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            鍋爐飛灰含碳量是反映火力發電廠燃煤鍋爐燃燒效率的重要指標,實時檢測飛灰含碳量將有利于指導運行正確調整風煤比,提高鍋爐燃燒控制水平;合理控制飛灰含碳量的指標,有利于降低發電成本,提高機組運行的經濟性。裝置的投運還將有助于電廠管理人員分析鍋爐燃燒效率,提高制粉系統和送風系統的安全運行。
             傳統測量飛灰含碳量是采用化學灼燒失重法,它是一種離線的實驗室分析方法,對灰樣的代表性要求高、分析滯后,難以快速反映鍋爐燃燒工況。而目前有些電廠投用的鍋爐飛灰含碳量監測儀是采用撞擊式方法取樣分析,由于所采集的灰樣顆粒較大,因而影響了飛灰取樣的代表性,特別是其灰路存在嚴重的堵管現象,導致經常提供虛假的測量數據。
             我公司開發生產的HAWK型電站鍋爐飛灰含碳量在線檢測裝置,跟蹤國際上先進的測量和傳感技術,自行研制了無動力、自抽式等速取樣設備,應用先進的微波諧振測量方法,實現了對飛灰含碳量的實時在線測量。憑借公司多年來在鍋爐測控領域的開發經驗,成功解決了取樣灰路的堵塞以及磨損問題,保證了系統長期可靠運行。
           
          系統結構:
              針對國內100MW機組以上鍋爐采用兩個煙道排放飛灰的特點,裝置設計采用兩套獨立的飛灰取樣和微波測量系統,而共用主機處理系統,如圖1所示。

          系統原理:
          測量原理:采用微波諧振測量技術,根據飛灰中未燃盡的碳能改變微波諧振腔的諧振頻率特性,分析確定飛灰中碳的含量。
          工作過程:系統采用無外加動力、自抽式動態取樣器,自動等速地將煙道中的灰樣收集到微波測試管中并自動判別收集灰位的高低。當收集到足夠的灰樣時,系統對飛灰含碳量進行微波諧振測量。測量信號經過現場預處理后傳送到集控室,再經主機單元作進一步變換、運算和存儲,并在顯示器上顯示含碳量的數值及曲線。已分析完的灰樣可以自動排放回煙道或者送入收灰容器,以便于實驗室分析化驗,然后進行下一次飛灰的取樣和含碳量的測量。

          裝置組成:
          1.多點無動力自抽式飛灰取樣器:

          多點飛灰取樣器由吸氣嘴、取樣管、引射管、排氣管、旋流集塵器、靜壓管等部件組成。飛灰取樣器采用了特殊的結構設計,能夠自動跟蹤鍋爐煙道流速的變化而保持等速取樣狀態,因而,取出的灰樣具有較好的代表性,從而保證了系統的整體測量可信度。由于取樣器沒有抽氣泵等轉動部件,因而取樣器的運行可靠性大大增強;飛灰取樣器煙道內部分采用不銹鋼外鍍陶瓷設計,徹底解決了取樣器磨損問題。針對國內很多飛灰取樣器存在收灰困難情況,我公司采用特殊設計的多點飛灰取樣器,徹底解決收灰困難,收灰量少,收灰時間長等問題。

          2.微波測試單元:
          由微波源、隔離器、微波測量室、微波檢測器、振動器、灰位探測器、氣動組件、加熱器、前置處理電路等組成。在微波測量室中對飛灰灰樣進行微波測量分析,測量完的飛灰根據程序設置或手動操作命令返回煙道或裝入收灰容器,而測量數據則由前置處理電路處理后發送給主機單元,測試箱如圖4。

          3.電控單元(安裝于主機柜內):
          由控制操作器、電源變換箱、專用接線端子及機箱等組成,完成系統手動操作功能,現場處理單元的電源分配,以及信號的轉接工作。
           
          4.主機單元:
          研華PⅣ主機,256M內存、120G硬盤、AD采集模塊、DA模塊、DIO模塊顯示接口卡等工業測控卡件、17〞LCD顯示器、通訊接口、專用工業級電源、鍵盤等。采用WINDOWS2000操作系統,界面友好易操作。
           
          5.氣源:
          現場儀用氣源管道通過金屬硬管傳輸到每個測試箱附近,同裝置配備的金屬軟管相連接,要求氣源壓力≥0.5Mpa,供氣量約為0.03m3/分鐘,此氣源用于裝置的振打、反吹系統。氣源金屬管用無縫鋼管,長度依現場情況而定。
           
          6.電纜:
          測試箱和主機柜之間:
          兩根18芯信號電纜VVP18*23/0.15  400米
          兩根3芯電源電纜ZRVV3*77/0.15   300米
          一根3芯電源電纜3*77/0.20       100米
           
          7.標準配置:
          飛灰取樣器:水平或垂直1.3米長                        2套   重約5kg
          微波測試箱:800×600×280mm(長×寬×深)            2臺   重約80kg
          主  機  柜:2200×800×600(具體尺寸顏色由用戶而定) 1臺   重約200kg
           
          性能指標:
          1.測量范圍:0~25% (常規測量范圍)
          2.測量誤差:±0.4% (典型值,含碳量在0~6%時)
                      ±0.6% (典型值,含碳量在6~25%時)
          3.檢測周期:1~3分鐘(視灰流量而定)
          4.歷史數據:保留時間大于36個月
          5.電源功耗:220VAC,平均0.5kW,最大2.2kW
          6.工作氣源:儀用空氣≥0.5Mpa,耗氣量約為0.03m3/分鐘
          7.信號輸出:模擬量:2路隔離的4~20mA含碳量信號,分別代表A、B側實時含碳量,信號最大負載500Ω
                      開關量:3路報警繼電器結點信號,分別代表系統報警和A、B側高碳報警,繼電器結點容量:2A/ 120VAC
          8.環境溫度:主機單元:0℃~50℃
                      電控單元:-25℃~65℃
                      測試單元:-25℃~65℃
           
          裝置功能:
          1.實時數據及曲線顯示
          2.歷史數據及曲線查詢
          3.平均數據及曲線查詢
          4.同步灰樣保留
          5.在線標定
          6.遠程診斷
          7.數據通訊
          8.投油保護
          9.數據外村
          10.報警及狀態指示

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