2023电站锅炉入炉煤质在线检测技术规范

FORMTEXT电站锅炉入炉煤质在线检测技术规范目  次TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14电站锅炉入炉煤质在线检测分类 35电站锅炉入炉煤质在线检测设备选型要求 46电站锅炉入炉煤质在线检测设备性能要求 57电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备工作环境要求 68电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备验收要求 79电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备运维要求 710电站锅炉入炉煤质在线检测设备安全要求 711电站锅炉入炉煤质在线检测设备杂项要求 8电站锅炉入炉煤质在线检测技术规范范围本文件规定了电站锅炉入炉煤质在线检测的分类、设备及性能要求、设备选型方法、使用要求等。本文件适用于电站锅炉的入炉煤质在线检测。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于本文件。GB474煤样的制备方法GB475商品煤样采取方法GB/T19494.2煤炭机械化采样第2部分：煤样的制备GB14052安装在设备上的同位素仪表的辐射安全性能要求GB/T4208-2017外壳防护等级GB5172粒子加速器辐射防护规定GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T19952-2005煤炭在线分析仪测量性能评价方法GB/T29161-2012中子活化型煤炭在线分析仪术语和定义下列术语和定义适用于本文件。煤质在线检测onlineanalysisofcoalquality能在输送过程中，连续测量煤炭发热量、工业分析、元素等一个或多个质量指标，且自动快速给出测量数据的技术。激光诱导击穿光谱法onlineanalysisbylaser-inducedbreakdownspectroscopy通过激光烧灼待测煤，形成等离子体，其中处于激发态的原子、离子或分子向低能级或基态跃迁时，向外发射特定能量的光子，形成特征光谱，进而获得煤质信息。中子活化法onlineanalysisbyneutronactivationanalysis根据待测样品经中子活化后放出的特征γ射线峰的位置（能量）和强度（峰面积）对待测煤的元素进行定性和定量的分析，获得煤质信息。包括瞬发γ射线中子活化分析法、脉冲快热中子活化分析法。多能X射线吸收法onlineanalysisbymultienergyX-rayabsorptionmethod被电场加速的电子轰击金属靶产生不同能量区间的人工X射线，照射待测煤后，不同能量区间的人工X射线被煤中的Si、Fe、Al、Ca等元素影响，根据不同能量的射线被衰减的程度，获得待测煤的主要煤质。近红外光谱法onlinedetectionofcoalqualitybynearinfraredmethod通过连续改变频率的近红外光（波长范围通常包含700-1100nm的短波近红外光谱区域和1100-2500nm的长波近红外光谱区域）照射待测煤样，频率相同的光子和煤中的分子基团发生共振，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子从而被煤分子基团吸收，通过煤样后的近红外光线在特定波长范围内减弱，通过检测器分析透射或反射光线的光密度，获得待测煤样的近红外光谱，通过对近红外光谱进行解析，从而获得待测煤的煤质信息。激光拉曼法onlinedetectionofcoalqualitybylaserRamanmethod通过激光照射待测煤样，光子与煤中分子作用，发生非弹性散射，散射光频率、强度发生改变，产生特定的拉曼光谱信号，并形成对应煤样的拉曼光谱谱图，通过对拉曼光谱谱图进行定量解析，从而获得待测煤的煤质信息。X射线荧光法onlinedetectionofcoalqualitybyXRFmethod通过原级X射线光子或其他微观粒子激发待测煤样中的原子，使受激元素产生二次特征X射线（即荧光），使用X射线荧光仪测量并记录样品中待测元素的特征X射线荧光光谱，通过定量解析特征X射线荧光光谱从而确定待测煤样中目标元素含量信息。微波法onlineanalysisbymicrowavemethod利用微波辐射在待测煤中的传播速度和衰减程度与待测煤的介电常数和电导率有关的特性，通过测量微波辐射在待测煤中的传播速度和衰减程度来确定待测煤的含水量。