給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置及分析方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)是針對(duì)給煤機(jī)設(shè)計(jì)的一種新型煤質(zhì)在線檢測(cè)裝置及分析方法，可以在線檢測(cè)給煤機(jī)上煤炭主要元素含量及工業(yè)分析指標(biāo)。通過在給煤機(jī)上安裝脈沖中子法煤質(zhì)在線分析儀，真正實(shí)現(xiàn)了燃燒器出口煤質(zhì)的在線檢測(cè)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)測(cè)煤質(zhì)數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)鍋爐燃燒參數(shù)的調(diào)整提供了最準(zhǔn)確的直接依據(jù)，提高鍋爐效率0.1%，同時(shí)，提高了鍋爐的安全性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)是給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，特別針對(duì)給煤機(jī)設(shè)計(jì)的一種新型煤質(zhì)在線檢測(cè)裝置，可以在線檢測(cè)給煤機(jī)上煤炭主要元素含量及工業(yè)分析指標(biāo)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的煤質(zhì)在線檢測(cè)設(shè)備都安裝在輸煤棧橋的皮帶機(jī)上，D-T中子發(fā)生器和伽碼探測(cè)器都位于皮帶機(jī)下方，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)入廠或入爐煤質(zhì)的成分，但是檢測(cè)出的煤質(zhì)數(shù)據(jù)在進(jìn)入原煤倉后都混在一起，另外，進(jìn)入原煤倉的煤炭一般要存儲(chǔ)一段時(shí)間后再燃燒，這樣根據(jù)原煤倉煤層分布模型和給煤機(jī)流量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)鍋爐燃燒器出口的煤質(zhì)數(shù)據(jù)就必然存在較大誤差，無法用于指導(dǎo)鍋爐燃燒參數(shù)的調(diào)整?，F(xiàn)有的煤質(zhì)在線檢測(cè)裝置在解譜方面一般采用峰面積法、回歸分析法、最小二乘法等算法，這幾種算法存在的普遍問題是解譜精度低，直接導(dǎo)致煤炭工業(yè)成分的分析誤差大，無法滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為解決上述問題，特別針對(duì)給煤機(jī)而設(shè)計(jì)的一種新型煤質(zhì)在線檢測(cè)裝置及分析方法，可以在線檢測(cè)給煤機(jī)上煤炭主要元素含量及工業(yè)分析指標(biāo)。本專利技術(shù)的主要技術(shù)方案：給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征在于它包括給煤系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述給煤系統(tǒng)依次包括給煤機(jī)、落料管、U型小皮帶、整形器和出料管；所述檢測(cè)系統(tǒng)依次包括微波接收器、微波發(fā)射器和防護(hù)體；所述防護(hù)體內(nèi)上方設(shè)有D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器，D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器置于鉛塊中；所述控制系統(tǒng)包括數(shù)字控制中子發(fā)生器單元、譜采集及控制單元、微波數(shù)據(jù)中央處理單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元；所述微波發(fā)射器和微波接收器連接微波數(shù)據(jù)中央處理單元，所述數(shù)字控制中子發(fā)生器單元連接D-T中子發(fā)生器，所述譜采集及控制單元連接BGO探測(cè)器，所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。一般地，所述D-T中子發(fā)生器為脈沖D-T中子發(fā)生器，控制脈沖的周期為200us，占空比1:1。所述BGO探測(cè)器的恒溫控制，采用I2C總線的高精度數(shù)字溫度芯片LM92為傳感器，控制BGO溫度為40±0.5℃。所述溫控系統(tǒng)的U6部件是LM92總線制溫度傳感器芯片，把BGO探測(cè)器腔體中溫度數(shù)據(jù)通過U5總線擴(kuò)展器芯片延長(zhǎng)傳輸距離達(dá)到50米，U6的時(shí)鐘脈沖信號(hào)來自U5的時(shí)鐘脈沖，U5的時(shí)鐘信號(hào)來自單片機(jī)處理器的IO口P1.1，溫度信號(hào)從U6的SDA輸出經(jīng)過信號(hào)進(jìn)入U(xiǎn)5的SDA口，再通過U5的LDA口進(jìn)入U(xiǎn)4的LDA口，最后由U4的SDA口進(jìn)入單片機(jī)處理器的P1.1口，R5和R6是U6的SDA和SCL的上拉電阻，增強(qiáng)SDA和SCL的高電平電壓；實(shí)時(shí)檢測(cè)出的溫度與給定溫度的差值通過PID模糊軟件算法計(jì)算出溫度調(diào)節(jié)量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過單片機(jī)處理器P2.1口輸出到U1的DIN數(shù)字量輸入口，U1是12位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，U1的VoutA經(jīng)過集成運(yùn)放U2放大后輸入溫控電源的控制端，控制溫控電源的輸出電壓，溫控電源的輸出電壓接入加熱器。所述防護(hù)體為門型移動(dòng)框架結(jié)構(gòu)，防護(hù)材料包括鉛、聚乙烯和含硼聚乙烯。所述的防護(hù)體底部安裝有滾輪。