链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统

1.本发明涉及入炉煤水分测定技术领域。具体地说是一种链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统。


背景技术：

2.对于链条炉排锅炉来说，其热效率受煤的品质、进出风量、配风的方式以及燃料在链条上的厚度等多种因素的影响，其中煤的品质是影响链条炉排锅炉热效率的关键因素，尤其是煤的含水量。
3.锅炉入炉煤水分含量是锅炉的重要参数指标。锅炉入炉煤水分含量影响煤的低位发热量。煤样的全水分值(质量分数)每变化1％，其收到基低位热值将变化209～293j/g。对于相同质量入炉煤来说，煤的水分含量高，可燃物比例少，低位发热量低。在燃烧过程中，由于入炉煤水分含量高，水分蒸发吸收汽化潜热多，煤的低位发热量降低。相同负荷条件下高入炉煤水分含量燃煤耗量增加。运煤设备、碎煤机、磨煤机等相应辅助设备需要加工处理更多煤量，与此相对应的一次风机需要提供更多风量，厂用电量消耗增加。此外，如果入炉煤水分含量增加，输煤管和其他的输煤通道可能会结冰堵塞，增加运行成本。因此，链条锅炉入炉煤水分对链条炉燃烧效率影响至关重要。
4.由于锅炉热效率会受到入炉煤全水分含量的影响，通常情况下，在生产运行中，原煤在进入链条炉排燃烧之前,需要对原煤掺混适量的水，使其实际低位发热量达到预期值。当高全水分含量的入炉煤燃烧送入炉膛燃烧时，煤中的水分会吸收火焰放出的热量蒸发，从而降低火焰的稳定性和燃料的热传导能力，导致锅炉内部的温度下降，进而导致排放的烟气量随之增加，而烟气的热损失增加，则会导致锅炉的热效率大幅降低。因此，入炉煤的全水分含量存在的差异，显著影响锅炉燃烧的热效率的稳定性。为了减少煤的水分过高造成的热损失，需要对煤粉在入炉燃烧前进行水分的检测。目前大多数热源厂对入炉煤水分的检测还处于人工操作的状态。一些企业会将入炉煤取样后带回实验室对其水分含量进行检测，但这种方式对于调节入炉煤水分含量具有滞后性；而有些入炉煤水分的检测过程则仅通过司炉工的经验人为判断完成，由于每个人工作经验存在较大差异，因而导致入炉煤水分含量与预期水分含量存在较大差距，进而造成锅炉热效率的稳定性较差。
5.目前，入炉煤水分测定仪器主要分为接触式水分测试仪和非接触式水分测试仪。非接触式水分测试仪通常适用于实验室中对采样后的样品进行水分测定，而接触式水分测试仪是通过探头接触样本的方式进行水分测定，解决了以往定期在实验室进行测定水分的麻烦，使实时显示水分含量成为可能，但这种水分测试仪在测试时对测量环境要求较严格，比如需要物料堆积厚度必须满足相应设备的要求，使得物料应包围测量元件，否则导致水分测量结果误差较大，所以，目前接触式水分测试仪在用于测量煤的水分时，要求不能存在大煤块，因此限制了其在链条排锅炉入炉煤的水分测试中的应用。


技术实现要素：

6.为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以实时监测入炉煤水分含量的接触式链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，以解决接触式水分测试仪使用时限制条件多，以及当前链条炉排锅炉入炉煤水分测定结果准确性差、滞后性严重等问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，包括支撑机构、接触式水分测定机构和采煤机构；所述接触式水分测定机构和采煤机构均安装在所述支撑机构上，所述采煤机构位于入炉煤传送带的正上方，且所述采煤机构的采煤端可做远离或贴近所述入炉煤传送带的上下往复运动，所述采煤机构的采煤端在贴近所述入炉煤传送带时采煤，所述采煤机构的采煤端在远离所述入炉煤传送带时，所述接触式水分测定机构的探头插入所述采煤机构所采到的煤中。
9.上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，其特征在于，所述采煤机构包括采煤斗、联轴节、丝杠、固定件、移动件、轴承和电机；所述固定件和所述移动件均具有轴向空腔，所述丝杠和所述轴承均位于所述固定件的轴向空腔中；所述电机驱动所述联轴节旋转，所述联轴节通过传动轴与所述丝杠的第一端传动连接；所述丝杠的第二端安装在所述轴承的内圈上，所述轴承的外圈固定安装在所述固定件第二端的内壁上；
