CN207020030U - 一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，所述装置包括取样器、检测腔、射频发生器、射频接收器和射频处理器，所述取样器设置在电除尘的烟道前，所述射频发生器、射频接收器设置在检测腔内，所述检测腔内还设有过滤体，所述过滤体下方设有称量器，所述射频接收器与射频处理器相连，所述射频处理器与控制器相连，所述控制器与电磁阀、风机相连，所述电磁阀设置在气流出口处。本实用新型可以实时准确测量火电厂飞灰中的含碳量，取样等速无需能量，减少了传统灼烧失重法在取样过程中的能量消耗，利用电磁阀控制压缩空气反向吹入，极大的防止了堵灰的发生，确保本装置可长期稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种飞灰含碳量检测装置，尤其是涉及一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置。
背景技术
飞灰含碳量是衡量电站锅炉和机组运行经济性的重要指标，当飞灰含碳量高时，会直接导致煤耗的升高，从而使发电成本增高；同时增大了NOX气体的排放，对环境质量也造成了严重的影响。随着电力系统体制的改革，竞价上网等政策的实施，煤耗的高低不仅关系到发电企业的经济效益，还会影响到电厂的生存与发展。
为了优化锅炉燃烧，提高燃料的利用率，降低发电煤耗，首先必须有良好的监测手段。传统的测定飞灰含碳量的方法是灼烧称重法，它是将一定重量的灰样在高温下完全燃烧，按照燃烧前后的重量差求出飞灰含碳量。用这种方法测得的结果要比锅炉实际工况至少推迟几个小时，不能及时反映锅炉的燃烧状况以指导对锅炉燃烧状况的调整。其他的一些测碳方法也存在很多的问题，最普遍的几个问题分别是：取样的灰样颗粒太大，影响飞灰的代表性、取样管路设计不合理，造成经常发生堵灰的故障、电路系统功能复杂，系统稳定性差等。这些问题阻碍了火电厂飞灰测碳仪测量的准确性，影响发电企业的经济效益，增加了发电的成本和对环境的污染。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置。
一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，所述装置包括取样器、检测腔、射频发生器、射频接收器和射频处理器，所述取样器设置在电除尘的烟道前，所述射频发生器、射频接收器设置在检测腔内，所述检测腔内还设有过滤体，所述过滤体下方设有称量器，所述射频接收器与射频处理器相连，所述射频处理器与控制器相连，所述控制器与电磁阀、风机相连，所述电磁阀设置在气流出口处。
检测腔内过滤体中积累的飞灰含碳量不同时，在检测腔中产生谐振的射频信号(射频：Radio Frequency)的频率也会有相应的偏移，通过验证实验发现，谐振频率的偏移与碳质量之间存在着良好的线性关系，因此可以通过测量谐振频率的偏移量来对飞灰含碳量进行实时检测。
作为优选，所述取样器为均速取样器，所述均速取样器通过采样管道与检测腔相连通。
作为优选，所述风机与检测腔相连通。
作为优选，所述称量器为电子天平。
本实用新型可以实时准确测量火电厂飞灰中的含碳量，取样等速无需能量，减少了传统灼烧失重法在取样过程中的能量消耗，利用电磁阀控制压缩空气反向吹入，极大的防止了堵灰的发生，确保本装置可长期稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型所要保护的范围并不限于此。
参照图1，一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，所述装置包括取样器1、检测腔2、射频发生器3、射频接收器4和射频处理器5，所述取样器1设置在电除尘的烟道前，所述取样器为均速取样器，所述均速取样器通过采样管道6与检测腔2相连通。所述射频发生器3、射频接收器4设置在检测腔2内，射频接收器4用于获取射频发生器发出的射频信号。所述检测腔2内还设有过滤体7，所述过滤体7下方设有称量器8，所述称量器为电子天平；所述射频接收器4与射频处理器5相连，所述射频处理器5与控制器9相连，用于根据射频谐振频率的变化实时测量飞灰中碳的质量；所述控制器9与电磁阀10、风机11相连，所述电磁阀10设置在气流出口12处，所述风机11与检测腔2相连通。
本实用新型射频处理器对射频接收器接收到的信号进行傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将所得到的谐振频率与预先标定的射频谐振频率与含碳量之间的函数关系进行查找，得到飞灰碳质量。对飞灰含碳量进行微波测量分析后，控制器发出指令，关闭气流出口电磁阀，打开风机接入压缩空气吹扫，飞灰经采样管道吹回烟道；然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。
