專利名稱：一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量鍋爐飛灰碳含量的裝置，具體說是一種鍋爐飛灰灼燒測
碳裝置。
背景技術：
鍋爐飛灰含碳量大小是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐燃燒效率和運行經(jīng)濟性的主要指標
之一。及時掌握鍋爐飛灰含碳量數(shù)據(jù)，有利于火電廠鍋爐運行人員及時進行鍋爐燃燒和制
粉系統(tǒng)的調整，提高鍋爐燃燒效率，降低發(fā)電煤耗，提高粉煤灰的利用價值。
目前，國內外一般采用的飛灰在線測碳方法有微波法、紅外法及電容法。這些測量
方法都是屬于間接測量法，其測量數(shù)據(jù)都是根據(jù)事先準備好的標定曲線對比而獲得的。由
于煤種變化或者煤粉細度變化，必然使飛灰物理特性發(fā)生改變，從而導致原先的標定曲線
不再適用。而我國煤炭資源豐富，火電廠用煤來源復雜，現(xiàn)有飛灰在線測碳儀不能滿足我國
火電廠燃用煤種多變的現(xiàn)實，提供的數(shù)據(jù)經(jīng)常誤導鍋爐運行人員對鍋爐燃燒調整的判斷，
嚴重影響鍋爐燃燒經(jīng)濟性。 而現(xiàn)有的實驗室離線化驗方法，需要人工取樣、人工秤樣、高溫灼燒，然后再人工 稱重、計算，整個過程一般需要2-3個小時，由于檢測數(shù)據(jù)嚴重滯后，而且數(shù)據(jù)量嚴重不足， 因此，不能及時指導鍋爐燃燒調整。專利號為200610126404. 0的中國實用新型專利公開了 一種燃煤電站鍋爐煙道飛灰含碳量在線檢測裝置，該裝置可以進行在線測量，但是仍然存 在以下缺陷1、電子天平安裝在測量箱底部，為了能夠稱量坩堝的重量，稱重桿必須很長， 這樣整個稱重桿的重心很高， 一旦機箱有少許震動，稱重桿就會大幅晃動，從而影響測量精 度。2、坩堝轉盤圓周均勻地設有四個或四個以上用于擱置裝載坩堝的通孔。這樣的結構在 測量流程中比較復雜，如果四個坩堝都加入測量過程，則從收集灰樣到測量結果出來，整個 測量流程時間較長，導致測量結果數(shù)據(jù)滯后大。3、坩堝是由旋轉電機帶動大齒輪盤和坩堝 轉盤而旋轉，且需要兩個定位傳感器，結構復雜，故障較多。4、灰樣在灼燒部件中需要較長 的燃燒時間。
發(fā)明內容發(fā)明目的本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鍋爐飛灰灼燒 測碳裝置，克服了現(xiàn)有飛灰測碳儀存在的不足，檢測精度高、速度快，重復性好，能滿足用戶 對于鍋爐燃燒及時調整的要求。
技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案 —種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，它包括加樣部件、灼燒部件、傳送部件、秤樣部件和
排樣部件；還包括坩堝托板，在坩堝托板上設有坩堝孔；坩堝托板的中心點固定在拉桿的
頂端，拉桿穿過工位平臺；在坩堝托板與工位平臺之間的拉桿上設有同步輪，固定在工位平
臺下的換位電機通過同步帶與同步輪相連；在工位平臺上設有四個同心圓分布的圓形通孔
工位，依次為加樣工位、灼燒工位、秤樣工位和排樣工位；加樣部件位于加樣工位的上方，灼燒部件位于灼燒工位的上方，秤樣部件位于秤樣工位之下，排樣部件位于排樣工位的上 方。 優(yōu)選的，所述的坩堝托板為長條形板，在所述的長條形板的兩端各設有一個與坩 堝適配的坩堝孔。 優(yōu)選的，所述的秤樣部件包括秤樣桿、電子天平，電子天平固定在工位平臺下面； 秤樣桿固定在電子天平的稱量盤上；秤樣桿豎直穿過秤樣工位的中心，且伸出工位平臺的 上表面。 優(yōu)選的，本實用新型還包括制氧部件，所述的制氧部件通過氣管與灼燒部件相連。 優(yōu)選的，所述的制氧部件為分子篩制氧裝置。 