微波谐振腔法测量锅炉飞灰含碳量

微波谐振腔法测量锅炉飞灰含碳量

电厂王晓军法可用于对电厂的飞灰连续在线检测，具有快速方便准确等特点。

　　锅炉飞灰含碳量是反映火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率的重要指标，实时检测飞灰含碳量将有利于指导运行调整风煤比，降低发电成本，提高机组量之间的关系，若已知其中任意个量，就可根据公式求出第个量。概括地说，多依奇除尘效率公根据给定的有效驱进速度所处理的烟气量2和总集法极面积4由式。推算出电除尘器的除尘效率。

　　对电除尘器，根据测得的除尘器效率及烟气量，计算有效驱进速度为根据给定和测得的有效驱进速度给定的处理烟气量和需要达到的除尘效率，计算电除尘器必需的集尘极板面积为根据给定的有效驱进速度总集尘极板面积和需要达到的除尘效率，计算电除尘器所处理的最大烟气量为分析多依奇山8士公式可知，公式中除驱进速度外，其它个参数比较容易确定。因为除尘效率是主观要求的，根据除尘器的进出口含尘浓度得出；处理风量是已知的；人值只要值选定后即可求出。所以在应用式时，只要正确选定驱进速度值，就能保证电除尘器达到预期的性能。

　　但在实际中单纯从理论上确定驱进速度极为困难，且也很不可靠。因为驱进速度受烟气成分温度粘度含湿量和含尘浓度，粉尘的粒径分布化学成分和比电阻以及除尘器内的气流速度气流分布电极构造和荷电条件等诸多因素的影响。所以，在实际应用中，般都是用有效驱进速度来进行计算。所谓有效驱进速度是指实际运行中的电除尘器侧出其除尘效率和处理烟气量，应用已知的集尘极板总面积，利用化式计算出的驱进速度。

　　值得提出的是，由于多依奇效率公式是在许多假设条件下得出的，与电除尘器实际运行情况有较大差别，所以不少从事电除尘技术研究的学者力求对其予以修正，使其尽可能接近实际。但不少的有关修正公式在实际中并未付诸实施。口运行的经济性。根据中国电力统计的2000年我国火力发电机组的平均供电煤耗为389gkWh，近10年来新投产的大容量高参数再热机组煤耗也相当高，根据有关资料报道，我国2001机组的煤耗高达394 8比国外同类机组高798；3001机组为37，814肌，比国外约高4581；煤耗高的原因除设计制造运行燃料供应和生产管理方面存在的问外，还有是锅炉运行控制手段尚不够完善。传统测量飞灰含碳量所采用的化学灼烧失重法是种离线的实验室分析方法，每个班组8小时取样测量次。由于取样分析周期长，数据量少，且分析滞后，难以及时反映锅炉燃烧工况，因此对锅炉运行不能提供实时指导作用。

　　所以，要找到种快速方便准确地连续检测飞灰含碳量的方法，才能够实现合理调节锅炉燃烧，控制飞灰含碳量，从而降低供电煤耗。微波谐振腔法能够满足上述要求。

　　1基本原理微波电路中的谐振腔是种电磁振荡系统，当在腔中引入小体积的介质飞灰时，将导致谐振腔某些参量如谐振频率品质因素等相应的微小变化，根据微扰前的原来物理量和微扰以后的扰动值来计算腔体参量的改变量，从而确定所测量物质飞灰的含量。

　　假定微扰前的谐振腔中电场和磁场关系如下E=EH=H当谐振腔受到微扰之后，电磁场变为E=E0+EietS1丹1场中附加改变量角频率改变量当将介质放入微波空腔谐振器中，由于不同含碳量的灰样引入不同的介质损耗，因此传输式谐振腔的谐振曲线将呈现出不同的状态，1所。0和如分别为腔体的谐振频率和由于干扰所引起的谐振频率改变，则工作于矩形谐振腔介质微扰引起的频率偏移为在1中，横坐标代频率，纵坐标代功率幅度。谐振曲线测试管中没有灰样时空腔，其谐振频率为0，峰值功率为0；谐振曲线办功率为；谐振曲线，测试管中有灰样2时，其谐振频率为2，峰值功率为户2.不同含碳量的飞灰得到频率偏移和峰值功率跌落沪不同，由此可以构造出飞灰含碳量的数学理论模型函数2实验电路测试部分由个3波段微波扫频信号源隔离器衰减器微波耦合器矩形谐振腔检波器，入转换卡121人0转换卡12放信号预处理单元计算机显器等组成，2.灰样测试管穿过谐振腔宽面中心轴线，此处微波电场集中，微扰作用最强。为了减少微波功率的损耗，测试管采用相对介电常数小的材料如聚氟乙烯石英等。

　　测量过程由计算机经，人卡发出频率调制电压，控制扫频信号源的压控振荡器，改变微波信号源的输出频率，同时将检波器拾取的信号经过预处理后送入计算机，经过人，转换成数字信号，通过软件寻找峰值点人0值4和峰值点处的频率调制电压0人值0，分别对应着谐振功率峰值和谐振频率。每次测量需要检测空腔和装入灰样两种情况下的谐振功率峰值和谐振频率，由此计算出沪和久两次测量波形3，其中曲线，是空腔谐振曲线，曲线，是装入灰样时的谐振曲线，下半部分形是频率调制电压波形，呈现锯齿波形状。

　　在含碳量1.0到7.之间做了40个灰样，分别测出它们的沪和劣其中沪=尸0尸少=fo描绘出与之对应的含碳量关系4 5，中横坐标含碳量，纵坐标分别沪从上中可以观察出含碳量与沪和少有很好的相关性，采用最小乘法拟合，含碳量具有以下关系方程其中7含碳量a，aia2为定常系数经过验算，用上式公式计算后的测量均方误差4误差分析影响测量误差的因素主要有□人工每次装入测试管中灰样的密实度变化□不同的灰样对微波传输阻抗的匹配程度不同□微波信号源的功率信号在不同频率点的纹波起伏□压控振荡器的非线形输出5实际应用上述实验电路是微波介质成分测量的基本原理和方法，实际应用中还应注意现场工业环境的特殊要求，采取防尘防震等措施，如果在此基础上增加飞灰取样装置和自动排灰装置，即可组成套适合工业现场应用的在线飞灰含碳量检测系统，此系统已在山东黄台电厂8号炉投入应用，使用效果较为理想。口周在杞微波检测，国防工业出版社1986年12月李英微波。毫米波传感器与非电量检测，电子工业出版社1991年4月李嗣范微波元件原理与设计