智能型爐渣取樣系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤鍋爐(包括大型電站鍋爐和小型工業(yè)鍋爐)性能監(jiān)督和檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及智能型爐渣取樣系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)所決定，目前乃至較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭仍是小型工業(yè)鍋爐和大型電站鍋爐的主要燃料，也就是說燃煤鍋爐在較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)仍將占較大比重，而對(duì)于爐渣的化驗(yàn)分析能夠直接反應(yīng)鍋爐的燃燒狀況和運(yùn)行狀況。因此在鍋爐正常運(yùn)行過程中要進(jìn)行爐渣的取樣和分析，掌握鍋爐燃燒狀況，并為運(yùn)行人員進(jìn)行燃燒調(diào)整提供依據(jù)。新鍋爐投產(chǎn)或鍋爐進(jìn)行重大技術(shù)改造后進(jìn)行鍋爐性能試驗(yàn)時(shí)，也要進(jìn)行爐渣的取樣，并分析其含可燃物含量，爐渣取樣的代表性、準(zhǔn)確性將直接影響相關(guān)鍋爐性能計(jì)算的結(jié)果。但是目前關(guān)于爐渣取樣方法的規(guī)定較少，在國(guó)標(biāo)GB10184-88《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》中第24頁(yè)5.8.2項(xiàng)中爐渣的收集、稱量與采樣有所描述，但對(duì)于采樣所用器具沒有描述，是人工采樣還是機(jī)器采樣也沒做描述，對(duì)于如何保證采集渣樣的代表性和準(zhǔn)確性沒有做詳細(xì)描述，目前在性能測(cè)試中，爐渣采樣大多數(shù)還是人工采樣，取渣的方法多為采用勺子或鐵锨等工具，直接從撈渣機(jī)內(nèi)隨機(jī)挖取，此類方法具有較大的隨機(jī)性和偶然性，且將渣從撈渣機(jī)的水槽中取出時(shí)，較細(xì)的渣顆粒會(huì)被水沖走，導(dǎo)致取出的大渣顆粒粒度偏大，如果用這樣爐渣進(jìn)行化驗(yàn)分析，則不能真實(shí)反應(yīng)出爐渣的含碳量，因此對(duì)最后的鍋爐性能計(jì)算數(shù)據(jù)也有影響；在鍋爐正常運(yùn)行中，電廠也要進(jìn)行爐渣取樣、化驗(yàn)以便對(duì)鍋爐燃燒狀況進(jìn)行監(jiān)督，經(jīng)過實(shí)際考查，目前電廠相關(guān)人員的采集渣樣也是用鐵锨或鏟子撈取，每天上午或下午撈取一次，這樣造成取樣的偶然性更大，而且在鍋爐負(fù)荷隨時(shí)變化、輔助系統(tǒng)如制粉系統(tǒng)、吹灰等也有啟停操作，因此這種取渣方法很難準(zhǔn)確反應(yīng)鍋爐燃燒狀況。通過以上分析可看出，有必要研制一套能夠智能化的爐渣取樣裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣，并可以有選擇性的采樣，如當(dāng)鍋爐負(fù)荷急劇變化、輔助系統(tǒng)有操作時(shí)就能停止采樣，而且可以實(shí)現(xiàn)全粒度的采樣，也就是說既可以采集大顆粒的渣樣，也包含小顆粒的渣樣，這樣既能避免人為采樣偶然性誤差，也避免的采樣代表性差的問題，而且減少了采樣人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，全面的提高了取渣準(zhǔn)確性，從而減少鍋爐性能測(cè)試誤差，所采集的渣樣可以反應(yīng)鍋爐的燃燒狀況。
[0003]目前介紹如何提高燃煤鍋爐爐渣取樣的準(zhǔn)確性、代表性，避免爐渣取樣的隨機(jī)性和偶然性這方面的文獻(xiàn)沒有。通過檢索，爐渣取樣的相關(guān)專利如下:
[0004]CN201320832088.4 一種爐渣全自動(dòng)取樣裝置，該專利通過定時(shí)控制電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和皮帶傳輸裝置，實(shí)現(xiàn)了爐渣取樣的自動(dòng)化，可以說它僅實(shí)現(xiàn)的是原來由人工取樣變?yōu)闄C(jī)器取樣，原來人工取樣的偶然性、代表性差、取樣精確性低等問題基本沒有解決。如:對(duì)于水力除渣來說，由于該專利沒有對(duì)取樣鏟作說明也沒有做相應(yīng)的權(quán)利要求，該裝置只能在撈渣機(jī)出水面以上的刮板上取渣，而在撈渣機(jī)刮板出水時(shí)，大量細(xì)小顆粒隨著水又流入水中，造成所取的渣的顆粒粒徑偏大，影響了準(zhǔn)確性；還有一點(diǎn)是機(jī)組在負(fù)荷高低不同時(shí)，渣量也是不同，低負(fù)荷時(shí)取渣頻率應(yīng)該低，高負(fù)荷是取渣頻率應(yīng)該高，該專利也沒有做描述；還有一點(diǎn)，鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，如在爐膛吹灰過程中，磨煤機(jī)啟停過程中，投油助燃過程，由于燃燒受到影響，爐渣中的可燃物含量會(huì)大幅度升高，此時(shí)不能反應(yīng)鍋爐真實(shí)的燃燒狀況，這個(gè)時(shí)候不應(yīng)該取樣，或者說此時(shí)的爐渣樣不具有代表性，該專利也沒有作描述。
