激光檢測(cè)技術(shù)在電廠入爐煤化驗(yàn)的應(yīng)用

靳先鋒

華電章丘發(fā)電有限公司 山東濟(jì)南 250200

煤質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)于火電廠鍋爐燃燒條件的控制至關(guān)重要，對(duì)于不同需求下的成本控制必不可少，所以必須快速準(zhǔn)確地進(jìn)行煤質(zhì)分析，以便合理、高效地利用煤。目前對(duì)于煤質(zhì)的分析主要是進(jìn)行離線檢測(cè)，導(dǎo)致入爐煤數(shù)據(jù)獲取不及時(shí)，取點(diǎn)少等問(wèn)題，無(wú)法滿足鍋爐燃燒調(diào)整的需要，指導(dǎo)鍋爐燃燒條件的事前調(diào)控，從而無(wú)法達(dá)到提高燃燒效率的目的，具有很大的局限性[1]。因此，有必要發(fā)展新技術(shù)—入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的快速實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)入爐煤的各種具體參數(shù)，提高采樣率，達(dá)到對(duì)鍋爐的燃燒條件的精確控制，優(yōu)化煤的燃燒率，減少爐膛結(jié)焦，減少非計(jì)劃停機(jī)。

1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀的技術(shù)原理

激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀技術(shù)最早于上世界60年代被提出，經(jīng)過(guò)50年來(lái)的發(fā)展技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟。入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心設(shè)備——激光煤質(zhì)在線過(guò)程分析儀的原理就是利用高能脈沖激光激發(fā)煤樣產(chǎn)生等離子體，等離子體向外發(fā)射帶有煤質(zhì)信息的光譜被光譜儀收集處理，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程分析之后得到準(zhǔn)確的煤質(zhì)信息。

2 入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的組成和工作流程

2.1 入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的組成

入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)由采樣裝置、縮分裝置、破碎裝置、研磨裝置、傳送裝置、干燥裝置、連續(xù)壓片制樣裝置、激光檢測(cè)裝置、棄樣裝置、總控制系統(tǒng)及輔助設(shè)備等組成，其中總控制系統(tǒng)可對(duì)采樣、壓片、傳送、檢測(cè)等設(shè)備全過(guò)程實(shí)時(shí)控制。

2.2 入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程

入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程為：

采樣機(jī)從皮帶處采到＜13mm的原煤，輸送到制粉機(jī)，制粉機(jī)通過(guò)縮分、破碎、研磨、烘干等操作制得＜0．2mm煤粉，煤粉經(jīng)過(guò)皮帶被輸送至壓片機(jī)料斗。壓片機(jī)將煤粉推送到液壓模具中，壓片機(jī)壓頭下壓將煤粉壓制成直徑約32mm厚度5mm的煤餅。傳送推桿將煤餅輸送到已經(jīng)在等待的樣品臺(tái)，樣品臺(tái)檢測(cè)到煤餅被輸送到位后將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦，對(duì)焦完成后對(duì)煤餅進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到系統(tǒng)控制軟件中。通過(guò)煤質(zhì)分析專用本地網(wǎng)絡(luò)，煤質(zhì)信息數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂剖摇?/p>

3 激光煤質(zhì)在線過(guò)程分析儀的校準(zhǔn)

過(guò)程儀器校準(zhǔn)技術(shù)是在線過(guò)程分析技術(shù)的一個(gè)重要領(lǐng)域，是對(duì)過(guò)程參數(shù)精確測(cè)量的基礎(chǔ)。進(jìn)行儀器校準(zhǔn)是從響應(yīng)信號(hào)與物質(zhì)成分關(guān)系中提取一個(gè)描述儀器特征的數(shù)學(xué)模型。假定這種關(guān)系不變，則只需少數(shù)幾個(gè)樣就可對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

4 數(shù)據(jù)分析對(duì)比

以灰分為例，將已知道化驗(yàn)值的25份煤粉樣送入激光檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，得出的結(jié)果與已知值進(jìn)行比對(duì)，25份已知煤粉樣平方和為7462．82，激光檢測(cè)分析值平方和為7509．62，準(zhǔn)確度為0．3236，方差為0．0225，標(biāo)準(zhǔn)差為0．15，精密度為0．3096。從對(duì)比結(jié)果中可以看到，灰分的準(zhǔn)確度和精密度能滿足指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整的要求。

5 應(yīng)用實(shí)例

華電章丘發(fā)電有限公司對(duì)二期入爐煤采樣室進(jìn)行升級(jí)改造后，實(shí)現(xiàn)了入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)及時(shí)自動(dòng)完成煤樣的縮分、破碎、研磨、烘干、輸送、壓餅、分析、棄料等工藝流程。該項(xiàng)目是全國(guó)首家安裝基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀技術(shù)的入爐煤在線檢測(cè)系統(tǒng)，其舍棄了傳統(tǒng)煤質(zhì)化驗(yàn)分析主要依靠離線人工采樣、人工制樣和人工化驗(yàn)分析的工藝，解決了工序繁瑣且耗時(shí)長(zhǎng)，不能及時(shí)反饋煤炭信息的弊端，達(dá)到了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入爐煤煤質(zhì)變化的目的，并根據(jù)入爐煤煤質(zhì)的變化情況，給鍋爐燃燒調(diào)整提供了依據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)的完成煤樣的縮分、破碎、研磨、烘干、輸送、壓餅、分析、棄料等工藝流程，成功將激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀技術(shù)融入了系統(tǒng)當(dāng)中[2]。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)試運(yùn)行，入爐煤在線煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)的將分析數(shù)據(jù)上傳至輸煤控制室和運(yùn)行集控室，數(shù)據(jù)能滿足指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整的要求，達(dá)到了通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入爐煤質(zhì)變化的情況進(jìn)行鍋爐燃燒調(diào)整的目的。