專利名稱：煤粉自燃自爆監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤粉自燃自爆監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，更確切地說，涉及一種可用在制粉系統(tǒng)中的磨煤機(jī)入口、乏氣管道、煤粉倉(cāng)以及鍋爐的尾部受熱面等的自燃自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，并可應(yīng)用于其它煤粉自燃自爆場(chǎng)所以及除煤粉之外的類似制粉系統(tǒng)的自燃自爆的在線監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
眾所周知，火力發(fā)電廠的制粉系統(tǒng)，其氣粉混合物所含有的煤粉粒度通常在20～60μm之間，煤粉濃度在0.3～0.6kg/m3，正處于極易燃燒和爆炸的范圍內(nèi)。大量事故分析結(jié)果表明，制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸的引爆火源是長(zhǎng)期的積粉低溫?zé)峤庖l(fā)的煤粉自燃。所以，只要能早期發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測(cè)制粉系統(tǒng)中煤粉的低溫?zé)峤馇闆r，就能達(dá)到予測(cè)予報(bào)制粉系統(tǒng)煤粉自燃自爆事故的目的。其主要監(jiān)測(cè)對(duì)象包括磨煤機(jī)的入口，乏氣管道和煤粉倉(cāng)等。
此外，火電廠鍋爐在機(jī)組啟停、低負(fù)荷投油助燃和燃燒調(diào)整試驗(yàn)過程中，其油煤混燒時(shí)的尾部受熱面容易發(fā)生再燃燒事故。只要能對(duì)鍋爐尾部煙道采樣監(jiān)測(cè)，便可早期發(fā)現(xiàn)隱患，杜絕再燃燒事故的發(fā)生。
經(jīng)檢索，迄今尚未發(fā)現(xiàn)有相同或相似的煤粉自燃自爆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?，F(xiàn)有機(jī)組的制粉系統(tǒng)，基本上還沒有配備專用的煤粉自燃予測(cè)予報(bào)裝置，僅靠監(jiān)測(cè)磨煤機(jī)出口處氣粉混合物的溫度來進(jìn)行予報(bào)。但是這種方法的局限性很大，一旦發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)出口的氣溫升高，往往煤粉已經(jīng)發(fā)生了自燃事故。同時(shí)，這種方法也難以有效地監(jiān)測(cè)制粉系統(tǒng)中其它設(shè)備(例如磨煤機(jī)和粗、細(xì)粉分離器等)煤粉的自燃事故。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，這些設(shè)備發(fā)生自燃的事故率也是非常高的。
因此，本發(fā)明的目的，在于提供一種煤粉自燃自爆監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，既能對(duì)制粉系統(tǒng)中的磨粉機(jī)入口、乏氣管道和煤粉倉(cāng)，又能對(duì)鍋爐尾部的受熱面進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)予報(bào)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，在于提供一種煤粉自燃自爆自動(dòng)監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，對(duì)于整個(gè)采樣、氣體分析、儀器校正過程實(shí)施自動(dòng)控制。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的，在于提供一種煤粉自燃自爆實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，對(duì)于采樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理，在將分析結(jié)果進(jìn)行顯示、打印、存貯和報(bào)警輸出的同時(shí)，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)于一級(jí)過濾器、采樣/排空閥以及連帶的采樣泵采樣時(shí)間和排空泵排空時(shí)間、氣體分析儀的校正時(shí)間進(jìn)行隨機(jī)控制。
本發(fā)明的發(fā)明目的，是通過以下的技術(shù)方案來達(dá)到的。
本發(fā)明的煤粉自燃自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，系由氣體采樣及過濾系統(tǒng)、易燃易爆氣體分析儀和數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)組成。氣體采樣及過濾系統(tǒng)，主要由采樣泵、采樣/排空閥、過濾器和除水器組成。易燃易爆氣體分析儀，通常包括氧氣分析儀、一氧化碳?xì)怏w分析儀之類。數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)主要由A/D、D/A變換器、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。氣體分析儀的測(cè)量信號(hào)經(jīng)A/D變換器送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。計(jì)算機(jī)在將分析結(jié)果顯示、打印、存貯和報(bào)警的同時(shí)，并經(jīng)D/A變換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，以按照所設(shè)定的程序?qū)φ麄€(gè)采樣、氣體分析、儀器校正過程實(shí)施自動(dòng)控制。當(dāng)某個(gè)采樣點(diǎn)易燃易爆氣體含量超限時(shí)，計(jì)算機(jī)在報(bào)警的同時(shí)，將減小該采樣點(diǎn)的采樣時(shí)間間隔，加強(qiáng)對(duì)該點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)煤粉自燃自爆趨勢(shì)作出自動(dòng)分析。