[0005]其他有關(guān)的爐渣取樣器專利如專利CN201293733Y組合式鋼液、熔渣取樣器；CN201265022Y轉(zhuǎn)爐副槍復(fù)合探頭爐渣取樣裝置；CN201110418556.9 一種熔渣取樣器及其使用方法；CN201320556173.2 一種冶金熔渣取樣器等，這些爐渣取樣專利都是屬于冶金領(lǐng)域用于取高溫的溶渣的，并且都不是自動(dòng)采樣與本專利所針對(duì)和應(yīng)用的領(lǐng)域完全不同，在此不做比較。
[0006]通過以上分析可知，鍋爐爐渣的取樣是進(jìn)行鍋爐性能檢測(cè)和日常運(yùn)行監(jiān)督的必要措施，但目前的取樣方式存在一下問題:(I)、爐渣取樣的代表性不強(qiáng)，具有隨機(jī)性和偶然性。(2)、取渣方式大部分還是采用人工取渣，即使有些裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)取樣，但是在準(zhǔn)確性和代表性方面有著嚴(yán)重不足。因此有必要發(fā)明一套取渣裝置，該裝置能夠智能化的自動(dòng)取渣，并且所收集的渣樣具有較強(qiáng)的代表性和準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了智能型爐渣取樣系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)可根據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)地、連續(xù)地進(jìn)行爐渣采樣，采樣過程中不需要工作人員的參與，避免了爐渣采樣的隨機(jī)性和偶然性，有效提高了爐渣采樣的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了智能化的爐渣取樣方式。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0009]智能型爐渣取樣系統(tǒng)，包括爐渣采集裝置，所述爐渣采集裝置包括爐渣采集器及壓桿系統(tǒng)，爐渣采集器在壓桿系統(tǒng)的作用下進(jìn)入撈渣機(jī)箱體內(nèi)撈取爐渣并將撈取的爐渣通過導(dǎo)流裝置引流至沉淀裝置，沉淀裝置包括溢流槽，渣水排出后溢流槽中沉淀為所要取得爐渣樣本；爐渣采樣器、導(dǎo)流裝置和沉淀裝置通過沖洗系統(tǒng)進(jìn)行沖洗；爐渣采集裝置及導(dǎo)流裝置有支撐框架支撐；
[0010]爐渣采集器固定在筒體框架上，筒體框架、壓桿系統(tǒng)的壓板及導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流槽分別與相應(yīng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu)相連，齒輪齒條機(jī)構(gòu)均通過驅(qū)動(dòng)裝置與控制單元相連，控制單元將爐渣采集裝置和導(dǎo)流裝置同時(shí)進(jìn)退到位。
[0011]所述爐渣采集器包括筒體、底部逆止門、放渣門、放渣活動(dòng)桿、導(dǎo)向橫梁、彈性裝置及筒體框架；所述底部逆止門設(shè)置在筒體的最底端，所述放渣門為在筒體下半部分，所述放渣活動(dòng)桿為一個(gè)連接桿，放渣活動(dòng)桿與放渣門內(nèi)面連接，所述導(dǎo)向橫梁布置在筒體中上部，導(dǎo)向橫梁上還掛有彈性裝置；所述彈性裝置連接在導(dǎo)向橫梁和放渣活動(dòng)桿上；所述筒體框架是將筒體固定的結(jié)構(gòu)框架，框架側(cè)面為齒條。
[0012]所述筒體上截面形狀為方形，下截面為長(zhǎng)方形，在下部側(cè)面為斜面；所述底部逆止門為最底端采用輕質(zhì)材料的(如強(qiáng)度較高的塑料)兩片逆止門，當(dāng)爐渣采集器進(jìn)入撈渣機(jī)箱體內(nèi)撈取渣時(shí)，兩片逆止門打開，撈取完成往上提升時(shí)，兩片逆止門關(guān)閉防止?fàn)t渣流出；所述放渣門為在下半部分側(cè)面做成斜面，將斜面位置設(shè)為一個(gè)板門，板門通過門栓連接在側(cè)面，板門只能向外開，當(dāng)放渣門打開時(shí)，渣水混合物就從筒體內(nèi)流出；所述放渣活動(dòng)桿為一個(gè)輕質(zhì)的連接桿，放渣活動(dòng)桿與放渣門內(nèi)面合適位置連接，桿上升時(shí)，板門關(guān)閉，輕質(zhì)桿下降時(shí)，板門打開，并且輕質(zhì)桿要露出爐渣采集器一段距離；導(dǎo)向橫梁布置在筒體中上部，用來限制放渣活動(dòng)桿水平方向移動(dòng)保證其上下移動(dòng)，彈性裝置連接在導(dǎo)向橫梁和放渣活動(dòng)桿上，通過彈性裝置的彈力保持放渣門在常閉狀態(tài)。
[0013]所述壓桿系統(tǒng)包括壓板，壓板用于下壓放渣活動(dòng)桿，防止放渣活動(dòng)桿水平滑動(dòng)，壓板為倒L型，其側(cè)面為齒條。
[0014]壓板要求與放渣活動(dòng)桿的接觸面要粗糙，防止放渣活動(dòng)桿水平滑動(dòng)。
[0015]所述導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽是截面為V型的槽，其上端封閉，下端開放，導(dǎo)流槽的底部設(shè)置有用來驅(qū)動(dòng)導(dǎo)流裝置在傾斜方向上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒條。
[0016]導(dǎo)流裝置的作用是將爐渣采集器放出的渣水混合物引流至沉淀裝置中。
[0017]所述沉淀裝置還包括攪拌器、接水槽和渣位傳感器，溢流槽是將渣水混合物進(jìn)行沉淀的裝置，其截面為梯形，上邊緣為齒形的圓形槽，在溢流槽最底部有排放口，攪拌器是置于溢流槽中的葉片型攪拌器；在溢流槽內(nèi)還設(shè)有一個(gè)渣位傳感器，該渣位傳感器可采用一個(gè)方形的重塊，要求該重塊的密