专利名称：电厂锅炉飞灰含碳量检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种从发电厂燃料锅炉排出的烟尘中检测含碳量的装置，属燃烧设备中的调节控制技术领域。
背景技术：
火力发电厂燃煤锅炉排出的烟尘飞灰中含有未燃尽的碳，是锅炉燃烧中的第二大损失，在线快速准确检测到飞灰中的含碳量，对提高锅炉的燃烧效率具有重大意义。目前的检测方法有实验室分析法和微波检测法，前者是用碰撞式取样器在现场收集到一定量的飞灰样品，在实验室灼烧后测得含碳量。这种取样器取到的灰样代表性差，飞灰中的细小颗粒因动量小而飞走；在实验室测量分析需要一定的时间，对调整控制燃烧状态存在滞后问题。后者是用碰撞式取样器收集的飞灰经输灰管自由下落到烟道外的微波检测装置中进行测量，测后由排灰电机将飞灰再送回烟道。这里也同样存在灰样代表性差，且一般3～5分钟测量一次，属于离散在线测量，也存在滞后问题；这种测量方法需要排灰风机、电磁阀振打器等设备，工作可靠性低，维护量大，且因灰样离开烟道后温度降低，容易产生结露堵灰问题。
实用新型内容本实用新型为了克服现有技术的缺陷，提供一种在线旁路取样、同步检测，且结构简单的电厂锅炉飞灰含碳量检测装置。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其中包括安装在锅炉和空气预热器之间的排烟道内圆柱筒取样头，取样头的下端经圆弧形弯管头和管道伸出排烟道外，并沿筒状旋风捕集器上端筒壁的切线方向与其连通，旋风捕集器的下端与灰样处理器连通；灰样处理器的下端通过排灰管与空气预热器上方的排烟道连通，旋风捕集器顶端又通过管道和烟气流速调节阀与空气预热器下方的排烟道连通；两根取样管的一端分别与安装在排烟道外壁上的U型管压差计的两端连通，其中一根取样管的另一端穿过排烟道安放在取样头的附近，而另一根取样管的另一端穿入与取样头连接的管道内，安放在取样头中。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其中灰样处理器为重锤式处理器，它包括灰斗、微波测量头和飞灰锁气器；灰斗上端为喇叭口型，下端为圆柱筒，在圆柱筒外周上装有微波测量头，在筒口上装有重锤式飞灰锁气器。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其中灰样处理器为连续流动处理器，它包括测量灰斗和上部与其连通的旁路灰斗，测量灰斗和旁路灰斗的上端均为喇叭口形，其下端均为圆柱筒；且旋风捕集器的出口对准测量灰斗，在所述测量灰斗的圆柱筒外周上装有微波测量头。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其中灰样处理器为连读流动自动调节处理器，它包括由大圆柱筒上段、小圆柱筒下段和双曲线型中间段相互连接而成的灰斗；在下段筒体外周上装有微波测量头，在下段筒口处对称地装有两个飞灰锁气器。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其中它还包括吹扫风源输出口，它设在空气预热器二次风出口处。
本实用新型电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，利用锅炉燃烧设备中的空气预热器的烟气道的进、出口的烟气压力差作为飞灰取样器的动力，将锅炉烟道中的烟气等速的引入旋风捕集器内，由于烟气流在其内旋转，烟气中灰粒在离心力作用下被甩到器壁上落下并收集，在达到一定量时，并通过微波测量头进行检测。该装置结构简单，等速取样，灰样代表性好，无转动机械，安装维护简便。烟气流温度高(烟气一般温度在350℃以上)，飞灰的流动性好，不易结露堵灰。