工作過程通過加樣部件將飛灰樣品加入坩堝中，通過稱樣部件稱量后；由傳送 部件將裝有灰樣的坩堝送入灼燒部件，在815t: 士1(TC溫度下灼燒約10分鐘；然后退出爐 膛冷卻后，再次通過秤樣部件稱量坩堝灰樣重量，由儀器自動計算出灰樣質量損失，從而計 算出飛灰樣品的含碳量；測量過的灰樣由排樣部件清除出坩堝，然后進行下一個灰樣的測 有益效果(l)本實用新型將電子天平安裝在工位平臺下方，從而使得稱重桿的 長度大幅縮短，抗震動能力大大加強，從而大大提高了測量精度。(2)本實用新型的坩堝 托板為帶有兩個可擱置坩堝通孔的條形板，結構更加簡化，轉動慣性小，有利于轉動控制精 度，而且測量結果時滯小。(3)本實用新型采用步進電機驅動同步輪帶動坩堝托盤旋轉，且 只需一個位置傳感器，結構簡潔，控制精度更高。(4)本實用新型在灼燒部件中增加制氧部 件，灰樣在加熱灼燒時儀器間歇性地向電阻爐爐膛中加入氧氣，可以加速灰樣中未燃盡碳 的氧化，從而縮短測量時間。所述的制氧部件是一種分子篩制氧裝置，無需使用化學試劑， 使用安全，無需維護。
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖1的左視圖。圖3為本實用新型的工位布置圖。圖4為本實用新型處于秤樣工位的示意圖。圖5為本實用新型處于加樣工位的示意圖。圖6為本實用新型處于灼燒和排樣工位的示意圖。圖7為本實用新型的拉桿的結構示意圖。圖8為圖7的俯視圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4、5和6所示，本實用新型的鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，包括傳送部件、 加樣部件、灼燒部件、秤樣部件、排樣部件、工位平臺和電氣控制系統(tǒng)。 所述的工位平臺3上設有四個同心圓分布的圓形通孔，順時針依次排列為加樣 工位6、灼燒工位7、秤樣工位8和排樣工位9。其中，加樣部件10位于加樣工位6的正上 方，排樣部件11位于排樣工位9的正上方，灼燒部件位于灼燒工位7的正上方，秤樣部件位于秤樣工位8之下。 所述的傳送部件包括坩堝托板1、拉桿2、換位電機5、升降平臺12、升降電機13、加樣頂桿14、排樣頂桿15、絲杠16和灼燒頂桿25。坩堝托板1為一長條形板，在坩堝托板1的兩端設有兩個相同大小坩堝孔A和B，坩堝孔為圓形通孔，圓形通孔的圓心與工位孔的圓心呈同心圓分布，坩堝孔的直徑比坩堝的最大外緣小，比坩堝的中心鍋體大；一號坩堝和二號坩堝分別放置在這兩個坩堝孔內。坩堝托板1的一端設有與旋轉位置傳感器19適配的凸塊，當該凸塊位于旋轉位置傳感器19內的時候，坩堝托板1上的兩個坩堝剛好對應在相應的工位上。坩堝托板1的中心固定有拉桿2，拉桿2穿過工位平臺3和升降平臺12，升降平臺12位于工位平臺3和底部平臺17之間。且拉桿2的末端固定有擋板；在坩堝托板1與工位平臺3之間的拉桿2上設有彈簧。升降電機13帶動升降平臺12下降的時候，由于拉桿2末端的擋板的作用，拉桿2帶動坩堝托板1下降；當升降電機13反向旋轉的時候，帶動升降平臺12上升，此時，由于拉桿2上端的彈簧的作用，由彈簧的彈力帶動坩堝托板1上升。換位電機5固定在工位平臺3下方；換位電機5通過同步帶與同步輪4相連，同步輪4固定在工位平臺3的上方的拉桿2上，同步輪4與拉桿2之間為鍵槽配合，如圖6和7所示。換位電機5帶動坩堝托板1旋轉，將坩堝送到相應的工位上。 升降平臺12通過絲桿螺帽18固定在絲杠16上，絲杠16的一端與升降電機13的輸出軸相連，升降電機13固定在底部平臺17上。升降電機13旋轉可帶動絲杠16旋轉，絲杠螺帽18與絲杠16螺紋相咬合，絲杠16的旋轉可帶動絲杠螺帽18升降，進而由絲杠螺帽18帶動升降平臺12進行升降運動。在升降平臺12下方設有升降位置傳感器24，當升降平臺12下降到該最低位，即升降位置傳感器所在位置時，下降動作停止。