在煤质和负荷频繁变动的背景下,传统化验方式导致原煤采样代表性差、取样危险性高、采制化周期长、化验结果滞后,因此难以给运行提供指导。高效、准确、实时测量原煤参数并精准预测煤燃烧特性是煤应用行业亟待解决的问题之一,实时在线的煤质数据是实现锅炉配煤指导、燃烧优化调整以及构建智慧电厂的基础。
技术原理
关于拉曼光谱
拉曼光谱是一种散射光谱,是物质分子与入射光之间的能量交换所导致的散射光频率的改变。由于特定的原子结构对应着特定的散射光频率,因此拉曼光谱特征峰峰位是物质分子层面的结构特征参数,能反映物质内部的分子结构信息。
煤质检测原理
该检测原理是在煤进行拉曼光谱测试的基础上,对煤的一阶拉曼光谱及二阶拉曼光谱进行详细的分峰解析,以建立煤质成与 特征参数的关联,从而揭示不同煤种的结构特性。
通过对煤质的拉曼光谱图谱和煤质成分的定量分析研究,建立原煤结构中芳香环结构、C=O 结构、C-H 结构以及芳香环上杂 质结构的相对含量与煤燃烧特性的关联关系,找到以上化学结 构与煤粉燃烧特性特征参数相关性最好的拉曼光谱特征参数并进行耦合,建立了基于拉曼光谱分析的煤结构与煤粉燃烧特性的关联模型。通过拉曼光谱的峰宽、峰强等信息做煤质成分的工业参数定量分析。

产品构成
RSAC-1000 激光拉曼煤质在线分析系统,采用基于激光拉曼光谱分析原理,该系统由恒温主机柜和拉曼探头两部分构成,其中 拉曼探头与煤粉管道连接,可实现1-6个粉管的煤质在线检测。

恒温主机柜主要由拉曼主机、 电控装置、工控机及系统软件 组成。
实现系统自动控制、参数设置,光谱信号处理与解析、煤 质模型计算、运算结果输出等功能。拉曼主机是系统的核心检测部件,内含激光器,拉曼光谱仪及内部工控机 等,各模块经内部连接,最后封装成拉曼主机。


拉曼探头由煤粉采集组件和 激光探头组件构成
其作用是将煤粉从煤粉管道中取出并进行激光检测,取样 技术采用“球阀+循环风负压”,取样管采用耐磨陶瓷材质,配光学传感器,取送样品由程序定时控制。
系统参数
| 技术指标 | 技术参数 |
| 机柜尺寸 | 900×900×1900mm |
| 分析周期 | 单次小于5分钟 |
| 气源要求 | 压缩空气压力不低于0.4Mpa |
| 电源电压 | 220V AC |
| 数据输出 | RS-485 |
| 环境温度 | -20~65℃ |
| 空气干燥基灰分(Aad) | ≤2% |
| 空气干燥基挥发分(Vad) | ≤2% |
| 空气干燥基低位发热量(Qgr,ad) | ≤0.5 MJ/kg |
| 固定碳(FC,ad) | ≤2% |
| 空气干燥基全硫(St,ad) | ≤0.3% |
| 空气干燥基水份(Mad) | ≤2% |
技术特点
● 系统安全、无损、无辐射
● 高度集成, 一体化结构占地面积小、安装快速
● 可实时测量热值、灰分、挥发分、水分、固定碳、硫分等工业分析数据。
应用价值
● 煤粉管道上的煤质检测技术提高了煤质数据的 实时性,能够将煤质数据直接作用于燃烧过 程。
● 煤粉管道上的挥发份检测数据可直接作用于磨 煤机一次风速和细度等参数的调整。
● 实时入炉煤热值可以直接作用于实际入炉煤量 的计算,提高机组的负荷响应能力。
● 入炉煤质数据可判断煤厂混配煤是否达到预期 要求,指导调整配煤方案。