煤流跟踪coalflowtracking采用射频标签等方式在上煤等输煤前端过程对煤流进行物理标记，并在输煤皮带或原煤仓入口或给煤等输煤中后端过程识别物理标记，结合上煤过程中各皮带启停状态信号、各皮带称重信号、各原煤仓犁煤器状态信号、各原煤仓的给煤机给煤量信号，建立输、配、储、给煤过程中煤流煤种的跟踪模型，实现煤流的煤质信息监测。在线分析示值analyzervalue用煤质在线检测设备对待测煤进行检测得到的测量值。参比值referencevalue用参比试验方法对一个试验煤样进行检测得到的一个特定的测量值，该值作为参比用于与在线分析示值进行比对。在本标准中，参比值被当作约定真值。【GB/T19952，定义3.22，有修改】静态测量准确度statictestaccuracy煤质在线检测设备对待测煤样进行静态重复测量结果的平均值与参比值之间的一致程度。【GB/T26191，定义3.6，有修改】静态测量精密度statictestprecision煤质在线检测设备对参比样进行静态重复测量结果间的一致程度。【GB/T26191，定义3.7，有修改】动态测量精密度analyzerdynamicprecision动态条件下，煤质在线检测设备在线分析示值与参比试验方法（消除了参比试验方法随机误差）测定值之间的一致程度。【GB/T19952，定义3.9，有修改】电站锅炉入炉煤质在线检测分类按检测原理的分类按照检测原理的不同，煤质在线检测分为激光诱导击穿光谱法、激光拉曼光谱法、近红外光谱法、中子活化法、多能X射线吸收法、X射线荧光法、微波法等。按检测位置的分类皮带式入炉煤质在线检测入炉煤质在线检测设备安装于入炉煤皮带上或附近，测量皮带煤流的煤质。当入炉煤质在线检测设备安装在入炉煤皮带的固定支架上，直接测量皮带煤流煤质时，可称为主流结构的皮带式入炉煤煤质在线检测。入炉煤皮带上煤流经采样装置进行采样、破碎、筛分等预处理后，送往采样装置旁的煤质在线检测进行煤质的检测，也称为旁流结构的皮带式入炉煤煤质在线检测。煤粉管道式入炉煤质在线检测入炉煤质在线检测装置安装在一次风粉管道上，直接测量一次风粉管道中的煤粉煤质或将一次风粉管中的煤粉取出并预处理后测量其煤质，也称为煤粉管道式入炉煤煤质在线检测。按样品处理方式的分类待测煤不需预处理，将皮带煤流做初步平整后即可在皮带输送过程中测量煤质，或直接测量一次风粉管道中的煤粉煤质。样品需采样、破碎、筛分至一定粒径后，必要时还需压制成煤饼后方可测量电站锅炉入炉煤质在线检测设备选型要求电站锅炉应根据入炉煤质在线检测的目的来确定检测设备的检测内容、检测频率、检测速度，从而确定所选设备的检测原理、安装位置、以及是否需要预处理。检测功能要求若电厂掺烧煤发热量与设计煤的相对偏差大于±5%时，入炉煤煤质在线检测设备宜具备实时检测待测煤发热量的功能。若电厂掺烧煤全水分与设计煤的绝对偏差大于±3%时，入炉煤煤质在线检测设备宜具备实时检测待测煤全水的功能。若电厂燃用煤种中收到基全硫含量与设计煤的绝对偏差大于±1%时，入炉煤煤质在线检测设备宜具备实时检测待测煤硫元素含量的功能。若电厂燃用煤种中干燥无灰基挥发分含量与设计煤的绝对偏差大于±5%时，入炉煤煤质在线检测设备宜具备实时检测待测煤挥发分含量的功能。若电厂燃用煤种中收到基灰分含量与设计煤的绝对偏差大于±5%时，入炉煤煤质在线检测设备宜具备实时检测待测煤灰分含量的功能。若电厂燃用煤种为易结渣煤种，入炉煤煤质在线设备应具备实时检测皮带煤流中钙、铁、钠、钾、铝、硅等元素的功能。安装位置若电厂配备入炉煤质在线检测设备的目的是提高燃料掺配的准确性，则宜选用皮带式入炉煤质在线检测设备，此时若皮带廊道具备安装条件，且皮带煤流混合均匀，宜采用主流结构的皮带式入炉煤煤质在线检测，若皮带廊道空间不具备安装条件，或皮带煤流混合不均匀，宜采用旁流结构的皮带式入炉煤煤质在线检测。若电厂配备入炉煤质在线检测设备的目的是掌握实时入炉燃煤煤质，则宜选用粉管式入炉煤质在线检测设备，也可以选用皮带式入炉煤质在线检测设备，结合煤流跟踪，掌握各给煤机实时给煤煤质，从而获得实时入炉燃煤煤质。当入炉皮带煤流混合不均匀，或具有燃煤分层现象，宜采用样品需预处理的煤质在线检测设备或安装于一次风粉管道上的煤质在线检测设备。设备数量若选用皮带式入炉煤质在线检测设备，煤质在线检测设备的数量及检测位置应满足当前待检测锅炉的所有入炉皮带的检测。若待检测皮带为多条并列皮带，宜安装煤质在线检测设备检测单元或取样单元的移动导轨装置，并与并列的皮带运行状态关联，当其中一条皮带启动时，可通过移动导轨将煤质在线检测设备的检测单元或取样切换到该条运行皮带上，以对该条皮带煤流进行检测。若入炉煤质在线检测设备检测一次风粉管道内煤粉的煤质，则每台磨出口粉管应至少检测一根跟粉管中煤粉的煤质。其他功能要求对于检测入炉皮带煤流煤质的煤质在线检测设备，应根据各皮带启停状态、皮带煤量称重数据、入仓犁煤器状态、给煤机煤量等信息，建立煤流跟踪，从而获得实时各磨入炉燃煤的煤质。