激光相阵发射装置421和激光相阵接收装置422。

检测通道41由多个侧板围成的桶状结构，其包括前侧板411、后侧板412、左侧板413和右侧板414。

前侧板411上设置有多个放置激光相阵发射装置421的平台，前侧板411的每个平台上均设置有一个激光相阵发射装置421。

后侧板412上设置有多个放置激光相阵接收装置422的平台，后侧板412的每个平台上均设置有一个激光相阵接收装置422。

分级装置43

参照图6、图7分级装置43包括声波发生器431和气源432，声波发生器431与气源432连通。

在检测通道41内，由下向上并排设置有多个声波发生器431，在检测通道41的侧壁上对应每个声波发生器431开口端的位置均设置有出煤口。

在本实施方式中，入炉煤在检测通道41中流通，当入炉煤经过声波发生器时，声波发生器431会将入炉煤中的部分煤粒吹扫至出煤口。通过在检测通道41内设置多个声波发生器431，通过控制声波发生器431的声波功率，可以实现将入炉煤分成多个不同的煤粒等级。即，在入炉煤的传输过程中，即可以实现入炉煤的分级。

相邻设置的声波发生器，设置位置低的声波发生器的声波功率大于设置位置高的声波发生器功率。

具体的，由上向下设置的所述多个声波发生器的声波功率逐渐增大。

声波发生器的功率越大，其吹扫出来的煤粒越大。相邻设置的声波发生器，设置位置低的声波发生器的功率大于设置位置高的声波发生器，可以实现将入炉煤分离成由上到下粒径范围逐渐变大。此处的逐渐变大是线性的变大，也可以是非线性的变大。

具体的，若需要将检测通道41中的入炉煤分成七个等级，由于检测通道内入炉煤的粒径是逐渐变大的，只要在检测通道内设置六个声波吹扫分级装置即可。每台分级装置43的声波发生器431对应于一个独特的频率段，对应产生的声波气流能将不同的颗粒度及粒径范围内的煤颗粒(见表1)。

分级装置43还包括外护壳433和出口防护壳434。声波发生器431设置在外护壳433内，出口防护壳434设置在外护壳433的出口端。

且至少声波吹扫分级装置的出口防护壳434延伸至检测通道41内，通过此种设置可以保证声波吹扫分级装置发出的声波可以进入检测通道41内。

出口防护壳433的长度由上到下逐渐减小。通常情况下，检测通道41是沿竖直方向上设置的。入炉煤在检测通道41内时沿从上到下的方向流通的。通过将出口防护壳433设置成上述结构，可以防止入炉煤进入声波吹扫分级装置内。

声波发生器431包括直管段和喇叭口段，其中，直管段的进口端与气源432连接，直管段的出口段与喇叭口段的进口端连接。具体的，各个声波吹扫分级装置的声波发生器431的直管段进口端均连接有一个支管。各个支管和一个主管连通后通过主管与气源432连通。

出口防护壳434具有多个均匀设置的格栅孔，格栅孔的横截面为正方形、长方形或菱形。设置格栅孔的目的是为了防止入炉煤进入声波吹扫分级装置。格栅孔的具体形状可以根据实际需要设定。

检测通道41由多个侧板围成的桶状结构，其包括前侧板411、后侧板412、左侧板413和右侧板414。

具体的，检测通道的左侧板413上设置多个放置分级装置43的平台，左侧板413的每个平台上均设置有一个分级装置43。分级装置43的声波发生器431的开口端朝向检测通道41设置，并能够像检测通道41内发生声波。相对应的，在右侧板414上对应每个分级装置声波发生器开口端的位置均设置有一个出煤口。

为了对分级装置43分离出来的煤粒进行收集，在线声波分级装置还包括大颗粒煤通道。检测通道的通过出煤口与大颗粒煤通道连通。由分级装置43分离出来的煤最终会进入到大颗粒煤通道内。

为了对上述输煤系统进行进一步的解释，本实施方式中，还提供了一种入炉煤的颗粒度和粒径分布检测方法，其包括以下步骤：

该实施例处理的为循环流化床锅炉火电厂燃煤系统的入炉煤，具体的如以下所述：

火电厂的入炉煤在经过碎煤机1和振动筛2处理后落煤斗3。在落煤斗3中，部分入炉煤经过取样分流装置44收集后，进入颗粒度及粒径分布检测装置4中，颗粒度及粒径分布检测装置4对入炉煤的颗粒度及粒径分布进行在线动态检测(检测方法主要是利用的现有的激光衍射法测定待测样品中固体颗粒物的粒径及粒径分布，如申请号为cn201410195405.5和cn201811391569.x中均公开了类似的方法)，并将检测数据通过数据和控制线缆传送到分析仪控制站进行处理；分析仪控制站经过计算处理后得出入炉煤的颗粒度及粒径分布结果数据，并将数据提供给运行人员或者自动控制系统。

