V3.7锅炉飞灰含碳量在线检测装置

FCB型电站锅炉飞灰含碳量在线检测系统第二卷安装调试手册南京擎能自动化设备有限公司目录第一部分装置现场安装 (2)一、结构部分的安装： (2)1、测试箱与飞灰取样器安装： (2)2. 主机柜的安装： (4)3. 制作安装、调试用工作平台： (4)4. 加装防雨棚： (4)5. 气源要求： (4)6. 电功率要求： (5)二、电缆敷设 (5)1. 电厂→主机柜 (5)2. 主机柜→电厂 (5)3. 主机柜→测试箱 (5)4. 测试箱→测试箱（A侧-B侧） (5)三、电气前期安装 (6)1. 主机柜开孔与安装（见主机柜机械安装说明）。

(6)2. 主机柜接线端子排的安装 (6)3. 电缆放置要求： (6)第二部分装置的调试 (7)1. 系统接线 (7)2.设定初始状态 (8)3. 通电检查 (8)4. 装置调试 (9)第一部分装置现场安装本装置现场安装需电厂方面配合做的工作主要分为结构部分的安装和电缆的铺设和各种信号源的提供。

下面就具体内容简述如下：一、结构部分的安装：本装置结构部分由两套飞灰取样器、两套测试箱、一套电控箱和一套主机柜组成。

锅炉飞灰含碳量在线检测装置的前期现场安装工作包括以下内容：在空预器之后，除尘器之前的A、B两侧烟道上安装飞灰取样器和测试箱;在位于A、B两侧烟道的中间部位，安装电控箱;在集控室或电子间的适当位置安装主机箱;给装于A、B两侧烟道的测试箱分别提供仪用空气气源;电缆铺设：1、测试箱与飞灰取样器安装：1.1取样器和测试箱的安装要求：a．取样点位置：空气预热器之后，除尘器之前烟道的直管段。

b．温度要求：取样点处的烟道温度小于200℃。

c．流场要求：烟道内取样点附近烟道截面没有突变，气流平稳。

d．烟道内部要求：在烟道内取样点处，迎着气流方向上，距离取样吸嘴前后（前不小于3米，后不小于0.5米），不能有障碍物（如隔板，大型支撑梁等），在距离取样嘴其它方向上0.5米内不能有导流板。

锅炉飞灰含碳量测量方法综述锅炉飞灰中的含碳量是评估锅炉燃烧效率和排放指标的关键参数。

因此，准确地测量锅炉飞灰中的含碳量对于锅炉燃烧管理和节能减排具有重要意义。

本文将综述目前常用的锅炉飞灰含碳量测量方法。

1.重量法重量法是最基本、最常见的测量方法之一，也是其他方法的基础。

该方法需要将飞灰样品进行烧干、称重，再在升高温度下进行磷酸化反应，最后在高温下进行加热脱碳，得出含碳量。

它具有简单、准确、可靠、经济等优点，适用于对大批量飞灰样品的高通量分析。

2.光谱法光谱法是一种基于原子光谱、分子光谱或光散射等理论的测量方法。

例如，可以利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）测量飞灰中有机物的吸收光谱，然后通过校准曲线计算出含碳量。

光谱法具有操作简单、非破坏性、快速分析等优点，但需要灰分样品较小、反演精度较低。

3.热解-非色谱法（THGA）THGA法是一种高度自动化的技术，将固态飞灰样品在不同温度下热解得出不同挥发度的有机物，并利用热导检测器（TCD）对碳进行检测。

由于其灰分样品只需要10-20mg，能够准确地测量含量低至0.1%的有机组分，因此THGA方法是目前最为准确的飞灰含碳量测量方法之一。

4.等离子体质谱法（ICP-MS）ICP-MS是一种高灵敏度、高准确度的质谱分析技术，可以用于同步测量飞灰中的多种元素和化合物。

例如，在燃煤锅炉中，可以利用ICP-MS同时测量飞灰中的有机碳、无机碳和铝等元素，从而实现对全面含碳的测量。

但ICP-MS的操作较为繁琐，需要高水平的技术支持，成本也较高。

综上所述，根据需要选择合适的方法对锅炉飞灰中的含碳量进行测量，以提高燃烧效率和减少排放。

随着新技术的不断出现，未来具有更高精度、更便捷、高自动化的测量方法必将逐渐得到广泛应用。

国电霍州发电厂2×600MW机组“上大压小”工程锅炉飞灰含碳量在线检测系统技术资料太原市海通自动化技术有限公司2010年11月H T W-Ⅲ飞灰在线测量装置产品说明书太原市海通自动化技术有限公司目录一前言 (2)二工作原理 (3)三功能特点 (3)四主要技术指标 (4)五系统结构 (4)六安装要求 (7)七操作 (8)八维护 (9)九常见故障及处理 (10)十调试 (11)一、前言非常感谢您使用我公司生产的HTW系列飞灰在线测量装置！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NO X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。

