飛灰含碳量測(cè)量方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種飛灰含碳量測(cè)量方法，包括以下步驟：通過(guò)取樣器收集飛灰以使所述飛灰在所述取樣器表面形成飛灰層；當(dāng)所述飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到所述飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率；根據(jù)所述光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到所述飛灰中的飛灰含碳量。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法可在線和實(shí)時(shí)測(cè)量鍋爐飛灰含碳量，具有測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)且該方法通用性強(qiáng)。本發(fā)明還提出了一種飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】飛灰含碳量測(cè)量方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐飛灰含碳量的測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種飛灰含碳量測(cè)量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐飛灰含碳量是評(píng)價(jià)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。鍋爐飛灰含碳量的在線和實(shí)時(shí)測(cè)量有利于及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化燃燒條件，從而實(shí)現(xiàn)降低機(jī)組煤耗，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。
[0003]鍋爐飛灰在吸附劑和建筑材料領(lǐng)域的潛在利用也可以提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。飛灰含碳量是決定其應(yīng)用領(lǐng)域的重要指標(biāo)。高含碳量的飛灰具有大比表面積，可以用作高效吸附劑；但是添加到水泥中會(huì)導(dǎo)致水泥容易碎裂，因而不宜用于水泥建筑材料。因此，飛灰含碳量的在線和實(shí)時(shí)測(cè)量對(duì)于飛灰的應(yīng)用有著重要意義。
[0004]現(xiàn)有的鍋爐飛灰含碳量在線測(cè)量方法包括微波吸收法、紅外反射法和激光誘導(dǎo)擊穿光譜法。飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的改變會(huì)使微波吸收法、紅外反射法和激光誘導(dǎo)擊穿光譜法分別產(chǎn)生30%、50%和40%的偏差，測(cè)量不夠準(zhǔn)確，因此這些方法只適用于特定的鍋爐、煤種和機(jī)組運(yùn)行條件，缺乏普遍性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種飛灰含碳量測(cè)量方法。該方法可在線和實(shí)時(shí)測(cè)量鍋爐飛灰含碳量，具有測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)且該方法通用性強(qiáng)。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提出一種飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提供了一種飛灰含碳量測(cè)量方法，包括以下步驟:通過(guò)取樣器收集飛灰以使所述飛灰在所述取樣器表面形成飛灰層；當(dāng)所述飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到所述飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率；根據(jù)所述光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到所述飛灰中的飛灰含碳量。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法，可實(shí)現(xiàn)在線和實(shí)時(shí)測(cè)量飛灰含碳量，例如鍋爐飛灰含碳量，并且該方法的測(cè)量范圍為質(zhì)量分?jǐn)?shù)O?20%，具有飛灰含碳量檢測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。另外，該方法不受飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的影響，因此，廣泛適用于各種鍋爐、煤種和機(jī)組運(yùn)行條件，具有適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]在一些示例中，所述預(yù)設(shè)值為[0.4,0.8]毫米之間。
[0012]在一些示例中，所述光譜發(fā)射率為波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。
[0013]在一些示例中，所述飛灰層在所述取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明第二方面的實(shí)施例提供了一種飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，包括:取樣器，用于收集飛灰以使所述飛灰在所述取樣器表面形成飛灰層；光譜發(fā)射率測(cè)量模塊，用于在所述飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到所述飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率；含碳量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到所述飛灰中的飛灰含碳量。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在線和實(shí)時(shí)測(cè)量飛灰含碳量，例如鍋爐飛灰含碳量，并且該系統(tǒng)的測(cè)量范圍為質(zhì)量分?jǐn)?shù)O?20%，具有飛灰含碳量檢測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。另外，該系統(tǒng)不受飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的影響，因此，廣泛適用于各種鍋爐、煤種和機(jī)組運(yùn)行條件，具有適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。此外，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0017]在一些示例中，所述預(yù)設(shè)值為[0.4,0.8]毫米之間。
[0018]在一些示例中，所述光譜發(fā)射率為波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。
[0019]在一些示例中，所述飛灰層在所述取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法的流程圖；
[0023]圖2是不同含碳量的無(wú)煙煤1#的飛灰堆積結(jié)構(gòu)的半球光譜發(fā)射率曲線示意圖；
[0024]圖3是無(wú)煙煤1#、無(wú)煙煤2#和褐煤1#的飛灰含碳量與飛灰堆積結(jié)構(gòu)4 μ m波長(zhǎng)的半球發(fā)射率的關(guān)系曲線示意圖；以及
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0029]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來(lái)表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0030]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法及系統(tǒng)。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法的流程圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0032]步驟SlOl:通過(guò)取樣器收集飛灰以使飛灰在取樣器表面形成飛灰層。
[0033]其中，飛灰層在取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)，即使飛灰在取樣器表面堆積。