图1为本实用新型飞灰含碳量检测装置及吹扫风源结构原理示意图；图2为本实用新型中重锤式灰样处理器结构原理示意图；图3为本实用新型中连续式灰样处理器结构原理示意图；图4为本实用新型中连续流动自动调节灰样处理器结构原理示意图。
具体实施方法由图1可见，本实用新型的检测装置是安装在锅炉的排烟道3和空气预热器9之间外面的旁路式结构，它包括安装在锅炉和空气预热器9之间的排烟道3内的圆柱筒取样头1，该取样头1的下端经圆弧形弯管头和管道伸出排烟道3的外边，并沿筒状旋风捕集器5上端筒壁的切线方向与其连通，旋风捕集器5的下端与灰样处理器6连通，灰样处理器6的下端通过排灰管7与空气预热器9上方的排烟道3连通，而旋风捕集器5顶端又通过管道和烟气流调节阀8与空气预热器9下方的排烟道3连通。两根取样管2的一端分别与安装在排风道3外壁上的U型管压差计4的两端连通，其中一根取样管2的另一端穿过排烟道3安放在取样头1的附近，而另一根取样管2的另一端穿入与取样头1连接的管道内，安放在取样头1中。
本实用新型的检测过程是排烟道3内烟气流的压差使飞灰沿切线方向进入旋风捕集器5内旋转，在离心力的作用下粒状的飞灰被甩到器壁落下进入灰样处理器6中。进入该检测装置的烟气流流速由电磁式调节阀8进行调节，且设定调节阀8的特性曲线和被旁路的空气预热器9的阻力特性曲线相近似；因而该装置的取样系统的阻力特性与空气预热器的阻力特性相似，当锅炉机组负荷发生变化，烟气流速也发生变化，进入检测装置取样的烟气流速也按相似原理进行等量变化，实现等速取样，被检测的灰样代表性好。灰样处理器6为重锤式处理器，包括上端为喇叭口型、下端为圆柱筒的灰斗10，在灰斗10的圆柱筒外周装有微波测量头11，在筒口上装有重锤式飞灰锁气器12，见图2所示。当圆柱筒内存有一定密度的飞灰时，微波测量头11即可检测出灰粒中的含碳量。重锤式飞灰锁气器12为现有产品，它由重锤、圆柱筒口的挡板和固定转轴构成，即圆柱筒口的挡板和与其连接的可调节的重锤通过其中间的转轴固定在筒口壁上，按设计要求调节重锤的位置，当筒内的飞灰没有达到设计要求值时，挡板关闭，微波测量头11进行一次测量。当达到时，挡板打开，将测量过的飞灰经排灰管7流回到烟气道3中，在重锤的重力作用下，重锤式飞灰锁气器12返回原位，挡板关闭筒口，进入下一个测量过程。
图3为连续流动式的灰样处理器。它包括测量灰斗13和上部连通的旁路灰斗14，微波测量头11装在测量灰斗13的圆柱筒外。该处理器是按锅炉最小负荷，燃煤含灰量最低设计的，即锅炉运行中可能产生的最小飞灰量设计的。微波测量头11对直接流过测量灰斗13的灰样含碳量进行连续地测量。同样，测量过的灰样经排灰管7流回到烟气道3中。当锅炉在高负荷和燃烧高灰份煤时，旋风捕集器5收集到的灰样大于测量灰斗13所能流过的灰样量，则灰样经过旁路灰斗14从排灰管7流回到烟气道3中。这种对灰样含碳量的连续检测结果，对调整锅炉的燃烧状态具有实际的指导意义。
图4为连续流动自动调节灰样处理器。它包括由大圆柱筒上段15、小圆柱筒下段16和双曲线型中间段17相互连接而成的灰斗；在下段16筒体外周上装有微波测量头11，并在筒口处对称地装有两个重锤式飞灰锁气器12。飞灰锁气器12的结构原理与图2所述一样，但这时下段16的圆柱筒筒口由两个挡板挡住，同样按微波测量头11检测要求调整好重锤位置。当旋风捕集器5收集到的灰样量较小时，灰样对挡板的压力小，则在重锤平衡力的作用下，筒口张开小，飞灰流速低，筒内维持一定的灰样量，供微波测量头11检测含碳量。当灰样量较大时，挡板开口大，飞灰流速增加，但仍能维持一定的需要检测的灰样量。这种处理器可以满足来灰样量不断发生大幅度变化，而仍维持一定的可供测量用的灰样量。
