专利名称：煤粉自燃自爆监测预报系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤粉自燃自爆监测予报系统，更确切地说，涉及一种可用在制粉系统中的磨煤机入口、乏气管道、煤粉仓以及锅炉的尾部受热面等的自燃自爆在线监测予报系统，并可应用于其它煤粉自燃自爆场所以及除煤粉之外的类似制粉系统的自燃自爆的在线监测预报。
众所周知，火力发电厂的制粉系统，其气粉混合物所含有的煤粉粒度通常在20～60μm之间，煤粉浓度在0.3～0.6kg/m3，正处于极易燃烧和爆炸的范围内。大量事故分析结果表明，制粉系统发生爆炸的引爆火源是长期的积粉低温热解引发的煤粉自燃。所以，只要能早期发现并监测制粉系统中煤粉的低温热解情况，就能达到予测予报制粉系统煤粉自燃自爆事故的目的。其主要监测对象包括磨煤机的入口，乏气管道和煤粉仓等。
此外，火电厂锅炉在机组启停、低负荷投油助燃和燃烧调整试验过程中，其油煤混烧时的尾部受热面容易发生再燃烧事故。只要能对锅炉尾部烟道采样监测，便可早期发现隐患，杜绝再燃烧事故的发生。
经检索，迄今尚未发现有相同或相似的煤粉自燃自爆监测系统。现有机组的制粉系统，基本上还没有配备专用的煤粉自燃予测予报装置，仅靠监测磨煤机出口处气粉混合物的温度来进行予报。但是这种方法的局限性很大，一旦发现磨煤机出口的气温升高，往往煤粉已经发生了自燃事故。同时，这种方法也难以有效地监测制粉系统中其它设备(例如磨煤机和粗、细粉分离器等)煤粉的自燃事故。运行经验表明，这些设备发生自燃的事故率也是非常高的。
因此，本发明的目的，在于提供一种煤粉自燃自爆监测予报系统，既能对制粉系统中的磨粉机入口、乏气管道和煤粉仓，又能对锅炉尾部的受热面进行在线监测予报。
本发明的另一个目的，在于提供一种煤粉自燃自爆自动监测予报系统，对于整个采样、气体分析、仪器校正过程实施自动控制。
本发明的进一步目的，在于提供一种煤粉自燃自爆实时监测予报系统，对于采样点进行实时测量并对测量结果进行分析处理，在将分析结果进行显示、打印、存贮和报警输出的同时，并根据分析结果对于一级过滤器、采样/排空阀以及连带的采样泵采样时间和排空泵排空时间、气体分析仪的校正时间进行随机控制。
本发明的发明目的，是通过以下的技术方案来达到的。
本发明的煤粉自燃自爆在线监测予报系统，系由气体采样及过滤系统、易燃易爆气体分析仪和数据处理及控制系统组成。气体采样及过滤系统，主要由采样泵、采样/排空阀、过滤器和除水器组成。易燃易爆气体分析仪，通常包括氧气分析仪、一氧化碳气体分析仪之类。数据处理及控制系统主要由A/D、D/A变换器、计算机和相应的执行机构组成。气体分析仪的测量信号经A/D变换器送入计算机进行分析处理。计算机在将分析结果显示、打印、存贮和报警的同时，并经D/A变换器转换成模拟信号，以按照所设定的程序对整个采样、气体分析、仪器校正过程实施自动控制。当某个采样点易燃易爆气体含量超限时，计算机在报警的同时，将减小该采样点的采样时间间隔，加强对该点的监测，并对煤粉自燃自爆趋势作出自动分析。
根据本发明的煤粉自燃自爆在线监测予报系统，包括采样泵和易燃易爆气体分析仪，其特征在于进一步包括有A、一级过滤器，被安装在采样泵之前，以对采样泵抽取的气粉混合物进行初过滤，防止煤粉阻塞管路及对气体分析仪造成危害；B、排空泵，与采样泵并行安装，以在非采样测量时间间隔内将初过滤的气体排空，从而减小测量的延迟时间；C、采样/排空阀，分别与采样泵和排空泵连通，以控制采样测量时间和排空时间，以及D、工业控制用的电子计算机，被安装在气体分析仪之后，以对气体分析仪测量的数据作出分析处理，在将分析结果进行显示、打印、存贮和报警的同时，并根据分析结果对于一级过滤器、采样/排空阀以及连带的采样泵采样时间和排空泵排空时间进行随机控制。
根据本发明的煤粉自燃自爆在线监测报警系统，其进一步的特征在于所述一级过滤器为装有压缩空气的旋风式煤粉分离器；所述气体分析仪为氧气分析仪和一氧化碳气体分析仪，且为对该仪器进行校准，在其通往采样泵的管路上安装有测量/校准阀，受电子计算机控制，由标准气体对其进行随机校正。
为了提高气体分析仪的可靠性并提高其测量精度，在采样测量的管路上进一步安装有除水器(例如电子冷凝除水器)和二级过滤器(例如多孔式过滤器)，以使被采样气体进一步净化，并对分析仪提供保护。
鉴于在线监测时排空泵会在非采样时间间隔内将大量的气粉混合物排入空间，为减少其对周围环境的污染，在排空泵之后装有清洗水池，以将该气粉混合物净化之后排放。
为对采样测量的动态过渡过程进行监测，在通往气体分析仪的管路中安装有转子流量计。
本发明的上述结构特征及其所具有的特点和优点，通过以下结合附图所阐述的具体实施例将变得更加清楚和明白，其中
图1为煤粉热解时一氧化碳释放量和煤粉温度的关系曲线；图2为本发明的煤粉自燃自爆在线监测予报系统；煤粉自燃是一个缓慢的氧化过程，在适当的外界条件下，当其氧化放出的热量不能及时地散发到周围环境中去时，煤粉温度升高，氧化过程加速直至煤粉着火。挥发成分含量越高的煤，自燃的倾向越大。在煤粉的氧化过程中，煤粉将析出CO，CO2以及饱和和不饱和的碳氢化合物(如CH4，C2H4，C2H6)。煤种不同，这些气体的析出温度不同，且其析出量与煤粉温度成指数关系(图1)。在这些气体中，CO的开始析出温度较低，且其析出量较大，故最适宜作煤粉自燃早期监测予报的指标气体。其它如氧气等的含量，也是监测予报煤粉自燃的重要指标气体，从而构成本发明的主要采样监测对象。