10.所述丝杠上套装有丝杠螺母，所述丝杠螺母上安装有连接轴，所述连接轴与所述丝杠垂直设置；所述固定件的侧壁上沿纵向开设有条形孔，所述连接轴穿过所述条形孔后伸出所述固定件并与所述移动件固定连接；所述丝杠螺母可通过所述连接轴带动所述移动件沿所述条形孔做上下往复运动；所述移动件的第二端固定安装有底座，所述底座与所述采煤斗固定连接；
11.所述固定件邻近所述联轴节的一端固定安装在所述支撑机构上；所述采煤斗位于所述入炉煤传送带的正上方，所述条形孔的纵向长度大于或等于所述探头至所述入炉煤传送带的竖直距离；所述采煤斗在贴近所述入炉煤传送带时采煤，所述采煤斗在远离所述入炉煤传送带时，所述探头插入所述采煤斗所采到的煤中。
12.上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述丝杠的螺纹中径按照如下公式计算得到：
[0013][0014]
公式1中：d2为所述丝杠的螺纹中径，f为轴向荷载，[p]为许用荷载；
[0015]
所述丝杠的螺纹升角按照如下公式计算得到：
[0016][0017]
公式2中：λ为所述丝杠的螺纹升角，s为导程；d2为所述丝杠的螺纹中径；p为所述丝杠的螺距；x为所述丝杠的螺纹头数；
[0018]
所述丝杠螺母的螺母高度h按照如下公式计算得到：
[0019][0020]
公式3中：d2为所述丝杠的螺纹中径；
[0021]
所述丝杠螺母螺纹的旋合圈数n按照如下公式计算得到：
[0022][0023]
公式4中：h为所述丝杠螺母的螺母高度，p为所述丝杠的螺距；
[0024]
所述丝杠螺母螺纹的基本牙型高度h1按照如下公式计算得到：
[0025]
h1＝0.5p
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(公式5)；
[0026]
公式5中：p为所述丝杠的螺距；
[0027]
所述电机的转速vn按照如下公式计算得到：
[0028][0029]
公式6中：v为期望螺母轴向运动速度；d2为所述丝杠的螺纹中径；λ为所述丝杠的螺纹升角。
[0030]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述采煤机构还包括限位组件；所述限位组件包括限位箱、限位开关、卡位片和卡位盒；所述卡位盒邻近所述移动件并与所述连接轴固定连接；所述卡位片固定安装在所述卡位盒远离所述移动件的一侧上；所述限位开关固定安装在所述限位箱上，所述限位开关有两个，两个所述限位开关在一条竖直线上，且两个所述限位开关之间的竖直距离等于所述探头至所述入炉煤传送带的竖直距离；所述卡位片的长度大于所述移动件至所述限位开关的最短距离，所述限位箱固定安装在所述支撑机构上。
[0031]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述采煤斗进料口的朝向与所述入炉煤传送带的传送方向相反，所述采煤斗的顶壁上开设有测试口，所述探头位于所述测试口的正上方。
[0032]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述电机可正反往复旋转。
[0033]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述接触式水分测定机构为接触式水分测定仪，所述接触式水分测定仪的主机固定安装在所述支撑机构上，所述接触式水分测定仪的所述探头固定安装在所述入炉煤传送带的正上方，且所述探头朝向所述入炉煤传送带。
[0034]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述接触式水分测定仪为微波水分测定仪或高频电容水分测定仪。
[0035]
上述链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统，所述支撑机构包括立柱、固定杆、第一支撑杆和第二支撑杆；所述立柱有四根，相邻两根所述立柱的顶端分别通过所述第二支撑杆固定连接；所述固定杆有两根，且两根所述固定杆分别固定安装在互相平行的两根所述第二支撑杆上，且所述固定杆与所述立柱平行设置；所述第一支撑杆有两根，且两根第一支撑杆的一端分别与两根所述固定杆固定连接，另一端通过十字接头的两个相对的接口固定连接，所述十字接头的另外两个接口均与所述采煤机构固定连接；所述第一支撑杆位于所述入炉煤传送带的正上方。
[0036]
