煤質(zhì)灰分儀在火電廠入爐煤檢測(cè)方面的應(yīng)用

張偉 陳樹軍 宋青鋒 周洪軍

摘 要：為了滿足電廠對(duì)入爐煤煤質(zhì)檢測(cè)結(jié)果時(shí)效性的要求，介紹了一款煤質(zhì)灰分在線檢測(cè)儀表。著重從原理結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)安裝使用方案以及最終的使用效果等方面，對(duì)儀表進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。該儀表的應(yīng)用，可為電廠的生產(chǎn)人員提供了準(zhǔn)確的煤質(zhì)信息，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)儀器檢測(cè)結(jié)果科學(xué)摻配，使入爐煤質(zhì)達(dá)到燃燒需求，提高電廠燃料的智能化管理水平。

關(guān)鍵詞：灰分；在線；入爐煤；智能

1 背景

在當(dāng)前燃料成本占發(fā)電企業(yè)成本70%以上的大環(huán)境背景下，如何做好燃料的智能、科學(xué)管理，是擺在各發(fā)電企業(yè)面前亟需解決的一道難題，而如何獲取準(zhǔn)確的燃料數(shù)據(jù)是發(fā)電企業(yè)實(shí)行燃料智能化管控需要重點(diǎn)考慮的問題之一。在電廠的運(yùn)行管理過程中，入爐煤的煤質(zhì)數(shù)據(jù)直接關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行和混煤摻燒效果，同時(shí)，其與入廠煤的熱值差，也是衡量電廠管理水平的一個(gè)重要依據(jù)，所以，各電廠對(duì)于入爐煤煤質(zhì)檢測(cè)均有嚴(yán)格的管理規(guī)定。一般大的發(fā)電企業(yè)，在入爐煤皮帶上均安裝有皮帶中部采樣機(jī)，定期收集有代表性的煤炭樣品，送化驗(yàn)室進(jìn)行人工分析。這種入爐煤煤質(zhì)檢測(cè)方式，雖然采用了機(jī)械化采樣裝置，在保證了取樣的代表性的同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也能夠得到準(zhǔn)確的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，但是在數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性方面存在不足。

2 基本原理

如下圖所示，采用X射線熒光技術(shù)與X射線吸收相結(jié)合的原理，采用X射線管作為激發(fā)源，通過測(cè)量煤樣的透射X射線、散射X射線和X射線熒光的強(qiáng)度，運(yùn)用專用算法快速計(jì)算出煤樣中的灰分。

3 儀表構(gòu)成

X射線煤質(zhì)灰分儀主要由主機(jī)系統(tǒng)（包括工業(yè)級(jí)微型電腦、觸摸屏、應(yīng)用程序）、控制系統(tǒng)（包括控制電路、驅(qū)動(dòng)單元、料位計(jì)、料位開關(guān)）、探測(cè)系統(tǒng)（包括探測(cè)單元、信號(hào)處理系統(tǒng)）及機(jī)械裝置（包括輸送機(jī)體、整形裝置、支架）四部分組成，如圖2所示。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方案

考慮到X射線煤質(zhì)灰分儀的結(jié)構(gòu)及測(cè)量要求，設(shè)計(jì)其安裝位置為二級(jí)破碎棄料管及斗提機(jī)附近，具體安裝位置如圖3所示。安裝時(shí)將二次縮分棄料管截?cái)啵毫饕M(jìn)灰分儀進(jìn)行分析，分析后的煤樣自流進(jìn)入斗提機(jī)。

5 應(yīng)用情況

儀表經(jīng)過一段時(shí)間的安裝、調(diào)試、運(yùn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)化驗(yàn)結(jié)果，利用最小二乘法進(jìn)行多元素線性回歸，建立了適合于現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。在儀表運(yùn)行穩(wěn)定后，與現(xiàn)場(chǎng)人員一同進(jìn)行取樣對(duì)照驗(yàn)證，共取樣40組數(shù)據(jù)，具體情況見下表。

從儀表的對(duì)照數(shù)據(jù)中可以看出：儀表精度高，趨勢(shì)明顯，統(tǒng)計(jì)計(jì)算所有數(shù)據(jù)平均偏差為-0.134，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.46，相關(guān)系數(shù)為0.988。

6 結(jié)語

X射線煤質(zhì)灰分儀作為一款與采樣機(jī)結(jié)合使用的煤質(zhì)在線分析儀表，其測(cè)量原理非常適合對(duì)于入爐混煤的灰分進(jìn)行在線檢測(cè)，為生產(chǎn)調(diào)度人員提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)。另外，由于設(shè)備內(nèi)部不使用放射源，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用具有安全可靠等特點(diǎn)，因此可以在電廠進(jìn)行廣泛推廣，為電廠的燃料的智能化管控提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉昂，陶光儀，卓尚軍，等.X射線熒光光譜分析[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2]李英華，等.《煤炭在線分析儀測(cè)量性能評(píng)價(jià)方法》國家標(biāo)準(zhǔn).

作者簡(jiǎn)介：張偉（1980-），男，漢族，黑龍江密山縣人，本科，1998年7月畢業(yè)于吉林大學(xué)，丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司副總工程師，教授研究員級(jí)高級(jí)工程師，遼寧省“百千萬人才”百人層次，享受國務(wù)院特殊津貼，主要從事同位素在線檢測(cè)儀表的研發(fā)工作。