飞灰含碳量在线监测装置的研发与应用

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1、第34卷第10期华电技术Vo1．34No．102012年10月HuadianTechnology0ct．2012飞灰含碳量在线监测装置的研发与应用王建峰，李硕，路野。，王志军，王蒙安(1．山西漳山发电有限责任公司，山西长治046021；2．内蒙古自治区科学技术开发中心，内蒙古呼和浩特010010；3．北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂，内蒙古鄂尔多斯014300；4．包头东华热电有限公司，内蒙古包头014040)摘要：在线监测飞灰含碳量对火电厂机组运行与锅炉燃烧调整具有重要意义。飞灰含碳量在线监测装置采用了等速取样、微波衰减法测量、压缩空气吹扫、振动除灰、气力排灰、自动化控制等一系列技

2、术方法。重点论述了该装置的工作原理及主要部件的结构特点，介绍了现场应用的情况。关键词：锅炉；飞灰含碳量；在线监测；微波测量中图分类号：TK31文献标志码：B文章编号：1674～1951(2012)10—0014—04主机安装于空气预热器前部烟道外侧，飞灰与烟气0引言经采样管进入主机，旁路抽气管与空气预热器后部节约能源，保护环境，实施可持续发展战略是我连接。旋风式离心分离器以空气预热器前、后压差国的基本国策。在电力工业迅速发展的同时，节能为动力，自动将飞灰与烟气分离。被检灰样进入石降耗受到高度关注。火力发电以一次能源——煤为英测试管，微波检测装置利用碳对微波的吸收和衰燃料，降低发电煤耗是降

3、低发电成本的主要途径。减特性进行含碳量测定。检测后的灰样经排灰管返飞灰是指煤粉燃料在锅炉炉膛燃烧后随烟气进入尾回烟道，转换阀门可同步留取灰样。整套装置自动部烟道的细小灰粒，其粒径为1—100txm。飞灰中控制由可编程控制器(PLC)完成，检测资料亦经可燃物含量与飞灰总量的比值称为飞灰含碳量，其PLC预处理后传输至分散控制系统(DCS)实时显示数值的高低与一次风、二次风、煤粉浓度、煤粉细度、和存储，同时还兼有就地显示飞灰含碳量的功能。烟气氧量(过剩空气系数)、机组负荷等多种因素相飞灰含碳量微波在线监测装置工作原理如图2关。因此，飞灰含碳量是衡量锅炉燃烧状况的重要所示。指标。该装置主要部件集

4、中在主机机柜内部，如旋风火电厂传统的飞灰含碳量分析测定方法为离线式离心分离器、储灰仓、检测石英管、排灰器、灰位传的实验室分析方法，即化学灼烧失重法。该方法的感器、气动组件以及全套微波检测装置(主机柜内优点在于测定过程比较简单，分析精度高，数据相对设备布置如图3所示)。主机还与采样管、排灰管、准确可靠；但也有缺点和不足，如分析滞后时间长，抽气管、控制柜等外部设备相连，有压缩空气、电源工作强度大，不能快速、实时地反映锅炉燃烧工况，电缆、控制电缆和信号电缆等接人。无法与燃烧调整同步进行。2微波检测部分实时在线监测飞灰含碳量对燃烧调整具有重要的指导意义，目前国内、外已有多种类型的产品。但2．1微

5、波测碳基本理论由于该项目具有一定技术难度，各种产品普遍存在微波是指频率为0．3～300．0GHz、波长为1～运行不稳定、数据不准确、维护工作量大等缺陷。因1000m的电磁波，通常也称为“超高频电磁波”。微此，进一步开展飞灰含碳量在线监测装置的研发十波具有穿透、反射、吸收3个基本特性。分必要煤粉在燃烧过程中成为细小炭粒，其极性与介质损耗率增大，在快速变化的微波高频电磁场作用1飞灰含碳量在线监测装置概况下，极性取向将随着外电场的变化而变化，分子相互飞灰含碳量在线监测装置由主机、采样管、排灰摩擦运动，所吸收微波场的场能转化为介质内的热管、旁路抽气管、控制柜等部分组成(如图1所示)。能，引起微波

6、传输功率损耗，消耗微波能量，具有良好的微波吸收特性。与炭粒相比，纯灰(不含碳收稿日期：2012—03—28；修回日期：2012—05—20的灰)的介质损耗率非常小，微波不仅可以穿透纯第lO期王建峰，等：飞灰含碳量在线监测装置的研发与应用·15·黻[一一一取l膨胀节；2．采样管；3．主机；4．排灰管；5取样瓶：6压缩空气管路：7l旁路抽气管；8．控制柜；9．电源电缆；l0．控制电缆；11．信号电缆图1飞灰含碳量微波在线监测装置系统采量调节后部烟道排风扇前部烟道等速采样飞灰分离}—振打1．旁路抽气管；2．调节阀门；3．排风扇：4．主机机柜；5．储灰仓；6．检测石英管；7．灰位传感器；8．微波

7、检测器；9．转换阀；1O．取飞灰存储}·卜1吹扫灰瓶；11．调压器；12．排灰电磁阀；13．排灰器；14．振动电磁阀：15．吹扫电磁阀；16．振动器；l7．旋风式离心分离器；18．膨胀节灰位探测图3主机柜内设备布置图1234567耍一．至量垂卜匦垂鸹可编程PL控C制器ff＼l／／／／前部烟道障L}_重非图2飞灰含碳量微波在线监测装置工作原理图灰，而且几乎不衰减。研究发现，飞灰中炭粒吸收的微波能与含碳量成正比。通过测量含碳飞灰对微波的