智能型炉渣取样系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃煤锅炉(包括大型电站锅炉和小型工业锅炉)性能监督和检测的技术领域，具体涉及智能型炉渣取样系统及方法。
【背景技术】
[0002]由我国的能源结构所决定，目前乃至较长一段时间内，煤炭仍是小型工业锅炉和大型电站锅炉的主要燃料，也就是说燃煤锅炉在较长一段时期内仍将占较大比重，而对于炉渣的化验分析能够直接反应锅炉的燃烧状况和运行状况。因此在锅炉正常运行过程中要进行炉渣的取样和分析，掌握锅炉燃烧状况，并为运行人员进行燃烧调整提供依据。新锅炉投产或锅炉进行重大技术改造后进行锅炉性能试验时，也要进行炉渣的取样，并分析其含可燃物含量，炉渣取样的代表性、准确性将直接影响相关锅炉性能计算的结果。但是目前关于炉渣取样方法的规定较少，在国标GB10184-88《电站锅炉性能试验规程》中第24页5.8.2项中炉渣的收集、称量与采样有所描述，但对于采样所用器具没有描述，是人工采样还是机器采样也没做描述，对于如何保证采集渣样的代表性和准确性没有做详细描述，目前在性能测试中，炉渣采样大多数还是人工采样，取渣的方法多为采用勺子或铁锨等工具，直接从捞渣机内随机挖取，此类方法具有较大的随机性和偶然性，且将渣从捞渣机的水槽中取出时，较细的渣颗粒会被水冲走，导致取出的大渣颗粒粒度偏大，如果用这样炉渣进行化验分析，则不能真实反应出炉渣的含碳量，因此对最后的锅炉性能计算数据也有影响；在锅炉正常运行中，电厂也要进行炉渣取样、化验以便对锅炉燃烧状况进行监督，经过实际考查，目前电厂相关人员的采集渣样也是用铁锨或铲子捞取，每天上午或下午捞取一次，这样造成取样的偶然性更大，而且在锅炉负荷随时变化、辅助系统如制粉系统、吹灰等也有启停操作，因此这种取渣方法很难准确反应锅炉燃烧状况。通过以上分析可看出，有必要研制一套能够智能化的炉渣取样装置，该装置实现自动采样，并可以有选择性的采样，如当锅炉负荷急剧变化、辅助系统有操作时就能停止采样，而且可以实现全粒度的采样，也就是说既可以采集大颗粒的渣样，也包含小颗粒的渣样，这样既能避免人为采样偶然性误差，也避免的采样代表性差的问题，而且减少了采样人员的劳动强度，全面的提高了取渣准确性，从而减少锅炉性能测试误差，所采集的渣样可以反应锅炉的燃烧状况。
[0003]目前介绍如何提高燃煤锅炉炉渣取样的准确性、代表性，避免炉渣取样的随机性和偶然性这方面的文献没有。通过检索，炉渣取样的相关专利如下:
[0004]CN201320832088.4 一种炉渣全自动取样装置，该专利通过定时控制电机、曲柄摇杆机构和皮带传输装置，实现了炉渣取样的自动化，可以说它仅实现的是原来由人工取样变为机器取样，原来人工取样的偶然性、代表性差、取样精确性低等问题基本没有解决。如:对于水力除渣来说，由于该专利没有对取样铲作说明也没有做相应的权利要求，该装置只能在捞渣机出水面以上的刮板上取渣，而在捞渣机刮板出水时，大量细小颗粒随着水又流入水中，造成所取的渣的颗粒粒径偏大，影响了准确性；还有一点是机组在负荷高低不同时，渣量也是不同，低负荷时取渣频率应该低，高负荷是取渣频率应该高，该专利也没有做描述；还有一点，锅炉的运行状态，如在炉膛吹灰过程中，磨煤机启停过程中，投油助燃过程，由于燃烧受到影响，炉渣中的可燃物含量会大幅度升高，此时不能反应锅炉真实的燃烧状况，这个时候不应该取样，或者说此时的炉渣样不具有代表性，该专利也没有作描述。
[0005]其他有关的炉渣取样器专利如专利CN201293733Y组合式钢液、熔渣取样器；CN201265022Y转炉副枪复合探头炉渣取样装置；CN201110418556.9 一种熔渣取样器及其使用方法；CN201320556173.2 一种冶金熔渣取样器等，这些炉渣取样专利都是属于冶金领域用于取高温的溶渣的，并且都不是自动采样与本专利所针对和应用的领域完全不同，在此不做比较。