参见图2，其中一级过滤器(18)为安装在采样泵(6)之前的旋风式煤粉分离器，经阀门(1)抽取的采样气粉混合物被送入该过滤器过滤。被过滤后的采样气体，经过采样/排空阀(4)被吸入采样泵(6)或者通过排空泵(5)释放。被过滤后分离出来的煤粉，则由阀门(2)吹入的压缩空气(15)吹扫干净，并经过阀门(3)送入制粉系统(17)中。而且阀门(1)、(2)、采样/排空阀(4)以及采样泵(6)和排空泵(5)的工作，均由电子计算机(11)按照设定的程序进行随机控制。由采样泵采样的气体，经电子冷凝除水器(8)除水和多孔过滤器(9)进一步过滤之后，被送入一氧化碳分析仪(12)和氧气分析仪(13)(例如红外线气体分析仪)。当某点采样中CO含量大于25ppm时，表明该采样点煤粉有自燃的可能。这时，电子计算机除驱动报警之外，将控制采样/排空阀(4)以对该采样点缩短采样时间间隔进行连续监测，并自动分析CO含量随时间的增长率。一旦CO含量随时间急剧增大，表明煤粉自燃正在加速进行，便再次报警，提请运行人员采取紧急处理措施。
图中的显示、打印、存贮、报警设备(14)，以及控制气体分析仪测量或校准用的测量/校准阀(10)和标准气体(16)以及清洗排放气体的清洗水池(7)，其本身为通用设备和器材，可任意选用。至于经分析后排空的气体，可根据需要作净化处理，使其不致于污染环境。
本发明的煤粉自燃自爆监测予报系统，能够自动地完成气体采样、气体净化、气体分析和分析仪器校正，并可将监测结果显示、打印、存贮和报警。其用于火电厂对于磨煤机入口、乏气管道和煤粉仓以及锅炉尾部的烟道进行在线监测予报，能够有效地监测机组的安全运行情况，避免事故的发生。本发明还可用作其它易燃易爆场所的实时监测予报，而且检测用的仪器可根据被监测对象配置。
权利要求
1.一种煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，包括采样泵和易燃易爆气体分析仪，其特征在于进一步包括有A.一级过滤器，被安装在采样泵之前，以对采样泵抽取的气粉混合物进行初过滤，防止煤粉阻塞管路及对气体分析仪造成危害；B.排空泵，与采样泵并行安装，以在非采样测量时间间隔内将初过滤的气体排放，从而减小测量的延迟时间；C.采样/排空阀，分别与采样泵和排空泵连通，以控制采样测量时间和排空时间，以及D.工业控制用的电子计算机，被安装在气体分析仪之后，以对气体分析仪测量的数据作出分析处理，在将分析结果进行显示、打印、存贮和报警输出的同时，并根据分析结果对于一级过滤器、采样/排空阀以及连带的采样泵采样时间和排空泵排空时间进行随机控制。
2.根据权利要求1的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于所述一级过滤器为装有压缩空气的旋风式煤粉分离器。
3.根据权利要求2的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于在排空泵之后装有清洗水池，以对所排放的初过滤气体清洗，防止造成环境污染。
4.根据权利要求3的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于所述气体分析仪为氧气分析仪和一氧化碳气体分析仪。
5.根据权利要求4的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于在采样泵通往气体分析仪的采样测量管路上装有测量/校准阀，并受电子计算机控制，通过标准气体对上述气体分析仪进行校准。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于在采样泵通往气体分析仪的采样测量管路上，进一步安装有除水器和二级过滤器，以使被分析的气体进一步净化，藉以提高分析的可靠性和提高仪器分析精度。
7.根据权利要求6的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于上述除水器为电子冷凝除水器。
8.根据权利要求7的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于上述二级过滤器为多孔式过滤器。
9.根据权利要求6的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于在通往气体分析仪的管路中装有转子流量计。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求的煤粉自燃、自爆在线监测予报系统，其特征在于该系统可用在火电厂制粉系统中的磨煤机入口、乏气管道、煤粉仓和锅炉尾部受热面的在线监测予报，并可用作其它易燃易爆气体场所的实时监测予报。
全文摘要
本发明公开一种煤粉自燃自爆在线监测预报系统,包括采样泵和气体分析仪,其特征在于进一步包括有:A、一级过滤器,被安装在采样泵之前,以对采样泵抽取的气粉混合物进行初过滤;B、排空泵,与采样泵并行安装,以在非采样测量时间间隔内将初过滤的气体排空;C、采样/排空阀,分别与采样和排空泵连通,以控制采样和排空时间;D、电子计算机,被安装在气体分析仪之后,以对其测量数据分析处理,并将结果输出报警和控制气体采样、净化、分析和仪器校正。
文档编号F23M11/00GK1173612SQ9612095
公开日1998年2月18日 申请日期1996年12月6日 优先权日1996年12月6日
发明者程金明, 魏楠, 刘彤, 李福顺, 陈龙华, 杨永红 申请人:华北电力大学(北京)