近几年来，陆续有一些飞灰含碳量监测仪投入使用，但都存在一些问题，例如有的采用撞击式取样器进行取样。

这种方法存在着灰样颗粒偏大、影响飞灰的代表性的问题。

有的取样管路设计不合理，经常堵灰。

还有一些仪器采用模拟电路和分立元件组成，调试复杂，功能简单，系统的稳定性差。

普遍的问题是：微波源稳定性差、系统的温度漂移和时间漂移大、飞灰中含水量对测量结果的影响严重等问题。

我公司生产的HTW型飞灰含碳量实时监测系统是经过多年的用户和市场调查，采用目前最先进的微波技术和信号处理技术进行设计，很好地解决了以往该类仪器存在的问题，适用于火力发电厂和其它燃煤锅炉进行飞灰含碳量的实时监测。

系统结构如图1所示。

图1：系统框图二、工作原理锅炉内未被燃烧的煤粉在高温条件下，转化成石墨状碳，而石墨是吸收微波的良好材料。

目前虽然锅炉飞灰、制粉单耗均已达较好水平，对飞灰、制粉单耗、煤粉细度也始终进行着跟踪调整，并已下达运行操作卡片。

然而飞灰偏大问题一直未能得到根本解决。

飞灰含碳量有所好转，但仍不能控制在国家规定标准以内。

我厂为节约用水而采用的干除灰系统即将全面投运，综合利用灰渣的粉煤灰砖厂即将投产，也面临无原料的问题。

为此我们重新组织在#5炉进行了燃烧调整试验，以期找出影响大渣含碳量大的主要因素及最佳运行方式，并相应进行了分析。

一、燃烧调整试验：1. 利用配风装置按设计风速（一次风速30m/s）调平一次风。

2. 提高下排一次风速（一次风速35m/s）。

3. 调整风量，提高二次总风压，增加氧量。

改变二次风配比，采取上小，下大配风方式，增加下二次风刚性，增加下二次风的托粉能力。

4. 采取两头大，中间小配风方式。

5.降低下排给粉机转速：在能够保持燃烧工况相对稳定的前提下，减少下排给粉机给粉量，下排给粉机转速控制在500—550rpm，降低下一次风煤粉浓度，以进一步相对提高下二次风的托粉能力。

6. 在各个工况下，测量炉膛温度，取灰样、煤样，化验其大、小灰百分数，及煤粉细度，记录各运行参数。

7. 改变煤粉细度。

通过运行调整，飞灰含碳量由原来的18.5%下降到13.8%。

在本次燃烧调整中发现#2、#3、#4角一层二次风风速偏低，无法托住下排一次风，联系锅炉分场进行了处理。

处理后，#2角一层二次风风速由原来的27m/s提高到37m/s，#2、#4角一层二次风风速也有所提高。

并在4月份利用停机机会进行了彻底处理。

目前#5炉的飞灰含碳量一般控制在10%以下。

二、分析：通过燃烧调整可以降低飞灰含碳量，但其手段是有限的。

提高一次风速及降低下排给粉机转速均受到机组负荷的限制，负荷降低采用这种措施将影响燃烧的稳定性。

在低负荷时受总风压的限制提高一层二次风的幅度是有限的，并且提高一层二次风影响燃烧的稳定性。

降低煤粉细度将导致制粉单耗的增加，影响厂用电率。

飞灰含碳频谱测量方法解析作者：牛贝来源：《智富时代》2019年第02期【摘要】本文介绍了燃煤电厂锅炉飞灰含碳在线监测技术，为优化燃烧系统，降低煤耗，提高锅炉热效率提供了依据。

【关键词】频谱；在线监测；飞灰含碳；锅炉效率一、概述飞灰含碳量是燃煤电厂燃烧效率的重要指标，同时也是锅炉燃烧控制调整的依据，合理控制飞灰含碳量的指标，有利于降低发电成本，提高机组运行的经济性。

采用燃烧失重法进行测量，测量从制样烘干到完成测量一般需要6个小时，存在延时现象，无法满足测量要求。

同时受到灰样采集、样品代表性、结果滞后等因素的影响，不能及时准确的反映燃烧工况的变化，对锅炉燃烧的控制和调整的指导性、实时性不强。

飞灰含碳量太高会导致以下问题：（1）在锅炉运行工况相同的情况下，若煤粉不能够充分燃烧就会造成锅炉尾部烟气中的飞灰含碳量过高，从而导致锅炉的固体不完全燃烧损失升高、锅炉效率降低、煤耗增加、机组的经济性下降。