在升降平臺12的中心兩側各裝有一根導向桿26，導向桿26的上端固定在工位平臺3上，下端固定在底部平臺17上，升降平臺12可沿導向桿26上下滑動。 升降平臺12上裝有加樣頂桿14、排樣頂桿15、灼燒頂桿25，這些頂桿的位置分別與加樣工位6、排樣工位9、灼燒工位7的中心孔位相一致，且跟隨升降平臺12的上升，都能從下往上穿過工位平臺3上的對應工位通孔，這些頂桿的直徑比坩堝托板1上的坩堝通孔的孔徑小。 所述的灼燒部件包括電阻爐20、溫度傳感器21，電阻爐20包括保溫體及設在本體內的電爐絲。電阻爐20豎直布置在灼燒工位7的正上方，電阻爐20的爐膛為空心圓柱體，爐膛封閉端朝上，爐膛開口端朝下正對灼燒工位7。溫度傳感器21位于爐膛居中位置，電阻爐20的圓柱形爐膛開口尺寸比坩堝的外徑大。制氧裝置27通過氣管28通到電阻爐20的爐膛下部開口處，用來在灼燒時向爐膛輸送氧氣；所述的制氧部件為分子篩制氧裝置。[0028] 所述的秤樣部件包括秤樣桿22和電子天平23 ;電子天平23固定在工位平臺3的下面，秤樣桿22的底部固定在電子天平23的稱量盤上。秤樣桿22垂直穿過秤樣工位8的中心，且伸出工位平臺3之上，秤樣桿22與工位平臺3之間沒有機械接觸。秤樣桿22的頂端設有與坩堝底部適配的端面。 所述的坩堝為耐熱陶瓷制成的鍋體，坩堝開口外部有一個圓形凸臺，坩堝的底部外側呈倒錐狀。 所述的旋轉位置傳感器19、溫度傳感器21、升降位置傳感器24由電氣控制單元(如PLC、計算機)控制；由控制系統(tǒng)將傳感器送來的信號收集過來，經(jīng)過分析和處理，用來
5控制電阻爐的加熱、升降電機的旋轉、換位電機的起停，以及和電子天平的數(shù)據(jù)通訊。
本實用新型具體工作過程如下 方法一 只有一個坩堝參與測量。 1、在坩堝托板的A、B兩個坩堝孔中分別放置兩個干燥、完好的空坩堝一號坩堝、 二號坩堝。打開儀器電源，運行灼燒部件；使電阻爐溫度升至815t: 士1(TC，并預熱約30分鐘。 2、升降電機驅動升降平臺下降，升降平臺帶動拉桿和坩堝托板下移，到達升降傳 感器所在位置時，儀器自動記錄下初始升降位置L位；然后升降電機開始反方向旋轉，帶 動升降平臺上升到自由高度M位。坩堝托板也由于同步輪上方彈簧的力量，也恢復到原先 的高度。 坩堝托板在換位電機和同步帶驅動下旋轉，旋轉位置傳感器不斷探測到坩堝托板 的旋轉位置，然后儀器自動記下初始旋轉位置。 3、換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號坩堝到達秤樣工位時，停止旋轉。升降電機 驅動升降平臺下降到L位停止，此時一號坩堝落在秤樣桿上，電子天平開始稱量，儀器獲得 一號空坩堝的質量ma0。 4、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達加樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升，當加樣頂桿托起一號坩堝上升到 與加樣部件底部貼合時停止，此時升降平臺的高度位置H位，然后加樣部件將一定量的灰 樣加入到一號坩堝中。 5、升降電機驅動升降平臺下降至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位， 一號坩堝落在秤樣桿上，電 子天平開始稱量，儀器獲得一號坩堝加入灰樣的質量mal 。 6、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達灼燒工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時灼燒頂桿托起一號坩 堝上升到電阻爐爐膛中，爐膛溫度被控制在815t: 士1(TC，一號坩堝在電阻爐中灼燒約10 分鐘；灼燒期間制氧部件27間歇性地向電阻爐爐膛中通入氧氣。 7、升降電機驅動升降平臺下降至M位，一號坩堝冷卻約1分鐘后，換位電機驅動坩