根據(jù)本發(fā)明的煤粉自燃自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，包括采樣泵和易燃易爆氣體分析儀，其特征在于進(jìn)一步包括有A、一級(jí)過濾器，被安裝在采樣泵之前，以對(duì)采樣泵抽取的氣粉混合物進(jìn)行初過濾，防止煤粉阻塞管路及對(duì)氣體分析儀造成危害；B、排空泵，與采樣泵并行安裝，以在非采樣測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)將初過濾的氣體排空，從而減小測(cè)量的延遲時(shí)間；C、采樣/排空閥，分別與采樣泵和排空泵連通，以控制采樣測(cè)量時(shí)間和排空時(shí)間，以及D、工業(yè)控制用的電子計(jì)算機(jī)，被安裝在氣體分析儀之后，以對(duì)氣體分析儀測(cè)量的數(shù)據(jù)作出分析處理，在將分析結(jié)果進(jìn)行顯示、打印、存貯和報(bào)警的同時(shí)，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)于一級(jí)過濾器、采樣/排空閥以及連帶的采樣泵采樣時(shí)間和排空泵排空時(shí)間進(jìn)行隨機(jī)控制。
根據(jù)本發(fā)明的煤粉自燃自爆在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特征在于所述一級(jí)過濾器為裝有壓縮空氣的旋風(fēng)式煤粉分離器；所述氣體分析儀為氧氣分析儀和一氧化碳?xì)怏w分析儀，且為對(duì)該儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，在其通往采樣泵的管路上安裝有測(cè)量/校準(zhǔn)閥，受電子計(jì)算機(jī)控制，由標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)校正。
為了提高氣體分析儀的可靠性并提高其測(cè)量精度，在采樣測(cè)量的管路上進(jìn)一步安裝有除水器(例如電子冷凝除水器)和二級(jí)過濾器(例如多孔式過濾器)，以使被采樣氣體進(jìn)一步凈化，并對(duì)分析儀提供保護(hù)。
鑒于在線監(jiān)測(cè)時(shí)排空泵會(huì)在非采樣時(shí)間間隔內(nèi)將大量的氣粉混合物排入空間，為減少其對(duì)周圍環(huán)境的污染，在排空泵之后裝有清洗水池，以將該氣粉混合物凈化之后排放。
為對(duì)采樣測(cè)量的動(dòng)態(tài)過渡過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在通往氣體分析儀的管路中安裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)特征及其所具有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，通過以下結(jié)合附圖所闡述的具體實(shí)施例將變得更加清楚和明白，其中

圖1為煤粉熱解時(shí)一氧化碳釋放量和煤粉溫度的關(guān)系曲線；圖2為本發(fā)明的煤粉自燃自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)；煤粉自燃是一個(gè)緩慢的氧化過程，在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，當(dāng)其氧化放出的熱量不能及時(shí)地散發(fā)到周圍環(huán)境中去時(shí)，煤粉溫度升高，氧化過程加速直至煤粉著火。揮發(fā)成分含量越高的煤，自燃的傾向越大。在煤粉的氧化過程中，煤粉將析出CO，CO2以及飽和和不飽和的碳?xì)浠衔?如CH4，C2H4，C2H6)。煤種不同，這些氣體的析出溫度不同，且其析出量與煤粉溫度成指數(shù)關(guān)系(圖1)。在這些氣體中，CO的開始析出溫度較低，且其析出量較大，故最適宜作煤粉自燃早期監(jiān)測(cè)予報(bào)的指標(biāo)氣體。其它如氧氣等的含量，也是監(jiān)測(cè)予報(bào)煤粉自燃的重要指標(biāo)氣體，從而構(gòu)成本發(fā)明的主要采樣監(jiān)測(cè)對(duì)象。
參見圖2，其中一級(jí)過濾器(18)為安裝在采樣泵(6)之前的旋風(fēng)式煤粉分離器，經(jīng)閥門(1)抽取的采樣氣粉混合物被送入該過濾器過濾。被過濾后的采樣氣體，經(jīng)過采樣/排空閥(4)被吸入采樣泵(6)或者通過排空泵(5)釋放。被過濾后分離出來的煤粉，則由閥門(2)吹入的壓縮空氣(15)吹掃干凈，并經(jīng)過閥門(3)送入制粉系統(tǒng)(17)中。而且閥門(1)、(2)、采樣/排空閥(4)以及采樣泵(6)和排空泵(5)的工作，均由電子計(jì)算機(jī)(11)按照設(shè)定的程序進(jìn)行隨機(jī)控制。由采樣泵采樣的氣體，經(jīng)電子冷凝除水器(8)除水和多孔過濾器(9)進(jìn)一步過濾之后，被送入一氧化碳分析儀(12)和氧氣分析儀(13)(例如紅外線氣體分析儀)。當(dāng)某點(diǎn)采樣中CO含量大于25ppm時(shí)，表明該采樣點(diǎn)煤粉有自燃的可能。這時(shí)，電子計(jì)算機(jī)除驅(qū)動(dòng)報(bào)警之外，將控制采樣/排空閥(4)以對(duì)該采樣點(diǎn)縮短采樣時(shí)間間隔進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)分析CO含量隨時(shí)間的增長(zhǎng)率。一旦CO含量隨時(shí)間急劇增大，表明煤粉自燃正在加速進(jìn)行，便再次報(bào)警，提請(qǐng)運(yùn)行人員采取緊急處理措施。
圖中的顯示、打印、存貯、報(bào)警設(shè)備(14)，以及控制氣體分析儀測(cè)量或校準(zhǔn)用的測(cè)量/校準(zhǔn)閥(10)和標(biāo)準(zhǔn)氣體(16)以及清洗排放氣體的清洗水池(7)，其本身為通用設(shè)備和器材，可任意選用。至于經(jīng)分析后排空的氣體，可根據(jù)需要作凈化處理，使其不致于污染環(huán)境。