[0034]步驟S102:當(dāng)飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。
[0035]作為一個(gè)具體的示例，預(yù)設(shè)值例如為但不限于:[0.4,0.8]毫米之間，有利地,例如預(yù)設(shè)值為0.5毫米。即當(dāng)飛灰在取樣器表面的堆積厚度大于0.5毫米時(shí)，可通過(guò)一些測(cè)量手段得到飛灰堆積結(jié)構(gòu)的半球或法向的光譜發(fā)射率。
[0036]在上述示例中，光譜發(fā)射率為但不限于波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。即:測(cè)量飛灰堆積結(jié)構(gòu)2?5μπι波長(zhǎng)范圍內(nèi)的半球或法向的單色或光譜發(fā)射率。
[0037]其中，波長(zhǎng)在2?5μπι范圍內(nèi)時(shí)，飛灰堆積結(jié)構(gòu)的半球或法向的光譜發(fā)射率ejf飛灰含碳量Cub變化相對(duì)敏感，隨著含碳量增大而增大，如圖2所示，示出了不同含碳量的無(wú)煙煤1#的飛灰堆積結(jié)構(gòu)的半球光譜發(fā)射率曲線。同時(shí)，由于飛灰堆積結(jié)構(gòu)光學(xué)厚和前向散射的特性，以及碳的光學(xué)常數(shù)的虛部比飛灰的高三個(gè)數(shù)量級(jí)，飛灰堆積結(jié)構(gòu)的光譜發(fā)射率不受飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的影響，如圖3所示，示出了無(wú)煙煤1#、無(wú)煙煤2#和褐煤1#的飛灰含碳量與飛灰堆積結(jié)構(gòu)4μπι波長(zhǎng)的半球發(fā)射率的關(guān)系曲線。
[0038]步驟S103:根據(jù)光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到飛灰中的飛灰含碳量。即根據(jù)飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)，獲得對(duì)應(yīng)的飛灰含碳量。在該實(shí)例中，飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)的確定方法如下:例如首先獲取不同含碳量的飛灰堆積結(jié)構(gòu)樣品；然后測(cè)量這些樣品的光譜發(fā)射率，并采用燃燒失重法測(cè)量這些樣品的含碳量；接著根據(jù)光譜發(fā)射率和燃燒失重法的測(cè)量結(jié)果，從而擬合得到飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量方法，可實(shí)現(xiàn)在線和實(shí)時(shí)測(cè)量飛灰含碳量，例如鍋爐飛灰含碳量，并且該方法的測(cè)量范圍為質(zhì)量分?jǐn)?shù)O?20%，具有飛灰含碳量檢測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。另外，該方法不受飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的影響，因此，廣泛適用于各種鍋爐、煤種和機(jī)組運(yùn)行條件，具有適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0040]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)400，包括:取樣器410、光譜發(fā)射率測(cè)量模塊420和含碳量計(jì)算模塊430。
[0041]其中，取樣器410用于收集飛灰以使飛灰在取樣器表面形成飛灰層，其中，飛灰層在所述取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)。光譜發(fā)射率測(cè)量模塊420用于在飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率，其中，預(yù)設(shè)值為[0.4，0.8]毫米之間，光譜發(fā)射率為波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。含碳量計(jì)算模塊430用于根據(jù)光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到飛灰中的飛灰含碳量。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)對(duì)飛灰含碳量的具體測(cè)量實(shí)施過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)本發(fā)明實(shí)施例的方法中對(duì)飛灰含碳量的測(cè)量的具體描述。為了減少冗余，此處，不做贅述。
[0043]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在線和實(shí)時(shí)測(cè)量飛灰含碳量，例如鍋爐飛灰含碳量，并且該系統(tǒng)的測(cè)量范圍為質(zhì)量分?jǐn)?shù)O?20%，具有飛灰含碳量檢測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。另外，該系統(tǒng)不受飛灰礦物質(zhì)含量和煤種的影響，因此，廣泛適用于各種鍋爐、煤種和機(jī)組運(yùn)行條件，具有適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。此外，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0044]在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0045]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種飛灰含碳量測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過(guò)取樣器收集飛灰以使所述飛灰在所述取樣器表面形成飛灰層； 當(dāng)所述飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到所述飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率； 根據(jù)所述光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到所述飛灰中的飛灰含碳量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛灰含碳量測(cè)量方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)值為[0.4，0.8]毫米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛灰含碳量測(cè)量方法，其特征在于，所述光譜發(fā)射率為波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的飛灰含碳量測(cè)量方法，其特征在于，所述飛灰層在所述取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)。
5.一種飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 取樣器，用于收集飛灰以使所述飛灰在所述取樣器表面形成飛灰層； 光譜發(fā)射率測(cè)量模塊，用于在所述飛灰層的厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，得到所述飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率； 含碳量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述光譜發(fā)射率，利用飛灰含碳量與光譜發(fā)射率的標(biāo)定函數(shù)得到所述飛灰中的飛灰含碳量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)值為[0.4，0.8]毫米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜發(fā)射率為波長(zhǎng)范圍位于[2，5]微米的飛灰層的半球或法向的光譜發(fā)射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的飛灰含碳量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述飛灰層在所述取樣器表面形成飛灰堆積結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK103822880SQ201410065902
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】段遠(yuǎn)源, 楊震, 劉 東, 于海童 申請(qǐng)人:清華大學(xué)