煤質(zhì)灰分儀在火電廠入爐煤檢測方面的應(yīng)用

張偉 陳樹軍 宋青鋒 周洪軍

摘 要：為了滿足電廠對入爐煤煤質(zhì)檢測結(jié)果時效性的要求，介紹了一款煤質(zhì)灰分在線檢測儀表。著重從原理結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場安裝使用方案以及最終的使用效果等方面，對儀表進行了詳細的介紹。該儀表的應(yīng)用，可為電廠的生產(chǎn)人員提供了準確的煤質(zhì)信息，指導(dǎo)現(xiàn)場操作人員根據(jù)儀器檢測結(jié)果科學(xué)摻配，使入爐煤質(zhì)達到燃燒需求，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，而如何獲取準確的燃料數(shù)據(jù)是發(fā)電企業(yè)實行燃料智能化管控需要重點考慮的問題之一。在電廠的運行管理過程中，入爐煤的煤質(zhì)數(shù)據(jù)直接關(guān)系到鍋爐的安全運行和混煤摻燒效果，同時，其與入廠煤的熱值差，也是衡量電廠管理水平的一個重要依據(jù)，所以，各電廠對于入爐煤煤質(zhì)檢測均有嚴格的管理規(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，定期收集有代表性的煤炭樣品，送化驗室進行人工分析。這種入爐煤煤質(zhì)檢測方式，雖然采用了機械化采樣裝置，在保證了取樣的代表性的同時降低了工人的勞動強度，也能夠得到準確的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，但是在數(shù)據(jù)獲取的時效性方面存在不足。

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，通過測量煤樣的透射X射線、散射X射線和X射線熒光的強度，運用專用算法快速計算出煤樣中的灰分。

3 儀表構(gòu)成

X射線煤質(zhì)灰分儀主要由主機系統(tǒng)（包括工業(yè)級微型電腦、觸摸屏、應(yīng)用程序）、控制系統(tǒng)（包括控制電路、驅(qū)動單元、料位計、料位開關(guān)）、探測系統(tǒng)（包括探測單元、信號處理系統(tǒng)）及機械裝置（包括輸送機體、整形裝置、支架）四部分組成，如圖2所示。

4 現(xiàn)場應(yīng)用方案

考慮到X射線煤質(zhì)灰分儀的結(jié)構(gòu)及測量要求，設(shè)計其安裝位置為二級破碎棄料管及斗提機附近，具體安裝位置如圖3所示。安裝時將二次縮分棄料管截斷，煤流引進灰分儀進行分析，分析后的煤樣自流進入斗提機。

5 應(yīng)用情況

儀表經(jīng)過一段時間的安裝、調(diào)試、運行，根據(jù)現(xiàn)場化驗結(jié)果，利用最小二乘法進行多元素線性回歸，建立了適合于現(xiàn)場的數(shù)學(xué)模型。在儀表運行穩(wěn)定后，與現(xiàn)場人員一同進行取樣對照驗證，共取樣40組數(shù)據(jù)，具體情況見下表。

從儀表的對照數(shù)據(jù)中可以看出：儀表精度高，趨勢明顯，統(tǒng)計計算所有數(shù)據(jù)平均偏差為-0.134，標(biāo)準偏差為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結(jié)合使用的煤質(zhì)在線分析儀表，其測量原理非常適合對于入爐混煤的灰分進行在線檢測，為生產(chǎn)調(diào)度人員提供實時準確的運行數(shù)據(jù)。另外，由于設(shè)備內(nèi)部不使用放射源，在現(xiàn)場應(yīng)用具有安全可靠等特點，因此可以在電廠進行廣泛推廣，為電廠的燃料的智能化管控提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻：

[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.《煤炭在線分析儀測量性能評價方法》國家標(biāo)準.

作者簡介：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)，丹東東方測控技術(shù)股份有限公司副總工程師，教授研究員級高級工程師，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儀表的研發(fā)工作。