本發(fā)明的煤粉自燃自爆監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)地完成氣體采樣、氣體凈化、氣體分析和分析儀器校正，并可將監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示、打印、存貯和報(bào)警。其用于火電廠對(duì)于磨煤機(jī)入口、乏氣管道和煤粉倉(cāng)以及鍋爐尾部的煙道進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)予報(bào)，能夠有效地監(jiān)測(cè)機(jī)組的安全運(yùn)行情況，避免事故的發(fā)生。本發(fā)明還可用作其它易燃易爆場(chǎng)所的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)予報(bào)，而且檢測(cè)用的儀器可根據(jù)被監(jiān)測(cè)對(duì)象配置。
權(quán)利要求
1.一種煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，包括采樣泵和易燃易爆氣體分析儀，其特征在于進(jìn)一步包括有A.一級(jí)過濾器，被安裝在采樣泵之前，以對(duì)采樣泵抽取的氣粉混合物進(jìn)行初過濾，防止煤粉阻塞管路及對(duì)氣體分析儀造成危害；B.排空泵，與采樣泵并行安裝，以在非采樣測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)將初過濾的氣體排放，從而減小測(cè)量的延遲時(shí)間；C.采樣/排空閥，分別與采樣泵和排空泵連通，以控制采樣測(cè)量時(shí)間和排空時(shí)間，以及D.工業(yè)控制用的電子計(jì)算機(jī)，被安裝在氣體分析儀之后，以對(duì)氣體分析儀測(cè)量的數(shù)據(jù)作出分析處理，在將分析結(jié)果進(jìn)行顯示、打印、存貯和報(bào)警輸出的同時(shí)，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)于一級(jí)過濾器、采樣/排空閥以及連帶的采樣泵采樣時(shí)間和排空泵排空時(shí)間進(jìn)行隨機(jī)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)過濾器為裝有壓縮空氣的旋風(fēng)式煤粉分離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于在排空泵之后裝有清洗水池，以對(duì)所排放的初過濾氣體清洗，防止造成環(huán)境污染。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于所述氣體分析儀為氧氣分析儀和一氧化碳?xì)怏w分析儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于在采樣泵通往氣體分析儀的采樣測(cè)量管路上裝有測(cè)量/校準(zhǔn)閥，并受電子計(jì)算機(jī)控制，通過標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)上述氣體分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于在采樣泵通往氣體分析儀的采樣測(cè)量管路上，進(jìn)一步安裝有除水器和二級(jí)過濾器，以使被分析的氣體進(jìn)一步凈化，藉以提高分析的可靠性和提高儀器分析精度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于上述除水器為電子冷凝除水器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于上述二級(jí)過濾器為多孔式過濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于在通往氣體分析儀的管路中裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求的煤粉自燃、自爆在線監(jiān)測(cè)予報(bào)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)可用在火電廠制粉系統(tǒng)中的磨煤機(jī)入口、乏氣管道、煤粉倉(cāng)和鍋爐尾部受熱面的在線監(jiān)測(cè)予報(bào)，并可用作其它易燃易爆氣體場(chǎng)所的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)予報(bào)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤粉自燃自爆在線監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng),包括采樣泵和氣體分析儀,其特征在于進(jìn)一步包括有:A、一級(jí)過濾器,被安裝在采樣泵之前,以對(duì)采樣泵抽取的氣粉混合物進(jìn)行初過濾;B、排空泵,與采樣泵并行安裝,以在非采樣測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)將初過濾的氣體排空;C、采樣/排空閥,分別與采樣和排空泵連通,以控制采樣和排空時(shí)間;D、電子計(jì)算機(jī),被安裝在氣體分析儀之后,以對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)分析處理,并將結(jié)果輸出報(bào)警和控制氣體采樣、凈化、分析和儀器校正。
文檔編號(hào)F23M11/00GK1173612SQ9612095
公開日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1996年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月6日
發(fā)明者程金明, 魏楠, 劉彤, 李福順, 陳龍華, 楊永紅 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(北京)