[发明专利]一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法及装置

说明书

本发明涉及燃煤质量测量技术，旨在提供一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法及装置。包括：从燃煤电厂煤粉管道抽取煤粉，利用旋风分离器分离捕集煤粉颗粒，混匀后分为两部分；通过基于程序升温称重计量的工业分析，测量其中一部分煤粉的水分、灰分、挥发分和固定碳含量；通过基于激光诱导击穿光谱的元素分析，测量另一部分煤粉中C、H、O、N、S元素浓度；结合两种测量结果，计算获得燃煤热值。本发明可同时实现对燃煤水分、灰分、挥发分、固定碳含量及C、H、O、N、S元素浓度的测量，有利于实现对燃煤电厂的实时监测和运行参数调整；本发明能够获得更加准确可靠的燃煤热值计算结果，从而实现燃煤电厂连续在线的燃煤热值分析。

技术领域

本发明涉及燃煤质量测量技术领域，尤其涉及一种燃煤智慧电厂的煤质成分在线快速测量。

背景技术

在燃煤电厂煤质评价指标中，煤的水分、灰分、挥发分、硫分、氮含量、热值是关键指标。其中，水分会影响燃煤热值和燃煤储存运输，挥发分影响锅炉的稳定燃烧，灰分不仅会对燃煤热值产生影响，也会影响锅炉的结渣、沾污、磨损情况等，煤中的硫分是燃煤电厂二氧化硫排放的主要来源，氮含量影响烟气中氮氧化物的排放，二者均会造成环境污染，燃煤热值会影响发电成本和锅炉效率。

目前对燃煤热值的测量方法主要有两种：

一种是直接利用煤的元素分析结果计算热值，通过对C、H、O、S等元素含量的测量对热值进行估算；但是由于煤中水分等的影响，单纯利用元素分析结果计算热值并不够准确。例如，中国发明专利申请CN 107389608 A公开了一种LIBS激光诱导光谱分析在煤质检测中的在线利用，提出了利用LIBS激光诱导光谱分析进行煤质检测，利用基于主元素的偏最小二乘回归(PCA-PLS)对得到的光谱数据进行分析建模，通过计算获得煤的碳含量、氢含量、硫含量、挥发分、热值等煤样参数。但是该方法仅能获取元素成分，挥发分、灰分则通过模型进行拟合，非直接测量，误差较大；另外，最重要的水分无法获取，所获取的元素成分无法折算到标准煤质分析要求的空干基、收到基、干燥无灰基等标准数值。

另一种是直接利用煤的工业分析结果计算热值，利用煤的工业分析结果计算热值需要对煤中的水分、灰分、挥发分进行测量，测量所需耗时长，且计算结果精度受煤种影响。

鉴于煤质评价指标的变化和波动直接影响着电厂的运行效率、安全性和经济效益，因此，对煤质进行实时在线测量分析在燃煤电厂中具有至关重要的作用，对煤的水分、灰分、挥发分、硫分、氮含量、热值等的快速准确测量具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法及装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法，包括以下步骤：

(1)从燃煤电厂煤粉管道抽取煤粉，利用旋风分离器分离捕集煤粉颗粒，混匀后分为两部分；

(2)通过基于程序升温称重计量的工业分析，测量其中一部分煤粉的水分、灰分、挥发分和固定碳含量；

(3)通过基于激光诱导击穿光谱LIBS的元素分析，测量另一部分煤粉中C、H、O、N、S元素浓度，分别表示为C_ar，LIBS，H_ar，LIBS，O_ar，LIBS，N_ar，LIBS，S_ar，LIBS；

(4)结合步骤(2)的工业分析结果和步骤(3)的元素分析结果，计算获得燃煤热值。

本发明中，所述步骤(2)具体包括：