PFS-M型煤粉取样器

1 产品概述

折臂式手动煤粉取样装置，是用于正压直吹式制粉系统一次风送粉管道上煤粉取样专用设备。在磨煤机日常运行中，磨煤机研磨件的磨损、煤种、块度的变化，煤粉细度将产生较大的变化，直接影响锅炉燃烧效率，增加发电成本，因此定期对煤粉细度取样检测，当煤粉细度超过设计值时，及时调整、更换磨煤机研磨件或调整分离器折向门开度，以实现煤粉细度达到设计要求。

2 工作原理

抽取气粉两相流体以从中取得有代表性的粉尘样品，取样管的最主要运行条件是保持等速取样工况，即吸入取样管口的气流速度与其周围环境气流速度相等。

依据静压平衡法(伯努利方程)可知：

ρ₁w₁²/2+p₁=ρ₂w₂²/2+p₂+λl_n/d·ρ₂w₂²/2+ξ·ρ₂w₂²/2

w₁-- 一次风管内采样点处的气流速度，m/s;

w₂-- 采样嘴入口的气流速度，m/s;

p₁-- 一次风管内采样点处的静压，pa;

p₂-- 采样嘴入口的静压，pa;

ρ₁-- 一次风管内采样点处的气流密度，kg/m³;

ρ₂-- 采样嘴入口的气流密度，kg/m³;

λ--  采样嘴内表面的摩擦阻力系数；

d-- 采样嘴直径，m ；

l_n-- 采样嘴端部到内静压孔的距离，m;

ξ-- 采样嘴局部阻力系数。

在采样过程中，由于采样点处的静压与采样嘴内的静压之差较小，且温度基本不变，故可认为ρ1=ρ2。由此可知：

p₁- p₂=ρ₂/2·（w₂²- w₁²）+ρ₂w₂²/2（λln/d+ξ）

若阻力忽略不计，采样过程中只要使p₁- p₂=0，即可实现w₂≈w₁。

折臂式手动煤粉取样装置是利用负压抽吸和旋风分离原理将气粉混合物从煤粉管道中抽吸出并进行固气分离。取样时通过操纵杆将取样臂伸展开，位于取样臂上的取样嘴在煤粉管道中迎向煤粉流，当压缩空气从排气管经过射流抽气器，其射流作用促使煤粉管道中的气粉混合物沿取样管进入取样装置，气粉混合物在旋风分离器中进行固气分离，分离出的煤粉落入旋风分离器下面的取样瓶中，乏气在压缩空气引流器的引射作用下经过乏气管送回风粉管道，整个操作过程对工作场所不产生污染。取样嘴根据等截面原理布置，取样管上共布置有8个取样嘴，能够保证取样的足够代表性。

下图是装置处于取样和非取样时的状态示意图：

取样仪结构图如下：

1-进气阀  2-气压调节阀  3-固定支架  4-测速管  5-乏气阀   6-固定法兰筒  7-取样管  8-防堵清灰器  9-取样推杆  10-旋风分离器 11-取样阀  12-取样瓶

3  操作流程

取样前需要了解被测管道内风速大小，以便实现等速取样。

3.1 等速取样流程：

• 取样准备：确认取样瓶（12）已经旋紧在旋风分离器（10）上，气源总阀已经打开；
• 反吹扫：首先打开取样阀（11），然后打开进气阀（1）进行反吹，吹扫时间大约5秒，以便清除取样管（7）中的余粉；
• 抽吸力调整：打开乏气阀（5），将取样推杆（9）扳到取样位置；旋开测速管（4）上的测压孔螺帽，将差压表（量程不小于3kpa）的压力传导管（一般用硅胶管）连接到测速管（4）的两个测压孔上（里面的孔接高压，外面的孔接低压），调节气压调节阀（2），使差压表上的指针到1kpa左右（具体参考测速管的“流速与差压曲线表”），以满足取样流速与管道内煤粉流速基本一致。若管道流速基本不变，可以固定气压调压阀（2）上的压力，方便今后使用。
• 等待大约1-2分钟，观察煤粉落入取样瓶（12）的高度在400ml左右即可。将取样推杆（9）扳到非取样位置，然后依次关闭乏气阀（5），关闭进气阀（1），再关闭取样阀（11）。
• 结束取样：将取样瓶从旋风分离器（12）上旋下来，将取样瓶（12）中的煤粉样品取走，取样瓶（12）重新装到旋风分离器（12）上。
• 拆除测速管（4）上的压力传导管，旋上压力测孔螺帽。

3.2  简约取样流程：

• 取样准备：确认取样瓶（12）已经旋紧在旋风分离器（10）上，气源总阀已经打开；
• 反吹扫：首先打开取样阀（11），然后打开进气阀（1）进行反吹，吹扫时间大约5秒，以便清除取样管（7）中的余粉；
• 取样：打开乏气阀（5），将取样推杆（9）扳到取样位置，等待大约1-2分钟，观察煤粉落入取样瓶（12）的高度在300到400ml即可。将取样推杆（9）扳到非取样位置，然后依次关闭乏气阀（5），关闭进气阀（1），再关闭取样阀（11）。
• 结束取样：将取样瓶从旋风分离器（12）上旋下来，将取样瓶（12）中的煤粉样品取走，取样瓶（12）重新装到旋风分离器（12）上。

3.3 清除取样管堵粉流程：

• 首先打开取样阀（11），然后打开进气阀（1）进行反吹，用摇把顺时针\逆时针反复旋转防堵清灰器（8）几个来回，即可清除取样管（7）中的积粉；
• 关闭进气阀（1），再关闭取样阀（11）。

4 性能指标

4.1 分离器效率： 99 %。

4.2在磨煤机额定负荷运行条件下，2分钟可取煤粉样约400克。

4.3当压缩空气压力0.4～0.6MPa时，耗气量约为0.2m³/min。

4.4工作压力： 0-0.4MPa

4.5工作介质温度：0-200℃

5       产品特点

1. 结构简单，取样机构操作灵活、不卡涩，操作省时省力
2. 按照管道截面等面积圆设计的多点取样，煤粉取样代表性好
3. 反吹扫以及搅动器设计，可有效解决煤粉堵塞取样管问题
4. 取样装置不工作时，取样臂折起紧贴煤粉管道壁，可避免煤粉冲刷，使用寿命长
5. 一人操作，打开、关闭取样仅需数秒钟，劳动强度极低。

6、产品应用

(1)  电厂的日常应用

为了检查煤粉在每个燃烧器的分配数量，就要把煤粉抽出来进行称重测量，即浓度分析、标定。为了检查煤粉的细度，也要把煤粉吸出来进行分析测量，从而对管道可调缩孔的开度进行设定。当飞灰含碳量异常高时，这时需要进行特殊情况下的煤样采样，分析其原因。

(2)  确定燃料的可磨性

当进行新煤种的燃烧试验时，应用该设备能够确定煤种对磨煤机和分配系统的影响到底有多大。此外他还可以验证磨煤机对不同煤种所具有的不同碾磨性能。

(3)  监测与低NOx燃烧器相关的碾磨与燃料分配器的整定

低NOx燃烧器对燃料的细度和分配有着非常高的要求。在锅炉的试运行以及有关的优化燃烧和降低NOx排放的经常性的调整实验中，该设备有着非常重要的作用。