本發明專利技術涉及一種煤炭燃燒光譜檢測裝置及檢測方法，首先稱取煤炭樣品的質量，點燃煤炭樣品并對其進行光譜檢測；獲取煤炭樣品的燃燒時不同時間段的所有光譜曲線，基于所有光譜曲線計算得到煤炭樣品的單位質量總輻射量；最后將單位質量總輻射量分別代入到對應指標數據的擬合數據模型，分別得到與擬合數據模型對應的煤炭樣品的指標數據，指標數據至少包括熱值和灰分。使用該方法測得煤炭樣品的熱值和灰分相比傳統方法來說操作更為簡便，展現出極高便捷性，降低操作難度，因此有效提高測試效率，能夠在較短的時間內快速得出準確的測試結果，另外，僅用單一設備能夠實現樣品灰分、熱值等常規儀器無法完成的檢測，有效節省時間成本和人力成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤碳工業化驗領域，特別是涉及一種煤炭燃燒光譜檢測裝置及檢測方法。
技術介紹
1、目前，在煤炭發電領域，檢測煤炭的熱值和灰分成分指標至關重要，灰分含量影響燃燒效率、設備磨損和污染物排放，而熱值則直接決定了煤炭能夠產生的能量，關系到發電成本和產出效率。目前的煤炭行業多通過傳統化驗的方式測試煤炭的熱值和灰分，傳統化驗方式雖測試指標精度高，但存在諸多弊端，例如需對樣品進行采樣、制樣、干燥、制粉等復雜操作導致測試步驟繁瑣、測試時間長，影響測試效率；另外，測試過程中還要依據不同樣品、成分及特性的分析標準方法，通過不同的化驗室儀器進行化驗測試，導致設備成本及人工成本高昂。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種煤炭燃燒光譜檢測裝置及檢測方法，解決了現有技術在煤炭熱值和灰分檢測過程中操作步驟復雜、需要切換不同設備測定不同參數從而導致效率低和成本高的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一種煤炭燃燒光譜檢測方法，包括以下步驟：
4、步驟s1、稱取煤炭樣品的質量，點燃煤炭樣品并對其進行光譜檢測；
5、步驟s2、獲取煤炭樣品燃燒時不同時間段的所有光譜曲線，基于所有光譜曲線計算得到煤炭樣品的單位質量總輻射量eg；
6、步驟s3、將所述單位質量總輻射量eg分別代入到對應指標數據的擬合數據模型，分別得到與所述擬合數據模型對應的煤炭樣品的指標數據，所述指標數據至少包括熱值和灰分。</p>7、進一步地，還包括擬合數據模型構建步驟：
8、獲取參考樣品重量和指標數據；
9、點燃參考樣品并對其進行光譜檢測；
10、獲取參考樣品燃燒階段的所有光譜曲線，基于所有光譜曲線計算得到參考樣品的單位質量總輻射量eg；
11、重復上述步驟至少10次，獲取至少10組參考樣品的所述單位質量總輻射量eg；
12、獲得指標數據的四次多項式擬合的擬合數據模型
13、
14、式中：y-指標數據，將至少10組參考樣品的所述單位質量總輻射量eg代入所述擬合數據模型并結合所述指標數據，確定所述擬合數據模型中的系數a1、a2、a3、a4、a5，進而確定所述擬合數據模型。
15、進一步地，所述指標數據的所述擬合數據模型至少包括：
16、
17、式中：q—熱值，單位mj/kg；
18、eg—煤炭樣品的單位質量總輻射量；
19、a、b、c、d、f采用所述擬合數據模型構建步驟獲得；和/或
20、
21、式中：ash—灰分，單位%；
22、eg—煤炭樣品的單位質量總輻射量；
23、a、b、c、d、e采用所述擬合數據模型構建步驟獲得。
24、進一步地，所述獲取煤炭樣品燃燒時不同時間段的所有光譜曲線包括以下步驟：
25、步驟s21、設置光譜檢測單元的積分時間和間隔時間；
26、步驟s22、在煤炭樣品燃燒階段，控制光譜檢測單元按照積分時間和間隔時間采集，獲得若干單次測量的光譜曲線。
27、進一步地，所述單位質量總輻射量eg的計算方式為：
28、基于每個單次測量的光譜曲線，獲取單次測量的火焰光譜輻射iλi；
29、基于煤炭樣品燃燒階段所有時間段的光譜曲線的火焰光譜輻射iλi，獲得煤炭樣品燃燒階段內被采集的火焰光譜總輻射e；
30、計算單位質量總輻射量eg，即
31、
32、式中：eg—單位質量總輻射量eg，單位wau；
33、e—煤炭樣品燃燒階段內被采集的火焰光譜總輻射，單位wau/g；
34、t1—煤炭樣品燃燒開始時間，單位s；
35、t2—煤炭樣品燃燒結束時間，單位s；
36、—煤炭樣品燃燒時間內光譜曲線中波長下限值，單位nm；
37、—煤炭樣品燃燒時間內光譜曲線中波長上限值，單位nm；
38、iλi—單次測量的火焰光譜輻射。
39、為了實現上述目的，本專利技術還采用了如下技術方案：
40、一種煤炭燃燒光譜檢測裝置，包括
41、燃燒容器，具有供樣品燃燒并測試的燃燒腔，所述燃燒腔內部設有樣品燃燒位，所述燃燒容器頂部對準所述樣品燃燒位的區域設有點火裝置；
42、光譜檢測單元，位于所述樣品燃燒位上方，用于獲取樣品燃燒時的光譜數據；
43、供氧控制單元，通過所述燃燒容器設有的進氣口與所述燃燒腔內部連通，用于控制所述燃燒容器內部氧氣充放；
44、控制系統，與所述光譜檢測單元和所述供氧控制單元通訊連接，以執行任一項所述的煤炭燃燒光譜檢測方法。
45、進一步地，所述光譜檢測單元包括光纖連接線、光纖分析單元和若干光纖探頭；