堝托板旋轉，當一號坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位，同時一
號坩堝落在秤樣桿上，電子天平開始稱量，儀器獲得一號坩堝灼燒后的質量ma2。 8、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號
坩堝到達排灰工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時排樣頂桿托起一號坩
堝上升到與排樣部件底部貼合，排樣部件將一號坩堝中的灰樣清除出去。 9、灰樣的含碳量百分數(shù)公式為(mal-ma2)/(mal-ma0) X100X，儀器自動計算出飛
灰含碳量值。 重復方法一中步驟3-9的過程。 方法二 一號坩堝和二號坩堝同時加入測量。 步驟1-3同方法一中的步驟1-3。 4、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達加樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時加樣頂桿托起一號坩堝上升到與加樣部件底部貼合，然后加樣部件將一定量的灰樣加入到一號坩堝中。 5、升降電機驅動升降平臺下降至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位，此時一號坩堝落在秤樣桿 上，電子天平開始稱量，儀器獲得一號坩堝加入灰樣的質量mal 。 6、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當一號 坩堝到達灼燒工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時灼燒頂桿托起一號坩 堝上升到電阻爐爐膛中，爐膛溫度被控制在815t: 士1(TC，一號坩堝在電阻爐中灼燒約10 分鐘。同時排樣頂桿托起二號坩堝上升到與排樣部件底部貼合，排樣部件工作，將二號坩堝 中的灰樣清除出去。 7、升降電機驅動升降平臺下降至M位， 一號坩堝冷卻約1分鐘后；換位電機驅動坩
堝托板旋轉，當一號坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位，同時一
號坩堝落在秤樣桿上，電子天平開始稱量，儀器獲得一號坩堝灼燒后的質量ma2。 8、根據(jù)灰樣的含碳量百分數(shù)公式(mal-ma2)/(mal-ma0) X 100%，儀器自動計算出
一號坩堝中的飛灰含碳量值。 9、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當二號 坩堝到達秤樣工位時，停止旋轉。升降電機驅動升降平臺下降到L位停止，此時二號坩堝落 在秤樣桿上，電子天平開始稱量，儀器獲得二號空坩堝的重量mbO。 10、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當二號
坩堝到達加樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時加樣頂桿托起二號坩
堝上升到與加樣部件底部貼合，然后加樣部件將一定量的灰樣加入到二號坩堝中。 11、升降電機驅動升降平臺下降至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當二號
坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位，此時二號坩堝落在秤樣桿
