给煤机式煤质成分在线分析装置及分析方法与流程

文档序号:12358607阅读:来源:国知局

技术特征:

1.给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征在于它包括给煤系统、检测系统和控制系统;所述给煤系统依次包括给煤机、落料管、U型小皮带、整形器和出料管;所述检测系统依次包括微波接收器、微波发射器和防护体;所述防护体内上方设有D-T中子发生器和BGO探测器,D-T中子发生器和BGO探测器置于铅块中;所述控制系统包括数字控制中子发生器单元、谱采集及控制单元、微波数据中央处理单元、计算机数据处理单元和显示单元;所述微波发射器和微波接收器连接微波数据中央处理单元,所述数字控制中子发生器单元连接D-T中子发生器,所述谱采集及控制单元连接BGO探测器,所述计算机数据处理单元和显示单元用于谱信号的解谱处理和煤质数据计算和显示。

2.根据权利要求1所述的给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征是:所述D-T中子发生器为脉冲D-T中子发生器,控制脉冲的周期为200us,占空比1:1。

3.根据权利要求1所述的给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征是:所述BGO探测器的恒温控制,采用I2C总线的高精度数字温度芯片LM92为传感器,控制BGO温度为40±0.5℃。

4.根据权利要求3所述的给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征是:U6部件是LM92总线制温度传感器芯片,把BGO探测器腔体中温度数据通过U5总线扩展器芯片延长传输距离达到50米,U6的时钟脉冲信号来自U5的时钟脉冲,U5的时钟信号来自单片机处理器的IO口P1.1,温度信号从U6的SDA输出经过信号进入U5的SDA口,再通过U5的LDA口进入U4的LDA口,最后由U4的SDA口进入单片机处理器的P1.1口, R5和R6是U6的SDA和SCL的上拉电阻,增强SDA和SCL的高电平电压;实时检测出的温度与给定温度的差值通过PID模糊软件算法计算出温度调节量数据,该数据通过单片机处理器P2.1口输出到U1的DIN数字量输入口,U1是12位高精度数模转换芯片,U1的VoutA经过集成运放U2放大后输入温控电源的控制端,控制温控电源的输出电压,温控电源的输出电压接入加热器。

5.根据权利要求1所述的给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征是:所述防护体为门型移动框架结构,防护材料包括铅、聚乙烯和含硼聚乙烯。

6.根据权利要求5所述的给煤机式煤质成分在线分析装置,其特征是:所述的防护体底部安装有滚轮。

7.一种采用权利要求1所述给煤机式煤质成分在线分析装置的分析方法,其特征在于煤炭从给煤机的落料管落到给煤机的U型小皮带,经过整形器处理后进入微波接收器和微波发射器,微波检测信号进入微波数据中央处理单元,煤炭继续进入防护体,经过位于煤炭上方的D-T中子发生器和BGO探测器,检测完成后进入出料管,然后经过磨煤机进入锅炉燃烧器;数字控制中子发生器单元控制D-T中子发生器运行,谱采集及控制单元采集BGO探测器的谱信号和对BGO探测器进行恒温控制,计算机数据处理单元和显示单元用于谱信号的解谱处理和煤质数据计算和显示。

8.根据权利要求7所述的分析方法,其特征是:当需要启动给煤机为锅炉燃烧器送煤时,在分析仪软件检测到给煤机的运行状态信号后依次系统自动启动D-T中子发生器和谱采集及控制单元以及计算机数据处理单元,在线分析仪进入测量状态;原煤仓的煤炭通过落料管进入给煤机的U型小皮带,经整形器对煤炭形状进行整形处理,整形处理后煤炭首先在防护体外进行水分在线检测,微波发射器安装在U型小皮带的下方,微波接收器安装在U型小皮带的上方,微波接收器和微波接收器通过电缆连接到微波数据中央处理单元,微波数据中央处理单元输出瞬时水分的4-20mA信号,然后通过通讯模块转换为串口信号,并通过串口通讯电缆接入计算机数据处理单元;煤炭穿过防护体进入全元素检测区域,脉冲D-T中子发生器由脉冲高压电源提供加速极电压,脉冲周期为200us,占空比为1:1,一部分快中子经过铅块慢化后形成热中子,这样就形成一定比例的快、热中子,快中子与煤炭的C和O元素发生非弹散射反应生成其特征伽码射线,热中子与H等元素发生俘获反应产生对应的特征伽码射线,使用高分辨率的BGO探测器检测这些特征伽码射线,并把这些特征伽码射线转换为电信号,电信号经过信号前置放大电路后传送到谱采集及控制单元,谱采集及控制单元通过串口通讯把谱数据送入计算机数据处理单元,通过蒙特卡罗库—最小二乘法的解谱算法实时解析煤炭中14种主要元素C、H、O、N、S、Si、Al、Fe、Ca、Ti、Na、K、P、Mg,然后根据以上元素信息计算出煤炭的工业分析指标发热量、挥发分、灰分、全硫、内水、固定碳及灰成分。

9.根据权利要求8所述的分析方法,其特征是,分析周期为1分钟。

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