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
[0037]
本发明中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统解决了当前链条炉排锅炉入炉煤水分测定结果准确性差、滞后性严重以及接触式水分测试仪在使用时测试条件苛刻、限制条
件较多等问题。本发明通过设置采煤机构，可使得水分测定系统能够实现间歇式采样并进行入炉煤的实时水分监测，为入炉煤中掺水量的确定提供依据；通过设置采煤斗，将煤样收集到采煤斗中，最后将探头插入采煤斗中，可保证接触式测试仪的探头能够完全插入所采煤样中，确保测试结果的准确性，克服了接触式测试仪易因探头与物料接触不满足要求而导致误差较大的问题。另外，通过设置限位组件，保证每次测量时，探头插入采煤斗中的距离相等，确保每次测量时探头的测试环境一致，从而保证接触式水分测试机构测试性能的稳定性。
附图说明
[0038]
图1本发明实施例中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统的结构示意图；
[0039]
图2本发明实施例中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统的正视图；
[0040]
图3本发明实施例中固定件、移动件和卡位盒的连接关系示意图；
[0041]
图4本发明实施例中联轴节、丝杠和轴承的连接关系示意图。
[0042]
图中附图标记表示为：1-入炉煤传送带；2-采煤斗；3-固定架；4-接触式水分测定仪；5-固定杆；6-第一支撑杆；7-联轴节；8-十字接头9-限位箱；10-限位开关；11-卡位片；12-卡位盒；13-固定件；14-移动件；15
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第二支撑杆；16-丝杠；17-轴承；18-传动轴；19-条形槽；20-底座；21
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丝杠螺母；22-探头。
具体实施方式
[0043]
本实施例中，链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统的结构如图1和图2所示，包括支撑机构、接触式水分测定机构和采煤机构；
[0044]
所述支撑机构包括立柱3、固定杆5、第一支撑杆6和第二支撑杆15；所述立柱3有四根，相邻两根所述立柱3的顶端分别通过所述第二支撑杆 15固定连接；所述固定杆5有两根，且两根所述固定杆5分别固定安装在互相平行的两根所述第二支撑杆15上，且所述固定杆5与所述立柱3平行设置；所述第一支撑杆6有两根，且两根第一支撑杆6的一端分别与两根所述固定杆5固定连接，另一端通过十字接头8的两个相对的接口固定连接，所述十字接头8的另外两个接口均与所述采煤机构固定连接；所述第一支撑杆6位于所述入炉煤传送带1的正上方。
[0045]
所述采煤机构包括采煤斗2、联轴节7、丝杠16、固定件13、移动件 14、轴承17、电机和限位组件；所述固定件13和所述移动件14均具有轴向空腔，所述丝杠16和所述轴承17均位于所述固定件13的轴向空腔中；所述电机可驱动所述联轴节7正反旋转，所述联轴节7通过传动轴18与所述丝杠16的第一端传动连接见图4；所述丝杠16的第二端安装在所述轴承 17的内圈上，所述轴承17的外圈固定安装在所述固定件13第二端的内壁上。
[0046]
如图3所示，所述丝杠16上套装有丝杠螺母21，所述丝杠螺母21上安装有连接轴，所述连接轴与所述丝杠16垂直设置；所述固定件13的侧壁上沿纵向开设有条形孔19，所述连接轴穿过所述条形孔19后伸出所述固定件13，并与所述移动件14固定连接；所述丝杠螺母21可可通过所述连接轴带动所述移动件14沿所述条形孔19做上下往复运动；所述移动件14的第二端固定安装有底座20，所述底座20与所述采煤斗2固定连接，所述采煤斗2位于所述入炉煤传送带1的正上方，采煤斗2在丝杠螺母的带动下可做远离或贴近所述入炉煤传送
带1的上下往复运动，所述采煤斗2在贴近所述入炉煤传送带1时采煤，所述采煤斗2在远离所述入炉煤传送带1时，所述接触式水分测定机构的探头22插入所述采煤斗2所采到的煤中；所述固定件13邻近所述联轴节7的一端通过十字接头8固定安装在第一支撑杆6 上；所述条形孔19的纵向长度等于所述探头22至所述入炉煤传送带1的竖直距离。