本实用新型检测装置为了保证正常运行，取样等管道需定期吹扫，以防止堵灰，在空气预热器9的二次风出口处设吹扫风源输出口18，与吹风管连接，引出风源对管道定期吹扫。这个风源温度达300℃以上，压力高，可达1kpa以上，且距检测装置距离近，更不需要另行增加设备。
权利要求1.电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征是它包括安装在锅炉和空气预热器(9)之间的排烟道(3)内的圆柱筒取样头(1)，所述取样头(1)的下端经圆弧形弯管头和管道伸出所述排烟道(3)外，并沿筒状旋风捕集器(5)上端筒壁的切线方向与其连通，所述旋风捕集器(5)的下端与灰样处理器(6)连通；所述灰样处理器(6)的下端通过排灰管(7)与所述空气预热器(9)上方的排烟道(3)连通，所述旋风捕集器(5)顶端又通过管道和烟气流速调节阀(8)与所述空气预热器(9)下方的排烟道(3)连通；两根取样管(2)的一端分别与安装在所述排烟道(3)外壁上的U型管压差计(4)的两端连通，其中一根取样管(2)的另一端穿过所述排烟道(3)安放在所述取样头(1)的附近，而另一根取样管(2)的另一端穿入与所述取样头(1)连接的管道内，安放在所述取样头(1)的喇叭口中。
2.根据权利要求1所述的电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征是所述灰样处理器(6)为重锤式处理器，它包括灰斗(10)、微波测量头(11)和飞灰锁气器(12)；所述灰斗(10)上端为喇叭口形，下端为圆柱筒，在圆柱筒外周上装有微波测量头(11)，在筒口上装有重锤式飞灰锁气器(12)。
3.根据权利要求1所述的电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征是所述灰样处理器(6)为连续流动处理器，它包括测量灰斗(13)和上部与其连通的旁路灰斗(14)，所述测量灰斗(13)和旁路灰斗(14)的上端均为喇叭口形，其下端均为圆柱筒，且所述旋风捕集器(5)的出口对准所述测量灰斗(13)；在所述测量灰斗(13)的圆柱筒外周上装有微波测量头(11)。
4.根据权利要求1所述的电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征是所述灰样处理器(6)为连读流动自动调节处理器，它包括由大圆柱筒上段(15)、小圆柱筒下段(16)和双曲线型中间段(17)相互连接而成的灰斗；在下段(16)筒体外周上装有微波测量头(11)，在下段(16)筒口处对称地装有两个所述飞灰锁气器(12)。
5.根据权利要求1～4之一所述的电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，其特征是它还包括吹扫风源输出口(18)，它设在所述空气预热器(9)二次风的出口处。
专利摘要电厂锅炉飞灰含碳量检测装置，包括安装在锅炉排烟道内的圆柱筒取样头，安装在排烟道外的U型管压差计、旋风捕集器和灰样处理器；灰样处理器的灰斗壁外安装微波测量头，灰斗出口端安装重锤式飞灰锁气器，灰斗出口经排灰管与空气预热器上方的排烟道连通，旋风捕集器顶端又通过管道和烟气流速调节阀与空气预热器下方的排烟道连通。本实用新型利用空气预热器的烟气道的进、出口的烟气压力差作为飞灰取样器的动力，将锅炉烟道中的烟气等速的引入旋风捕集器内，由于烟气流在其内旋转，烟气中灰粒在离心力作用下被甩到器壁上落下并收集，在达到一定量时，并通过微波测量头进行检测。该装置结构简单，等速取样，灰样代表性好，无转动机械，安装维护简便。
文档编号G01N1/20GK2720426SQ200420064588
公开日2005年8月24日 申请日期2004年6月1日 优先权日2004年6月1日
发明者孟金来 申请人:孟金来