（国电电力邯郸热电厂河北邯郸056004）
摘要：本文介绍了一种利用红外线检测技术的入炉煤质实时在线测定系统在某热电厂的实际应用，对系统的原理、系统结构、技术指标、改造施工和实际效果进行了分析和总结，对其在火电厂的发展前景进行了探讨。
关键词：红外线；煤质；实时；测定；火电厂；应用
1、问题的提出
近年来，随着煤炭市场价格的逐步攀升，降低燃料成本成为火力发电企业在经营管理中的首要问题，越来越多的发电企业开始加大低价、劣质煤种的掺烧力度，大量劣质煤种的掺烧进会造成入炉煤质严重偏离设计煤种，同时由于掺烧煤种的不断变化和实际掺配过程中的不均匀性，造成入炉煤质的频繁变化，进而引起锅炉燃烧状况的大幅波动，给锅炉的运行调整带来巨大的困难，影响到发电机组的安全、稳定、环保运行。
一直以来，某热电厂入炉煤质检测采用机械定时采样、人工定时化验分析的方式，往往需要数小时才能得到煤质数据，存在较大的滞后性，不能实时反应入炉煤质状况，不能对入厂采制化数据进行有效监督，对于配煤掺烧和锅炉运行调整的指导作用非常有限。因此需要一种方法对入炉煤质进行实时在线快速准确的检测，及时有效的指导配煤掺烧和锅炉的运行调整。过去，国内普遍使用的煤质实时测定系统大都采用核技术，例如γ射线反散射法、双源γ线透射法、中子活化分析法等等，但由于系统的核心均为放射源装置，具有一定的放射性危害，在实际使用过程中存在一定的危险性和局限性，因此寻找一种无核煤质实时在线检测系统就十分必要。
2、红外线入炉煤质实时测定系统
2017年，某热电厂联合系统开发商共同设计、安装完成了一套红外线入炉煤质实时测定系统，采用红外线测量技术，实现了实时在线测定并显示入炉煤成分（发热量、水分、灰分、挥发分、全硫、含碳量），解决目前入炉煤质检测严重滞后、缺乏实时指导意义的问题。一方面，实现了实时在线指导劣质煤掺烧，保证锅炉安全运行的前提下，根据锅炉不同的负荷及燃烧工况实现精细化配煤，提高企业效益；另一方面，为实时煤质数据锅炉运行调整提供了数据参考，有助于提高锅炉安全稳定运行水平。
2.1系统原理和系统结构
红外线入炉煤质实时测定系统采用次红外线对煤炭进行照射，并对反射光线进行收集和分析，从而测定物料成份。主要由三部分组成：第一部分是检测系统，由检测头和控制器（下位机）组成，安装在输煤皮带上部，对煤流进行照射和检测；第二部分是数据分析系统（上位机），由数据处理器、高精度计算模块、中央处理单元、综合控制器等组成，对检测到的数据进行分析运算，测定物料成分。同时利用大数据原理和人工智能（AI）技术，实现系统自学习能力，提高对煤种的识别能力。同时具备实时显示、历史记录、报表生成、数据传输等功能；第三部分是附属设备系统，主要有供电系统、冷却风机、均煤器、煤流检测器等，能够确保整套检测系统的安全稳定运行。
硬件组成如下图：
2.2主要技术指标
A.测定指标：空干基高位发热量、收到基低位发热量、空干基水分、空干基灰分、空干基挥发分和空干基全硫、固定碳。
B.系统总功率：
C.检测精度：发热量≤1MJ/kg，其他成分≤2%。
D.探头检测周期：50ms，即20次/秒。
E.历史记录：不小于3年。
F.报表功能：可根据需要生成分钟报表、小时报表、班报表（8小时）、日报表、月报表、年报表。
2.3安装调试
安装调试工作分为三部分进行：
A.设备安装，主要包括机械零部件加工、上位机控制室土建施工和现场机电安装，时间约15天。
B.主设备调试，对检测系统、上位机系统和附属设备系统进行逐项调试，检验硬件设备和控制系统程序是否正常，获得煤炭的基本数据，之后设计和编制配套的算法，时间约20天。
C.深度自学习阶段
该阶段以15天为间隔，将15天内的煤炭人工化验值与快速检测系统的实测值一一对应比较，将比较结果输入检测系统，使用自学习功能，不断修正系统误差，达到提高识别不同煤质的能力和提高其测定煤炭成分的精度的目的，时间约2个月。
3.运行实际效果分析
3.1测量误差：
入炉煤质实时在线快速测定系统投运后，系统运行稳定，采用上位机追忆的方式获取连续三个月全厂入炉煤指标实测月均值与人工化验值相比较，数据如下：
从表中可知系统测量偏差已控制在国家标准《煤的工业分析方法》（GB/T212-2008）、《煤的发热量测定方法》GB/T213-2008、GB/T214-2007《煤中全硫的测定方法》中规定的再现性临界差范围内。
3.2主要优点：
A.用次红外线作为检测介质，无放射性，安全环保。
B.不需要采样、制样就能瞬间一次性完成对煤炭成分的测定，因此没有采、制样误差。
C.设备免维护。整个装置在工作中和煤炭没有任何接触。
D.对煤炭采样完全颠覆了目前常规采样方式。每天采样次数达数十万次，采样方式较人工采样更全面、更真实、更准确，测定精度也更高。
E.可实时、在线测定并显示入炉煤成分，解决目前电厂人工化验入炉煤成分严重滞后、缺乏实时指导意义的问题。
4、结论
入炉煤质实时在线快速测定系统实现了实时、在线测定并显示入炉煤成分，解决了目前电厂人工化验入炉煤成分严重滞后、缺乏实时指导意义的问题。可实现煤炭成分数据远传共享，实时在线指导掺烧劣质煤，保证锅炉安全运行的前提下，多烧劣质煤，提高电厂效益，具有很高的推广意义。
参考文献
[1]北京国电新创科技有限公司，《BG700煤炭成分实时快速测定装置调试大纲》.