[0047]
如图2所示，所述限位组件包括限位箱9、限位开关10、卡位片11和卡位盒12；所述卡位盒12邻近所述移动件14并与所述连接轴固定连接；所述卡位片11固定安装在所述卡位盒12上远离所述移动件14的一侧上；所述限位开关10固定安装在所述限位箱9上，所述限位箱9固定安装在其中一根固定杆5上，所述限位开关10有两个，两个所述限位开关10在一条竖直线上，且两个所述限位开关10之间的竖直距离等于所述探头22至所述入炉煤传送带1的竖直距离；所述卡位片11的长度大于所述移动件14至所述限位开关10的最短距离。
[0048]
所述采煤斗2进料口的朝向与所述入炉煤传送带1的传送方向相反，所述采煤斗2的顶壁上开设有测试口，所述探头22位于所述测试口的正上方。所述接触式水分测定机构为接触式水分测定仪4，所述接触式水分测定仪4 的主机固定安装在另一根固定杆5上，所述接触式水分测定仪4的所述探头 22固定安装在所述采煤斗2的测试口的正上方，且所述探头22朝向测试口，所述接触式水分测定仪4为微波水分测定仪。本实施例中所用电机为可以往复正反转的电机。
[0049]
本实施例在选择丝杠和丝杠螺母时，按照如下计算公式确定其参数；
[0050]
所述丝杠16的螺纹中径按照如下公式计算得到：
[0051][0052]
所述丝杠16的螺纹升角按照如下公式计算得到：
[0053][0054]
公式2中：
[0055]
所述丝杠螺母21的螺母高度h按照如下公式计算得到：
[0056][0057]
所述丝杠螺母21螺纹的旋合圈数n按照如下公式计算得到：
[0058][0059]
所述丝杠螺母21螺纹的基本牙型高度h1按照如下公式计算得到：
[0060]
h1＝0.5p
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(公式5)；
[0061]
所述电机的转速vn按照如下公式计算得到：
[0062][0063]
公式1-6中：d2为所述丝杠16的螺纹中径，f为轴向荷载，[p] 为许用荷载；λ为所述丝杠16的螺纹升角，s为导程；p为所述丝杠16的螺距；x为所述丝杠16的螺纹头数；h为所述丝杠螺母21的螺母高度，h1为所述丝杠螺母21螺纹的基本牙型高度；vn为电机的转速；v为期望螺母轴向运动速度。
[0064]
本实施例中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统的整体支架(即支撑机构) 为管式框架，主要对入炉煤传送带1上的煤进行采样检测；采煤机构中的丝杠螺母安装简单，有自锁作用的滑动丝杠螺母，用于将电机的旋转运动转变为采煤斗的升降；即以电机转动来提供动力，以联轴节7带动丝杠16进行转动，从而带动连接在丝杠16上的丝杠螺母21以顺时针方式下降、逆时针方式上升，达到使采煤斗2上下移动的效果；本实施例中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统的工作原理具体如下：
[0065]
入炉煤经入炉煤传送带1传送至采煤斗下方附近，采煤斗在电机的控制下贴近入炉煤传送带1，入炉煤传送带1上的煤料凭借传送带的动力和煤的惯性进入采煤斗2中，电机正转，带动丝杠16旋转，由于电机和轴承17的固定，使丝杠16的相对位置不发生改变，丝杠螺母21由两个螺丝固定在移动件14上，不会发生旋转运动，所以丝杠螺母21会带动移动件14及采煤斗2作上升运动，至上限位点停止，使探头22测量元件完全埋在采煤斗2 中的煤样中进行水分的测定；接着电动机反转，和升程相同原理，丝杠螺母 21带动移动件14和采煤斗2下降至入炉煤传送带1，继续采样完成下一次水分测量。
[0066]
采用本实施例中链条炉排锅炉入炉煤水分测定系统可以实现链条炉排锅炉入炉煤水分的实时监测，避免传统测试方法滞后性强的缺陷；另外，本实施例通过设置采煤斗2，将煤样收集到采煤斗2中，最后将探头22插入采煤斗2中，可保证接触式测试仪的探头22能够完全插入所采煤样中，确保测试结果的准确性，克服了接触式测试仪易因探头与物料接触不满足要求而导致的误差大的问题。另外，通过设置限位组件，保证每次测量时，探头插入采煤斗中的距离相等，确保每次测量时探头的测试环境一致，从而保证接触式水分测试机构测试性能的稳定性。
[0067]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。