46、若干所述光纖探頭設置于所述燃燒容器頂部且若干所述光纖探頭的采集方向均對準所述樣品燃燒位的位置，若干所述光纖探頭通過所述光纖連接線與所述光譜檢測單元通訊連接，所述光纖探頭用于采集樣品燃燒時火焰的光譜信息，所述光纖連接線用于將所述光纖探頭采集的光譜信息傳遞給所述光纖分析單元，所述光纖分析單元用于對接收的光譜信息分析后傳遞給所述控制系統對煤炭樣品的指標數據進行計算。
47、進一步地，所述燃燒容器頂部設有若干供所述光纖探頭配合安裝的安裝孔位，所述安裝孔位設置有透鏡，樣品燃燒時火焰的光源先通過所述透鏡然后到達所述光纖探頭的采集方向進行光譜采集。
48、進一步地，所述燃燒容器還設有壓力檢測元件，所述壓力檢測元件與所述控制系統通訊連接，用于實時監測并控制密封時所述燃燒腔內部的壓力并反饋至所述控制系統。
49、進一步地，供氧控制單元包括進氣管路和出氣管路，所述進氣管路和所述出氣管路均通過所述進氣口與所述燃燒腔連通，以控制所述燃燒腔的充氧和放氣；
50、所述進氣管路和所述出氣管路均設有電磁閥，所述電磁閥與所述控制系統通訊連接。
51、綜上所述，與現有技術相比，本專利技術至少具備以下有益效果：
52、本專利技術涉及一種煤炭燃燒光譜檢測方法，首先稱取煤炭樣品的質量，點燃煤炭樣品并對其進行光譜檢測；獲取煤炭樣品的燃燒時不同時間段的所有光譜曲線，基于所有光譜曲線計算得到煤炭樣品的單位質量總輻射量eg；最后將所述單位質量總輻射量eg分別代入到對應所述指標數據的擬合數據模型，分別得到與所述擬合數據模型對應的煤炭樣品的指標數據，所述指標數據至少包括熱值和灰分。使用該方法測得煤炭樣品的熱值和灰分相比傳統方法來說操作更為簡便，無需耗時長的干燥和制粉等步驟操作，展現出極高便捷性，降低操作難度，因此有效提高測試效率，能夠在較短的時間內快速得出準確的測試結果，另外，僅用單一設備能夠實現樣品灰分、熱值等常規儀器無法完成的檢測，有效節省時間成本和人力成本。
53、本專利技術還提供本文檔來自技高網
...
【技術保護點】
1.一種煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，還包括擬合數據模型構建步驟：
3.如權利要求2所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述指標數據的所述擬合數據模型至少包括：
4.如權利要求1所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述獲取煤炭樣品燃燒時不同時間段的所有光譜曲線包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述單位質量總輻射量Eg的計算方式為：
6.一種煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，包括
7.如權利要求6所述的煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，所述光譜檢測單元包括光纖連接線、光纖分析單元和若干光纖探頭；
8.如權利要求7所述的煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，所述燃燒容器頂部設有若干供所述光纖探頭配合安裝的安裝孔位，所述安裝孔位設置有透鏡，樣品燃燒時火焰的光源先通過所述透鏡然后到達所述光纖探頭的采集方向進行光譜采集。
9.如權利要求6所述的煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，所述燃燒容器還設有壓力檢測元件，所述壓力檢測元件與所述控制系統通訊連接，用于實時監測并控制密封時所述燃燒腔內部的壓力并反饋至所述控制系統。
10.如權利要求6所述的煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，供氧控制單元包括進氣管路和出氣管路，所述進氣管路和所述出氣管路均通過所述進氣口與所述燃燒腔連通，以控制所述燃燒腔的充氧和放氣；
...
【技術特征摘要】
1.一種煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，還包括擬合數據模型構建步驟：
3.如權利要求2所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述指標數據的所述擬合數據模型至少包括：
4.如權利要求1所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述獲取煤炭樣品燃燒時不同時間段的所有光譜曲線包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的煤炭燃燒光譜檢測方法，其特征在于，所述單位質量總輻射量eg的計算方式為：
6.一種煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，包括
7.如權利要求6所述的煤炭燃燒光譜檢測裝置，其特征在于，所述光譜檢測單元包括光纖連接線、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張磊，包軍，王維，郭曉虎，姜超，曹學軍，李葵，瞿建，
申請(專利權)人：杭州華電雙冠能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。