煤质灰分仪在火电厂入炉煤检测方面的应用

张伟 陈树军 宋青锋 周洪军

摘 要：为了满足电厂对入炉煤煤质检测结果时效性的要求，介绍了一款煤质灰分在线检测仪表。着重从原理结构、现场安装使用方案以及最终的使用效果等方面，对仪表进行了详细的介绍。该仪表的应用，可为电厂的生产人员提供了准确的煤质信息，指导现场操作人员根据仪器检测结果科学掺配，使入炉煤质达到燃烧需求，提高电厂燃料的智能化管理水平。

关键词：灰分；在线；入炉煤；智能

1 背景

在当前燃料成本占发电企业成本70%以上的大环境背景下，如何做好燃料的智能、科学管理，是摆在各发电企业面前亟需解决的一道难题，而如何获取准确的燃料数据是发电企业实行燃料智能化管控需要重点考虑的问题之一。在电厂的运行管理过程中，入炉煤的煤质数据直接关系到锅炉的安全运行和混煤掺烧效果，同时，其与入厂煤的热值差，也是衡量电厂管理水平的一个重要依据，所以，各电厂对于入炉煤煤质检测均有严格的管理规定。一般大的发电企业，在入炉煤皮带上均安装有皮带中部采样机，定期收集有代表性的煤炭样品，送化验室进行人工分析。这种入炉煤煤质检测方式，虽然采用了机械化采样装置，在保证了取样的代表性的同时降低了工人的劳动强度，也能够得到准确的煤质分析数据，但是在数据获取的时效性方面存在不足。

2 基本原理

如下图所示，采用X射线荧光技术与X射线吸收相结合的原理，采用X射线管作为激发源，通过测量煤样的透射X射线、散射X射线和X射线荧光的强度，运用专用算法快速计算出煤样中的灰分。

3 仪表构成

X射线煤质灰分仪主要由主机系统（包括工业级微型电脑、触摸屏、应用程序）、控制系统（包括控制电路、驱动单元、料位计、料位开关）、探测系统（包括探测单元、信号处理系统）及机械装置（包括输送机体、整形装置、支架）四部分组成，如图2所示。

4 现场应用方案

考虑到X射线煤质灰分仪的结构及测量要求，设计其安装位置为二级破碎弃料管及斗提机附近，具体安装位置如图3所示。安装时将二次缩分弃料管截断，煤流引进灰分仪进行分析，分析后的煤样自流进入斗提机。

5 应用情况

仪表经过一段時间的安装、调试、运行，根据现场化验结果，利用最小二乘法进行多元素线性回归，建立了适合于现场的数学模型。在仪表运行稳定后，与现场人员一同进行取样对照验证，共取样40组数据，具体情况见下表。

从仪表的对照数据中可以看出：仪表精度高，趋势明显，统计计算所有数据平均偏差为-0.134，标准偏差为0.46，相关系数为0.988。

6 结语

X射线煤质灰分仪作为一款与采样机结合使用的煤质在线分析仪表，其测量原理非常适合对于入炉混煤的灰分进行在线检测，为生产调度人员提供实时准确的运行数据。另外，由于设备内部不使用放射源，在现场应用具有安全可靠等特点，因此可以在电厂进行广泛推广，为电厂的燃料的智能化管控提供数据支持。

参考文献：

[1]吉昂，陶光仪，卓尚军，等.X射线荧光光谱分析[M].北京：科学出版社，2003.

[2]李英华，等.《煤炭在线分析仪测量性能评价方法》国家标准.

作者简介：张伟（1980-），男，汉族，黑龙江密山县人，本科，1998年7月毕业于吉林大学，丹东东方测控技术股份有限公司副总工程师，教授研究员级高级工程师，辽宁省“百千万人才”百人层次，享受国务院特殊津贴，主要从事同位素在线检测仪表的研发工作。