电站锅炉入炉煤质在线检测设备性能要求功能要求电站锅炉入炉煤煤质在线检测系统应具备以下基本功能：对输送过程中的煤炭（或煤粉）或经过处理的煤炭（或煤粉）主要指标进行实时在线检测；具有就地显示装置及控制装置，可就地控制煤质在线检测设备的启停、调整设备的参数，以及就地显示煤质在线检测设备所测量的煤质；具备通讯接口，可远程控制设备启停、调整设备参数，并可将检测到的煤质数据传输到远程其它系统；可对历史检测数据存储，存储数据保存时间不少于6个月。测量时间系统连续运行时两次测量结果的间隔时间应可调，且单次测量时间不大于2分钟，考虑到样品预处理、数据处理、设备准备等时间，每个小时应提供不少于10次完整的煤质检测数据。静态测量精密度与准确度测量参数静态测量精密度与准确度电站锅炉入炉煤质在线检测设备测定煤样的测量参数静态精密度与准确度见表1推荐值。表1元素分析静态精密度和准确度测定元素测量范围%测量精密度/%测量准确度/%C30.0~85.0≤1.2≤1.5H0.5~12.0≤0.4≤0.5O5.0~35.0≤1.5≤1.8N0.3~1.5≤0.4≤0.5S<1.5≤0.2≤0.21.5~4≤0.3≤0.3>4≤0.4≤0.4Al0.6~8.0≤0.7≤0.7Si1.0~12.0≤0.7≤0.7Fe0.6~6.0≤0.3≤0.4Ca0.3~4.0≤0.5≤0.5Mg0.2~2.0≤0.3≤0.3Ti0.2~1.0≤0.2≤0.2Na0.3~3.0≤0.4≤0.4K0.3~3.0≤0.4≤0.4表2煤质特征分析静态精密度和准确度煤质参数测量范围测量精密度测量准确度灰分Ad/%<15.0≤1.0≤1.215.0~30.0≤1.2≤1.6>30.0≤1.5≤2.0发热量Qgr，d/(MJ/kg)12.0~35.0≤0.45≤0.65挥发分Vdaf/%5~45.0≤4.5≤4.5水分Mt/%<10.0≤0.5≤1.0≥10.0≤1.0≤1.6动态测量精密度电站锅炉入炉煤质在线检测设备测定煤样的动态精密度采用15个测量周期的数据，按照GB/T19952中D.1.1给出的方法统计分析。以10min为一个周期的分析仪动态精密度应符合表3推荐值的要求。表3煤质特征分析动态精密度基本要求煤质参数测量范围动态精密度(95%置信概率)灰分Ad/%<15.0≤1.815.0~30.0≤2.3<30.0≤2.8发热量Qnet,ar/(MJ/kg)＞12.0≤0.8挥发分Vdaf/%5~45.0≤4.5水分Mar/%<10.0≤1.6≥10.0≤2.0全硫St,d/%<1.5≤0.31.5~4≤0.45＞4≤0.6测量稳定性要求入炉煤质在线检测设备在间隔一定时间（至少72小时）的静态测量重复性和示值没有显著性变化。电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备工作环境要求工作环境条件入炉煤质在线检测设备的测量单元、控制设备等附属设施应满足温度为-30℃-50℃、相对湿度为0-95%、海拔高度从-150m-3000m的工作条件，若无法满足该温度和湿度要求，需增加入炉煤煤质在线检测设备工作间，以提供满足仪器设备需求的测量环境。皮带输送机条件用于检测运输皮带上煤流的煤质在线检测设备，应适用于以下皮带输送机条件：皮带宽度：通常800mm—1800mm，超过1800mm时可单独定制；皮带速度：不限制；煤流原煤粒度：不限制；皮带煤流表面高度：不限制。一次风粉管条件用于检测一次风粉管道内煤粉煤质的在线检测设备，应对一次风粉管道管径、壁厚均无限制，且测量过程中不影响煤粉的流动和安全性。电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备验收要求电站锅炉入炉煤质在线检测设备安装、调试完毕后，应按照GB/T19952、GB/T29161对其性能进行检测，其静态测量精密度、静态测量准确度、动态测量精密度、测量稳定性应满足6.4、6.5、6.6节要求，测量时间应满足电厂使用要求。电站锅炉入炉煤质在线检测设备投运前，应通过连续168小时验收试验。对于皮带式入炉煤质在线检测设备，验收试验期间，应在电厂正常上煤过程中正常使用，且总使用时间不少于42小时。对于粉管式入炉煤质在线检测设备，应在电厂正常运行期间正常使用，且总使用时间不少于72小时。电站锅炉入炉煤煤质在线检测设备运维要求入炉煤煤质在线检测设备应定期校验其防护性能、安全性能、电气安全性能，校验间隔不大于1个月。入炉煤煤质在线检测的测量静态精密度和准确度、动态精密度应定期校验，校验间隔不大于2年。入炉煤煤质在线检测的煤质数据，应通过通讯接口传送至远程，宜同步采集各皮带启停信号、皮带煤量信号、各犁煤器信号、各煤仓给煤量信号等，推算各煤仓内存煤煤质、实时入炉燃煤煤质。电站锅炉入炉煤质在线检测设备安全要求设备防护性能要求入炉煤质在线检测设备应通风、散热良好，控制柜、