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专利号: 2018106073502
申请人: 辽宁工程技术大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,采用以下煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析装置,实现乏风通入燃煤锅炉混烧,包括乏风配气系统、乏风煤粉混合系统、锅炉混烧系统、烟气冷凝与监测系统;

所述的乏风配气系统包括多个气样罐,空气加湿器,离心式风机,乏风配气箱和加压电扇;

所述的乏风煤粉混合系统包括煤粉混合器;

所述的锅炉混烧系统包括燃烧器、锅炉炉体、锅炉炉膛、热电偶、温度采集卡和计算机;

所述的烟气冷凝与监测系统包括烟气冷凝器和气相色谱分析仪;

其中,所述的乏风配气箱一端为圆柱形箱体,一端为圆锥形箱体,乏风配气箱内部中,圆柱形箱体和圆锥形箱体连接处设置有加压风扇;圆锥形的锥尖为乏风出口;

所述的气样罐和乏风配气箱圆柱形一端通过管路相连;空气加湿器与乏风配气箱圆柱形一端通过管路连接;离心式风机与乏风配气箱圆柱形一端通过管路连接;

所述的乏风配气箱的乏风出口通过输气管路与乏风煤粉混合系统的煤粉混合器一端相连,煤粉混合器另一端连通锅炉混烧系统的燃烧器;其中,该输气管路上设置有气体浓度传感器、温湿度传感器和气样采集支管,所述的气样采集支管和烟气冷凝与监测系统的气相色谱分析仪相连接;

所述的锅炉混烧系统的锅炉炉膛内设置有热电偶,热电偶与锅炉炉体外部设置的温度采集卡相连,温度采集卡和计算机相连;

所述的锅炉混烧系统的烟气出口通过管路和烟气冷凝与监测系统的烟气冷凝器相连;

所述的烟气冷凝与监测系统的烟气冷凝器与气相色谱分析仪相连;

所述的乏风煤粉混合系统还包括煤粉仓和螺旋给料机,所述的煤粉仓通过螺旋给料机和煤粉混合器相连;

所述的锅炉混烧系统还包括回燃室、正向烟管、反向烟管、烟箱、精密温度计和水位计;

所述的锅炉混烧系统的锅炉炉体形成腔体,腔体内部设置有锅炉炉膛、热电偶、回燃室、烟箱、正向烟管和反向烟管;锅炉炉膛、热电偶、回燃室、烟箱、正向烟管、反向烟管与锅炉炉体的内表面之间构成储水空间,储水空间中填充有热媒水;所述的锅炉混烧系统的燃烧器固定在锅炉炉体的端头,燃烧器喷口与锅炉炉膛前端连通,锅炉炉膛后端与回燃室连通,回燃室上部的排烟口与烟箱之间由若干正向烟管连通,烟箱上部与若干反向烟管连通,反向烟管另一端与烟气出口连通;

该煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:

(1)配制乏风气体

根据煤矿乏风气体的配比和湿度,调整离心式风机向乏风配气箱通入空气,调整气样罐开关阀按设定流量向乏风配气箱中通入多种气体,并调整空气加湿器向乏风配气箱中通入水雾气,在乏风配气箱中得到乏风气体;

(2)乏风气体输送

将乏风气体经过乏风配气箱内部设置的加压风扇进行旋转混合并加压后,得到高压乏风气体,经由乏风出口流出,进入输气管路,输气管路上设置的气体浓度传感器和温湿度传感器实时监测高压乏风气体的浓度和温湿度;

当满足煤矿乏风气体的配比和湿度后,配制的高压乏风气体进入乏风煤粉混合系统;

当不满足煤矿乏风气体的配比和湿度后,通过调整乏风配气系统的设备,使配制的高压乏风气体满足配比和湿度,然后再进入乏风煤粉混合系统;

定期打开气样采集支管的取样阀,采集乏风气样进入气相色谱分析仪,定量分析乏风气体成分;

步骤二:乏风和煤粉混合

旋磨后的煤粉储存在煤粉仓内,经螺旋给料机,输送至煤粉混合器内,与高压乏风气体混合,形成的混合物输送入锅炉混烧系统;其中,高压乏风气体中的氧气含量为煤粉充分燃烧所需氧气含量的1.2‑1.3倍;

步骤三:乏风与煤粉混烧

高压乏风气体和旋磨后的煤粉形成的混合物,经管路输送至燃烧器,经燃烧器点燃后喷入锅炉炉膛内进行燃烧,设置在锅炉炉膛内的热电偶监测温度分布与变化情况,实时传输至锅炉炉体外部的温度采集卡,温度采集卡向计算机传输温度信号,由计算机显示各热电偶测点温度;

燃烧后的高温产物经回燃室进入正向烟管,将热量传递至锅炉内热媒水,经由烟箱进入反向烟管,进一步向锅炉内热媒水传递热量后,最后由烟气出口排出,进入烟气冷凝与监测系统的烟气冷凝器;

步骤四:烟气冷凝与成分监测

锅炉排出的烟气流入烟气冷凝器进行冷却;打开烟气取样阀,烟气气样流入气相色谱分析仪,检测烟气最终成分;分析烟气中的瓦斯量,与配制乏风气体中的瓦斯量对比,确定乏风瓦斯与煤粉混烧的氧化率 ;

式中,—乏风瓦斯氧化率; —乏风气体中的瓦斯量;—烟气气体中的瓦斯量;

步骤五:乏风‑煤粉混烧与空气‑煤粉燃烧效果对比由离心式风机按设定流量向乏风配气箱内通入空气,多种气样罐、空气加湿器呈关闭状态,乏风配气箱内空气流量与步骤一的乏风流量一致;在乏风替换成空气、煤粉量相同条件下,重复步骤二、三;分析热媒水的水位变化量,与乏风‑煤粉混烧条件下的水位变化量进行对比,确定乏风对锅炉产热的热贡献率 :式中,—乏风瓦斯热贡献率; —乏风与煤粉混烧时热媒水的水位变化量; —仅通入空气进行煤粉燃烧时热媒水的水位变化量。

2.如权利要求1所述的煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,所述的气样罐用于向乏风配气箱提供定量的多组分气体;每个气样罐和乏风配气箱的连接管路上均设置有气样罐开关阀和气样气体流量计。

3.如权利要求1所述的煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,所述的气体浓度传感器为若干个,气体浓度传感器和温湿度传感器,可实时监测配制的乏风样品成分是否符合要求。

4.如权利要求1所述的煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,精密温度计固定在锅炉炉体的壁面,通过探针监测热媒水温度;水位计固定在锅炉炉体的壁面,实时监测锅炉热媒水液面高度。

5.如权利要求1所述的煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,所述的热电偶设置多个,均匀布置在锅炉炉膛内部,用于监测乏风与煤粉混烧的温度分布及变化。

6.如权利要求1所述的煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析方法,其特征在于,所述的分析方法通过改变乏风配气成分,经过多组对比实验,分析乏风不同成分对混烧增热贡献率与乏风瓦斯氧化率的影响。