微波諧振腔法測量鍋爐飛灰含碳量

電廠王曉軍法可用于對電廠的飛灰連續在線檢測，具有快速方便準確等特點。

　　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調整風煤比，降低發電成本，提高機組量之間的關系，若已知其中任意個量，就可根據公式求出第個量。概括地說，多依奇除塵效率公根據給定的有效驅進速度所處理的煙氣量2和總集法極面積4由式。推算出電除塵器的除塵效率。

　　對電除塵器，根據測得的除塵器效率及煙氣量，計算有效驅進速度為根據給定和測得的有效驅進速度給定的處理煙氣量和需要達到的除塵效率，計算電除塵器必需的集塵極板面積為根據給定的有效驅進速度總集塵極板面積和需要達到的除塵效率，計算電除塵器所處理的最大煙氣量為分析多依奇山8士公式可知，公式中除驅進速度外，其它個參數比較容易確定。因為除塵效率是主觀要求的，根據除塵器的進出口含塵濃度得出；處理風量是已知的；人值只要值選定后即可求出。所以在應用式時，只要正確選定驅進速度值，就能保證電除塵器達到預期的性能。

　　但在實際中單純從理論上確定驅進速度極為困難，且也很不可靠。因為驅進速度受煙氣成分溫度粘度含濕量和含塵濃度，粉塵的粒徑分布化學成分和比電阻以及除塵器內的氣流速度氣流分布電極構造和荷電條件等諸多因素的影響。所以，在實際應用中，般都是用有效驅進速度來進行計算。所謂有效驅進速度是指實際運行中的電除塵器側出其除塵效率和處理煙氣量，應用已知的集塵極板總面積，利用化式計算出的驅進速度。

　　值得提出的是，由于多依奇效率公式是在許多假設條件下得出的，與電除塵器實際運行情況有較大差別，所以不少從事電除塵技術研究的學者力求對其予以修正，使其盡可能接近實際。但不少的有關修正公式在實際中并未付諸實施。口運行的經濟性。根據中國電力統計的2000年我國火力發電機組的平均供電煤耗為389gkWh，近10年來新投產的大容量高參數再熱機組煤耗也相當高，根據有關資料報道，我國2001機組的煤耗高達394 8比國外同類機組高798；3001機組為37，814肌，比國外約高4581；煤耗高的原因除設計制造運行燃料供應和生產管理方面存在的問外，還有是鍋爐運行控制手段尚不夠完善。傳統測量飛灰含碳量所采用的化學灼燒失重法是種離線的實驗室分析方法，每個班組8小時取樣測量次。由于取樣分析周期長，數據量少，且分析滯后，難以及時反映鍋爐燃燒工況，因此對鍋爐運行不能提供實時指導作用。

　　所以，要找到種快速方便準確地連續檢測飛灰含碳量的方法，才能夠實現合理調節鍋爐燃燒，控制飛灰含碳量，從而降低供電煤耗。微波諧振腔法能夠滿足上述要求。

　　1基本原理微波電路中的諧振腔是種電磁振蕩系統，當在腔中引入小體積的介質飛灰時，將導致諧振腔某些參量如諧振頻率品質因素等相應的微小變化，根據微擾前的原來物理量和微擾以后的擾動值來計算腔體參量的改變量，從而確定所測量物質飛灰的含量。

　　假定微擾前的諧振腔中電場和磁場關系如下E=EH=H當諧振腔受到微擾之后，電磁場變為E=E0+EietS1丹1場中附加改變量角頻率改變量當將介質放入微波空腔諧振器中，由于不同含碳量的灰樣引入不同的介質損耗，因此傳輸式諧振腔的諧振曲線將呈現出不同的狀態，1所。0和如分別為腔體的諧振頻率和由于干擾所引起的諧振頻率改變，則工作于矩形諧振腔介質微擾引起的頻率偏移為在1中，橫坐標代頻率，縱坐標代功率幅度。諧振曲線測試管中沒有灰樣時空腔，其諧振頻率為0，峰值功率為0；諧振曲線辦功率為；諧振曲線，測試管中有灰樣2時，其諧振頻率為2，峰值功率為戶2.不同含碳量的飛灰得到頻率偏移和峰值功率跌落滬不同，由此可以構造出飛灰含碳量的數學理論模型函數2實驗電路測試部分由個3波段微波掃頻信號源隔離器衰減器微波耦合器矩形諧振腔檢波器，入轉換卡121人0轉換卡12放信號預處理單元計算機顯器等組成，2.灰樣測試管穿過諧振腔寬面中心軸線，此處微波電場集中，微擾作用最強。為了減少微波功率的損耗，測試管采用相對介電常數小的材料如聚氟乙烯石英等。

　　測量過程由計算機經，人卡發出頻率調制電壓，控制掃頻信號源的壓控振蕩器，改變微波信號源的輸出頻率，同時將檢波器拾取的信號經過預處理后送入計算機，經過人，轉換成數字信號，通過軟件尋找峰值點人0值4和峰值點處的頻率調制電壓0人值0，分別對應著諧振功率峰值和諧振頻率。每次測量需要檢測空腔和裝入灰樣兩種情況下的諧振功率峰值和諧振頻率，由此計算出滬和久兩次測量波形3，其中曲線，是空腔諧振曲線，曲線，是裝入灰樣時的諧振曲線，下半部分形是頻率調制電壓波形，呈現鋸齒波形狀。

　　在含碳量1.0到7.之間做了40個灰樣，分別測出它們的滬和劣其中滬=尸0尸少=fo描繪出與之對應的含碳量關系4 5，中橫坐標含碳量，縱坐標分別滬從上中可以觀察出含碳量與滬和少有很好的相關性，采用最小乘法擬合，含碳量具有以下關系方程其中7含碳量a，aia2為定常系數經過驗算，用上式公式計算后的測量均方誤差4誤差分析影響測量誤差的因素主要有□人工每次裝入測試管中灰樣的密實度變化□不同的灰樣對微波傳輸阻抗的匹配程度不同□微波信號源的功率信號在不同頻率點的紋波起伏□壓控振蕩器的非線形輸出5實際應用上述實驗電路是微波介質成分測量的基本原理和方法，實際應用中還應注意現場工業環境的特殊要求，采取防塵防震等措施，如果在此基礎上增加飛灰取樣裝置和自動排灰裝置，即可組成套適合工業現場應用的在線飛灰含碳量檢測系統，此系統已在山東黃臺電廠8號爐投入應用，使用效果較為理想。口周在杞微波檢測，國防工業出版社1986年12月李英微波。毫米波傳感器與非電量檢測，電子工業出版社1991年4月李嗣范微波元件原理與設計