本專利技術(shù)的還提供了該分析裝置的分析方法，其特征在于煤炭從給煤機(jī)的落料管落到給煤機(jī)的U型小皮帶，經(jīng)過整形器處理后進(jìn)入微波接收器和微波發(fā)射器，微波檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入微波數(shù)據(jù)中央處理單元，煤炭繼續(xù)進(jìn)入防護(hù)體，經(jīng)過位于煤炭上方的D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器，檢測(cè)完成后進(jìn)入出料管，然后經(jīng)過磨煤機(jī)進(jìn)入鍋爐燃燒器；數(shù)字控制中子發(fā)生器單元控制D-T中子發(fā)生器運(yùn)行，譜采集及控制單元采集BGO探測(cè)器的譜信號(hào)和對(duì)BGO探測(cè)器進(jìn)行恒溫控制，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。本專利技術(shù)給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，分析儀的D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器都位于給煤機(jī)的上方，由于給煤機(jī)到燃燒器出口的路徑短，分析數(shù)據(jù)基本沒有滯后性，因此真正實(shí)現(xiàn)了入爐煤質(zhì)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，提高了燃燒器出口煤質(zhì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以更加有效的調(diào)整鍋爐運(yùn)行參數(shù)，可以提高鍋爐效率，可以提高鍋爐運(yùn)行的安全性，有效避免非計(jì)劃停機(jī)、爐膛結(jié)焦和結(jié)渣等事故。開發(fā)的基于蒙特卡羅庫—最小二乘法的解譜算法經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，解譜精度優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，可以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。本專利技術(shù)通過在給煤機(jī)上安裝脈沖中子法煤質(zhì)在線分析儀，真正實(shí)現(xiàn)了燃燒器出口煤質(zhì)的在線檢測(cè)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)測(cè)煤質(zhì)數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)鍋爐燃燒參數(shù)的調(diào)整提供了最準(zhǔn)確的直接依據(jù)，提高鍋爐效率0.1%，同時(shí)，提高了鍋爐的安全性。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例中的探測(cè)器溫控系統(tǒng)電路圖。圖中，1-給煤機(jī)；2-U型小皮帶；3-煤炭；4-整形器；5-微波接收器；6-微波發(fā)射器；7-出料管；8-落料管；9-D-T中子發(fā)生器；10-BGO探測(cè)器；11-鉛塊；12-防護(hù)體；13-顯示單元；14-計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元；15-譜采集及控制單元；16-數(shù)字控制中子發(fā)生器單元；17-微波數(shù)據(jù)中央處理單元（17）。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置參見附圖1，主要包括給煤系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述給煤系統(tǒng)依次包括給煤機(jī)（1）、落料管（8）、U型小皮帶（2）、整形器（4）和出料管（7）；所述檢測(cè)系統(tǒng)依次包括微波接收器（5）、微波發(fā)射器（6）和防護(hù)體（12）；所述防護(hù)體（12）內(nèi)上方設(shè)有D-T中子發(fā)生器（9）和BGO探測(cè)器（10），D-T中子發(fā)生器（9）和BGO探測(cè)器（10）置于鉛塊（11）中；所述控制系統(tǒng)包括數(shù)字控制中子發(fā)生器單元（16）、譜采集及控制單元（15）、微波數(shù)據(jù)中央處理單元（17）、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元（14）和顯示單元（13）；所述微波發(fā)射器（6）和微波接收器（5）連接微波數(shù)據(jù)中央處理單元（17），所述數(shù)字控制中子發(fā)生器單元（16）連接D-T中子發(fā)生器（9），所述譜采集及控制單元（15）連接BGO探測(cè)器（10），所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元（14）和顯示單元（13）用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。分析過程：煤炭從給煤機(jī)（1）的落料管（8）落到給煤機(jī)（1）的U型小皮帶（2），經(jīng)過整形器（4）處理后進(jìn)入微波接收器（5）和微波發(fā)射器（6），微波檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入微波數(shù)據(jù)中央處理單元（17），煤炭（3）繼續(xù)進(jìn)入防護(hù)體（12），經(jīng)過位于煤炭（3）上方的D-T中子發(fā)生器（9）和BGO探測(cè)器（10），D-T中子發(fā)生器（9）和BGO探測(cè)器（10）都位于鉛塊（11）中，煤炭（3）檢測(cè)完成后進(jìn)入出料管（7），然后經(jīng)過磨煤機(jī)進(jìn)入鍋爐燃燒器。數(shù)字控制中子發(fā)生器單元（16）控制D-T中子發(fā)生器（9）運(yùn)行方式，譜采集及控制單元（15）采集BGO探測(cè)器（10）的譜信號(hào)和對(duì)BGO探測(cè)器（10）進(jìn)行恒溫控制，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元（14）和顯示單元（13）主要用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。