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LIBS煤质实时检测技术在电力行业的推广及应用

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成果主要完成人

孙光玉、朱宝森、黄海东、王尊德、马建伟、王红卫、金从兵、史传红、王 滨、庞 博、刘永春、邵 媛

项目概况

潍坊公司在二期2×670MW机组入炉煤建立一套LIBS煤质在线检测系统,实时提供全水分、发热量、灰分、挥发份、硫分、水分、碳、氢元素等煤质指标的检测分析结果,提供全面可靠的入炉煤煤质分析数据;建立入炉煤定标煤样模型数据库,实时跟踪、查询、分析煤质变化趋势,不断提高激光检测数据的精密度和准确度。 基于LIBS技术的煤质智能在线检测设备,采用一束高能量密度的激光脉冲烧蚀样品,激发被分析物质产生等离子体,同时采用光谱分析装置对等离子体中原子和离子的能级跃迁特征光谱进行分析,得出各个元素成分及含量。 LIBS煤质在线智能快速检测系统,包括采样系统、送样系统、烘干破碎系统、吸料压饼系统、送饼系统、LIBS检测系统、包装打码系统、控制系统和辅助系统等10个模块。 项目创新点主要有: 1、基于LIBS技术煤质在线分析装置提供的检测数据,进行贫煤及多煤种混合燃料的建模研究。 2、实时提供发热量、灰分、挥发份、硫分、水分、碳、氢元素等煤质指标的检测分析结果,将灰熔融性测试设备与LIBS煤质实时检测技术相结合,提供全面可靠的入炉煤煤质分析数据。 3、基于LIBS技术、机器学习技术建立入炉煤定标煤样模型数据库,实时跟踪、查询、分析煤质变化趋势,不断提高激光检测数据的精密度和准确度。 4、采制样分析化验数据处理一体化智能控制技术。 5、系统模块化设计。 效益分析: 1、本项目应用于二期2×670 MW燃煤机组,根据实时检测结果,及时进行配风调节、风压调整等燃烧调整措施,可有效降低锅炉飞灰可燃物,提高锅炉运行经济性。按飞灰降低0.5%计算,可降低煤耗0.6g/kwh,按二期两台机组年发电量56亿KWh计算,预计年效益约268万元。 2、根据实时检测的煤质灰熔点数据变化,可以指导运行人员及时调整煤种和掺配,调节配风,降低结焦和结渣可能性,提高锅炉运行经济性和安全性。 3、实现对入炉煤的实时在线检测,能够及时发现入炉煤掺配方案的可行性,根据检测结果指导入炉煤掺配掺烧,及时调整掺配措施。本项目的应用给潍坊公司带来了良好的社会效益。 本系统对燃煤电厂需要的工业指标达到了较好的检测精度。检测的煤样各成分的含量波动基本覆盖了燃煤电厂煤炭的煤质波动范围,表明在正常的运行条件下,基于激光诱导击穿光谱技术的煤质在线检测设备能够满足煤电厂的工业生产要求。