一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测方法，采用上述装置，包括下述步骤：
(1)进行标定实验得到谐振频率-含碳量之间的关系，具体操作为：使用正负误差0.01g的电子天平对未加载的过滤体称重，称重前先对天平进行凋零、清理，待示数稳定后记录数据，重复称量三次，将三次称量平均值作为未加载飞灰的过滤体的质量；
(2)通过均速取样器，将含碳飞灰烟尘均速抽出一部分，引入检测腔中被过滤体捕集；
(3)射频发生器发射出范围在0.4～2.4GHz各个频率波段的等幅度射频波段进入腔体，经过累积有含碳飞灰的过滤体后，射频信号受到含碳飞灰的吸收作用，信号特性改变，不同质量的含碳飞灰对于射频信号的吸收作用不同，因此在射频接收器上接收到的信号特性随着碳质量发生改变；
(4)射频接收器将一定时间内采集到的改变后的射频信号传输到射频处理器，并对采集到的信号进行傅里叶变换，转换到能量谱；
(5)计算处理能量谱中能量衰减最小部分，即波峰处的频率，根据所得波峰的频率，对照事先进行标定实验得到的谐振频率-含碳量线性关系进行确定检测腔中碳的质量；
(6)利用电子天平实时测量捕集了飞灰后过滤体的重量，得到飞灰的含碳量；
(7)对飞灰含碳量进行微波测量分析后，控制器发出指令，关闭气流出口电磁阀，打开风机接入压缩空气吹扫，飞灰经采样管道吹回烟道；然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量，如此循环。
本实用新型中，是在0.4～2.4GHz的频域内对检测腔中的射频信号进行分析，检测腔中射频的谐振频率与含碳量的关系通过下述步骤确定：
(a)对检测腔内的过滤体进行称重，获得未加载飞灰的过滤体质量；
(b)将取样器置于电除尘的烟道前进行飞灰样品的采集，采集10分钟；
(c)通过对加载后过滤体进行称重，所得值与未加载质量进行比较后得到飞灰样品质量，将质量差值记录下来；
(d)射频发生器分别发射各个频率波段的等幅度射频波段进入加入飞灰样品的腔体；
(e)通过检测腔内的射频接收器将信号传输至射频处理器，对射频信号进行处理，通过傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将该谐振频率记录下来；
(f)收集检测腔中过滤体内飞灰样品，实验室中用灼烧失重法测出飞灰中碳质量，并计算出飞灰的含碳量，记录下来；
(g)将谐振频率与飞灰的含碳量进行一一对应；
(h)再次将取样器置于相同的烟道处进行飞灰样品的采集，采集时间比上一次增加10分钟；
(i)重复上述c-g步骤获得谐振频率与飞灰的含碳量一一对应关系。
Claims (4)
1.一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，其特征在于：所述装置包括取样器、检测腔、射频发生器、射频接收器和射频处理器，所述取样器设置在电除尘的烟道前，所述射频发生器、射频接收器设置在检测腔内，所述检测腔内还设有过滤体，所述过滤体下方设有称量器，所述射频接收器与射频处理器相连，所述射频处理器与控制器相连，所述控制器与电磁阀、风机相连，所述电磁阀设置在气流出口处。
2.根据权利要求1所述的基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，其特征在于：所述取样器为均速取样器，所述均速取样器通过采样管道与检测腔相连通。
3.根据权利要求1所述的基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，其特征在于：所述风机与检测腔相连通。
4.根据权利要求1所述的基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，其特征在于：所述称量器为电子天平。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107238546A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-10 | 浙江大学 | 基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置及方法 |
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2017
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