數(shù)字控制中子發(fā)生器單元（16）、譜采集及控制單元（15）、微波數(shù)據(jù)中央處理單元（17）、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元（14）和顯示單元都位于系統(tǒng)控制柜（18）中。在圖1中，首先需要對(duì)給煤機(jī)（1）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，具體改造方法是用切割機(jī)在給煤機(jī)（1）的頂蓋出切出1200*1000mm的長(zhǎng)方形缺口。防護(hù)體（12）是門型移動(dòng)框架結(jié)構(gòu)，鉛塊（11）固定在門型框架的上部，在鉛塊（11）預(yù)澆出一個(gè)圓孔和方孔，圓孔用于放置脈沖D-T中子發(fā)生器（9），方孔放置本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征在于它包括給煤系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述給煤系統(tǒng)依次包括給煤機(jī)、落料管、U型小皮帶、整形器和出料管；所述檢測(cè)系統(tǒng)依次包括微波接收器、微波發(fā)射器和防護(hù)體；所述防護(hù)體內(nèi)上方設(shè)有D?T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器，D?T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器置于鉛塊中；所述控制系統(tǒng)包括數(shù)字控制中子發(fā)生器單元、譜采集及控制單元、微波數(shù)據(jù)中央處理單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元；所述微波發(fā)射器和微波接收器連接微波數(shù)據(jù)中央處理單元，所述數(shù)字控制中子發(fā)生器單元連接D?T中子發(fā)生器，所述譜采集及控制單元連接BGO探測(cè)器，所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。

【技術(shù)特征摘要】
1.給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征在于它包括給煤系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述給煤系統(tǒng)依次包括給煤機(jī)、落料管、U型小皮帶、整形器和出料管；所述檢測(cè)系統(tǒng)依次包括微波接收器、微波發(fā)射器和防護(hù)體；所述防護(hù)體內(nèi)上方設(shè)有D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器，D-T中子發(fā)生器和BGO探測(cè)器置于鉛塊中；所述控制系統(tǒng)包括數(shù)字控制中子發(fā)生器單元、譜采集及控制單元、微波數(shù)據(jù)中央處理單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元；所述微波發(fā)射器和微波接收器連接微波數(shù)據(jù)中央處理單元，所述數(shù)字控制中子發(fā)生器單元連接D-T中子發(fā)生器，所述譜采集及控制單元連接BGO探測(cè)器，所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元用于譜信號(hào)的解譜處理和煤質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征是：所述D-T中子發(fā)生器為脈沖D-T中子發(fā)生器，控制脈沖的周期為200us，占空比1:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征是：所述BGO探測(cè)器的恒溫控制，采用I2C總線的高精度數(shù)字溫度芯片LM92為傳感器，控制BGO溫度為40±0.5℃。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征是：U6部件是LM92總線制溫度傳感器芯片，把BGO探測(cè)器腔體中溫度數(shù)據(jù)通過U5總線擴(kuò)展器芯片延長(zhǎng)傳輸距離達(dá)到50米，U6的時(shí)鐘脈沖信號(hào)來自U5的時(shí)鐘脈沖，U5的時(shí)鐘信號(hào)來自單片機(jī)處理器的IO口P1.1，溫度信號(hào)從U6的SDA輸出經(jīng)過信號(hào)進(jìn)入U(xiǎn)5的SDA口，再通過U5的LDA口進(jìn)入U(xiǎn)4的LDA口，最后由U4的SDA口進(jìn)入單片機(jī)處理器的P1.1口，R5和R6是U6的SDA和SCL的上拉電阻，增強(qiáng)SDA和SCL的高電平電壓；實(shí)時(shí)檢測(cè)出的溫度與給定溫度的差值通過PID模糊軟件算法計(jì)算出溫度調(diào)節(jié)量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過單片機(jī)處理器P2.1口輸出到U1的DIN數(shù)字量輸入口，U1是12位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，U1的VoutA經(jīng)過集成運(yùn)放U2放大后輸入溫控電源的控制端，控制溫控電源的輸出電壓，溫控電源的輸出電壓接入加熱器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征是：所述防護(hù)體為門型移動(dòng)框架結(jié)構(gòu)，防護(hù)材料包括鉛、聚乙烯和含硼聚乙烯。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的給煤機(jī)式煤質(zhì)成分在線分析裝置，其特征是：所述的防護(hù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃向陽，李仁剛，周啟宏，王宏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京龍?jiān)喘h(huán)保有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32