上，電子天平開始稱量，儀器獲得二號坩堝加入灰樣的質量mbl。 12、升降電機驅動升降平臺上升至M位，然后換位電機驅動坩堝托板旋轉，當二號 坩堝到達灼燒工位時停止，升降電機驅動升降平臺上升到H位，同時灼燒頂桿托起二號坩 堝上升到電阻爐爐膛中，爐膛溫度被控制在815t: 士1(TC，二號坩堝在電阻爐中灼燒約10 分鐘。同時排樣頂桿托起一號坩堝上升到與排樣部件底部貼合，排樣部件工作將一號坩堝 中的灰樣清除出去；灼燒期間制氧部件27間歇性地向電阻爐爐膛中通入氧氣。 13、升降電機驅動升降平臺下降至M位，二號坩堝冷卻約1分鐘后，換位電機驅動 坩堝托板旋轉，當二號坩堝到達秤樣工位時停止，升降電機驅動升降平臺下降到L位，同時 二號坩堝落在秤樣桿上，電子天平開始稱量，儀器獲得二號坩堝灼燒后的質量mb2。 14、根據(jù)灰樣的含碳量百分數(shù)公式(mbl-mb2)/(mbl-mb0) X100X，儀器自動計算
出二號坩堝中的飛灰含碳量值。 15、重復方法二中步驟4-14的過程。 方法二提高了裝置的運行工作效率，節(jié)約了測量時間。
權利要求一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，其特征在于它包括加樣部件、灼燒部件、傳送部件、秤樣部件和排樣部件；還包括坩堝托板(1)，在坩堝托板(1)上設有坩堝孔；坩堝托板(1)的中心點固定在拉桿(2)的頂端，拉桿(2)穿過工位平臺(3)；在坩堝托板(1)與工位平臺(3)之間的拉桿(2)上設有同步輪(4)，固定在工位平臺(3)下的換位電機(5)通過同步帶與同步輪(4)相連；在工位平臺(3)上設有四個同心圓分布的圓形通孔工位，依次為加樣工位(6)、灼燒工位(7)、秤樣工位(8)和排樣工位(9)；加樣部件(10)位于加樣工位(6)的上方，灼燒部件位于灼燒工位(7)的上方，秤樣部件位于秤樣工位(8)之下，排樣部件(11)位于排樣工位(9)的上方。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，其特征在于所述的坩堝托板 (1)為長條形板，在所述的長條形板的兩端各設有一個與坩堝適配的坩堝孔。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，其特征在于所述的秤樣部件包括秤樣桿(22)、電子天平(23)，電子天平(23)固定在工位平臺(3)下面；秤樣桿(22)固 定在電子天平(23)的稱量盤上；秤樣桿(22)豎直穿過秤樣工位(8)的中心，且伸出工位平 臺(3)的上表面。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，其特征在于它還包括制氧部 件(27)，所述的制氧部件(27)通過氣管(28)與灼燒部件相連。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，其特征在于所述的制氧部件 (27)為分子篩制氧裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種鍋爐飛灰灼燒測碳裝置，包括加樣部件、灼燒部件、傳送部件、秤樣部件、排樣部件和坩堝托板，坩堝托板上設有坩堝孔；坩堝托板中心點固定在拉桿的頂端，拉桿穿過工位平臺；在坩堝托板與工位平臺之間的拉桿上設有同步輪，固定在工位平臺下的換位電機通過同步帶與同步輪相連；工位平臺上依次設有加樣工位、灼燒工位、秤樣工位和排樣工位；加樣部件、灼燒部件和排樣部件分別位于加樣、灼燒和排樣工位的上方，秤樣部件位于秤樣工位之下。將電子天平安裝在工位平臺下方，使稱重桿的長度大幅縮短，抗震動能力大大加強，提高了測量精度；坩堝托板為帶有兩個可擱置坩堝通孔的條形板，結構簡單，轉動慣性小，有利于轉動控制精度。
文檔編號G01N5/04GK201508306SQ200920235388
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權日2009年10月20日
發(fā)明者劉曉晨, 張公平, 楊正波, 梅義忠, 池敦峰 申請人:南京大得科技有限公司