经过检测后的入炉煤通过下接口45返回落煤斗3下部通道，最后落到入炉煤输送皮带5上，然后输送到锅炉房。

入炉煤在经过取样分流装置44的煤导流口441进行在线取样，取样分流后的入炉煤经过大颗粒过滤筛444后，颗粒度＞6mm以上的煤颗粒被分离，颗粒度＞6mm以上的煤颗粒经过大颗粒下料口443直接进入大颗粒煤通道中。颗粒度≤6mm以下的煤颗粒经过检测通道下料口442，落入检测通道41中。颗粒度＞6mm以上的煤颗粒，在经过大颗粒下料口443时，通过大颗粒计量装置在线检测，并将数据通过线缆传送到分析仪控制站。

沿上下高程将检测通道均分为七层区域。对应的煤粒通道右侧板414上，每层区域安装一台分级装置43，每台分级装置43的声波发生器431对应于一个独特的频率段，对应产生的声波气流能将不同的颗粒度及粒径范围内的煤颗粒(见表1)，从入炉取样煤流束中吹扫分离出来，吹扫分离到大颗粒煤通道46中。

表1：煤粒度与频率功率的对应关系

被吹扫分离煤颗粒汇流落入落煤斗3中，最终经落煤斗3落到输煤皮带5上。

前几层区域均设置有分级装置43，最下面一层4.5--6mm的大颗粒煤不设置分级装置，直接经过检测通道下端，通过下接口45返回进入振动筛后端的落煤斗3出口下部通道，最后落入转运站输煤皮带5上。

入炉取样煤颗粒流束在通过检测通道41时，分级装置43可将入炉取样煤颗粒流束进行在线分级处理；可以在不同的检测通道层区域，被分级处理为不同颗粒度级别的入炉煤取样流束，为提高后续检测精确度提供了基本保证。

在检测通道41前侧板411上对应的七层平台上，每层固定有一台激光相阵发射装置421；在检测通道41后侧板412上对应的七层平台上，每层固定有一台激光相阵接收装置422；入炉煤在经过检测通道41时，每台激光相阵发射装置421发射的激光束射过在通道中瞬间下落的燃煤颗粒后，被对应的那台激光相阵接收装置接收422；激光相阵接收装置422将接收的光信号，通过数据和控制线缆传送到分析仪控制站。

每台激光相阵发射装置421发出的单束激光束经聚焦、低通滤波和准直后，变成直径为25-30mm的平行光。每台激光相阵发射装置421中的激光发生器4211发出的多束平行光叠加，组成一个截面为：宽200mm-400mm，高100mm-200mm的平行相阵光束。

平行相阵光束照射并通过检测通道41内的煤颗粒束后，到达对应的激光相阵接收装置422中的激光接收器4221中。由于不同颗粒度的入炉煤颗粒束，对通过的激光光束进行阻挡或折射，使最后通过煤炭颗粒间隙后的激光相阵光束能量衰减，使到达激光相阵接收装置中的激光接收器4221收集到的激光光束能量信号强度减弱，并分布在特定的强度值范围之内。

激光相阵发射装置421发出的平行相阵光束在透射过已被分层分级处理后的取样煤流束时，由于每层的取样煤流束已被处理为不同的颗粒度级别，相阵光束在透射通过不同颗粒度级别的煤炭颗粒间隙时，激光光束的强度衰减是不同的。所以，激光相阵接收装置422中的激光接收器4221收集到的激光光束能量信号强度也是不同的，不同颗粒机颗粒度级别对应收集到的激光光束能量信号强度分布在不同的强度值范围之内。通过建立不同的颗粒度对应的激光束强度衰减计算模型，在分析仪控制站中通过计算机软件模拟计算，即可精确地推算出入炉煤的分层颗粒度比例，最后得出颗粒度分布结果，实现入口煤颗粒度在线检测的实际应用。

综上所述，本实施方式在对循环流化床锅炉入炉煤的颗粒度及粒径分布在线检测过程中，分级装置可将入炉取样煤颗粒流束进行在线分级处理；可以在不同的检测煤通道层区域，被分级处理为不同颗粒度级别的入炉煤取样流束，为提高后续检测精确度提供了基本保证。

本实施方式采用激光相阵发射装置来发射平行相阵光束；发射的平行相阵光束截面尺寸宽，同样，激光相阵接收装置接收信号的范围广，可以建立起不同颗粒度粒径分布的取样煤流束与激光相阵光束强度衰减的对应计算模型的新方法，可以提高颗粒度及粒径分布在线检测的精确度。

本实施方式可以在线及时跟踪二级碎煤机和振动筛后入炉取样煤颗粒度及粒径分布，在线检测速度快，可实现全煤流取样检测，减少人为因素影响；可以使运行人员随时监控碎煤机和振动筛工作状况，并及时对入炉煤颗粒度进行调整；

本实施方式还可以在线及时提供入炉取样煤颗粒度及粒径分布数据，运行人员可据此及时对锅炉进行针对性调节,确保锅炉在最佳工况下运行，提高锅炉燃烧效率。

本发明可以及时避免由于入炉煤的颗粒度大，而造成的循环流化床锅炉燃烧运行事故，和减少锅炉运行事故，同时可以直接降低厂用电电耗，为发电厂带来直接的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。