[0006]通过以上分析可知，锅炉炉渣的取样是进行锅炉性能检测和日常运行监督的必要措施，但目前的取样方式存在一下问题:(I)、炉渣取样的代表性不强，具有随机性和偶然性。(2)、取渣方式大部分还是采用人工取渣，即使有些装置实现连续自动取样，但是在准确性和代表性方面有着严重不足。因此有必要发明一套取渣装置，该装置能够智能化的自动取渣，并且所收集的渣样具有较强的代表性和准确性。
【发明内容】
[0007]为解决现有技术存在的不足，本发明公开了智能型炉渣取样系统及方法，该系统可根据锅炉实际运行状况的实时地、连续地进行炉渣采样，采样过程中不需要工作人员的参与，避免了炉渣采样的随机性和偶然性，有效提高了炉渣采样的准确性，实现了智能化的炉渣取样方式。
[0008]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0009]智能型炉渣取样系统，包括炉渣采集装置，所述炉渣采集装置包括炉渣采集器及压杆系统，炉渣采集器在压杆系统的作用下进入捞渣机箱体内捞取炉渣并将捞取的炉渣通过导流装置引流至沉淀装置，沉淀装置包括溢流槽，渣水排出后溢流槽中沉淀为所要取得炉渣样本；炉渣采样器、导流装置和沉淀装置通过冲洗系统进行冲洗；炉渣采集装置及导流装置有支撑框架支撑；
[0010]炉渣采集器固定在筒体框架上，筒体框架、压杆系统的压板及导流装置的导流槽分别与相应的齿轮齿条机构相连，齿轮齿条机构均通过驱动装置与控制单元相连，控制单元将炉渣采集装置和导流装置同时进退到位。
[0011]所述炉渣采集器包括筒体、底部逆止门、放渣门、放渣活动杆、导向横梁、弹性装置及筒体框架；所述底部逆止门设置在筒体的最底端，所述放渣门为在筒体下半部分，所述放渣活动杆为一个连接杆，放渣活动杆与放渣门内面连接，所述导向横梁布置在筒体中上部，导向横梁上还挂有弹性装置；所述弹性装置连接在导向横梁和放渣活动杆上；所述筒体框架是将筒体固定的结构框架，框架侧面为齿条。
[0012]所述筒体上截面形状为方形，下截面为长方形，在下部侧面为斜面；所述底部逆止门为最底端采用轻质材料的(如强度较高的塑料)两片逆止门，当炉渣采集器进入捞渣机箱体内捞取渣时，两片逆止门打开，捞取完成往上提升时，两片逆止门关闭防止炉渣流出；所述放渣门为在下半部分侧面做成斜面，将斜面位置设为一个板门，板门通过门栓连接在侧面，板门只能向外开，当放渣门打开时，渣水混合物就从筒体内流出；所述放渣活动杆为一个轻质的连接杆，放渣活动杆与放渣门内面合适位置连接，杆上升时，板门关闭，轻质杆下降时，板门打开，并且轻质杆要露出炉渣采集器一段距离；导向横梁布置在筒体中上部，用来限制放渣活动杆水平方向移动保证其上下移动，弹性装置连接在导向横梁和放渣活动杆上，通过弹性装置的弹力保持放渣门在常闭状态。
[0013]所述压杆系统包括压板，压板用于下压放渣活动杆，防止放渣活动杆水平滑动，压板为倒L型，其侧面为齿条。
[0014]压板要求与放渣活动杆的接触面要粗糙，防止放渣活动杆水平滑动。
[0015]所述导流装置包括导流槽，所述导流槽是截面为V型的槽，其上端封闭，下端开放，导流槽的底部设置有用来驱动导流装置在倾斜方向上下移动的驱动齿条。
[0016]导流装置的作用是将炉渣采集器放出的渣水混合物引流至沉淀装置中。
[0017]所述沉淀装置还包括搅拌器、接水槽和渣位传感器，溢流槽是将渣水混合物进行沉淀的装置，其截面为梯形，上边缘为齿形的圆形槽，在溢流槽最底部有排放口，搅拌器是置于溢流槽中的叶片型搅拌器；在溢流槽内还设有一个渣位传感器，该渣位传感器可采用一个方形的重块，要求该重块的密