（2）飞灰含碳量过高会使锅炉的炉膛出口烟气温度偏高，造成炉膛出口的换热器的管壁超温，如果受热面金属长期超温，可能会导致受热面的损坏率增高。

另外，飞灰中的碳会沉积在锅炉尾部烟道中，达到一定浓度时可能会二次燃烧，影响锅炉运行的安全性。

（3）粉煤灰是水泥生产中的一种添加剂，各火力发电厂都在大力发展粉煤灰项目，从而提高企业利润。

飞灰含碳量过大时会影响飞灰作为添加剂的作用，不利于水泥生产企业对锅炉固体污染物的回收，影响发电厂运行的经济性。

飞灰含碳量作为燃煤电厂燃烧效率的重要指标，同时也是锅炉燃烧控制调整的依据，国家发改委、环保部、能源局在联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年》中明确要求：“全国新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时”。

所以，在线飞灰含碳量的检测显得尤为重要，只有实现飞灰含碳量的在线可靠监测才能实现煤耗的降低、运营成本的减少及NOx等污染源的排放达标。

二、不同测量方法比较传统测量飞灰含碳量检测是采用化学灼烧失重法，即利用取样器在烟道中提取一定重量的飞灰样品，然后放入马弗炉中高温灼烧若干小时，然后利用燃烧前后的重量差来确定飞灰中的含碳量。

飞灰含碳量标准一、定义和术语1.飞灰：指在燃烧过程中产生的固体废弃物，通常来源于煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。

2.飞灰含碳量：指飞灰中碳的含量，通常以质量百分比表示。

二、测量方法1.实验室分析法：将收集到的飞灰样品送至实验室进行分析，采用燃烧法、元素分析法等方法测定碳含量。

2.在线监测法：在现场安装在线监测设备，实时监测飞灰中的含碳量。

三、取样和样品处理1.取样：在飞灰产生过程中，采用随机取样的方法采集具有代表性的样品。

2.样品处理：将采集到的飞灰样品进行破碎、研磨等处理，以充分混匀。

四、实验室要求1.实验室应具备相应的分析仪器和设备，如高温炉、天平等。

2.实验室应保持清洁、干燥，避免样品污染。

3.实验室应由经过专业培训的分析人员负责分析测试。

五、数据分析与报告1.分析人员应按照规定的程序和方法对飞灰样品进行测试，并记录测试数据。

2.根据测试数据，计算飞灰含碳量的平均值、标准差等统计指标。

3.分析人员应撰写分析报告，包括测试数据、结论和建议等内容，以便客户或相关部门使用。

六、质量保证与质量控制1.采用标准物质进行内部质量控制，如标准煤样等。

2.对分析人员进行定期培训和考核，确保分析结果的准确性。

3.对实验室设备进行定期维护和校准，确保设备的准确性。

4.对样品处理过程中进行严格的质量控制，确保样品具有代表性。

5.对数据分析过程进行严格的审核和监督，确保数据的真实性和可靠性。

6.对实验室环境进行严格的监控和管理，确保实验室符合相关规定和标准。

7.对测量不确定度进行评估和计算，以提高测量结果的可信度和精度。

8.建立完善的质量保证体系，确保每个环节都得到有效的控制和管理。

9.在每个实验开始前，应进行空白试验以确保实验的可行性及准确性；同时要对仪器设备进行检查并校准，确保其在最佳状态下工作；另外还需要检查化学试剂是否符合要求并注意及时更换失效的试剂；并在每个实验后进行对比实验以验证其准确性和可重复性；对于实验数据应及时进行记录并进行统计处理以便后续的分析；此外还应注意在实验过程中要严格遵守操作规程并按要求对各项指标进行测量及记录；最后要保证实验环境的清洁及安全并注意保护好实验样品以防止其受到污染或丢失。

降低锅炉飞灰、灰渣含碳量技术应用与研究
降低锅炉飞灰、灰渣含碳量是一项重要的环保技术，可以减少空
气污染和二氧化碳排放。

以下是一些常见的技术应用和研究：
1. 燃烧优化技术：通过调整锅炉的燃烧参数，如燃料供给量、燃
料分布、燃烧温度等，使燃烧过程更加充分、稳定和高效，减少
煤炭的未燃残渣，并降低飞灰、灰渣中的含碳量。

2. 高效除尘技术：采用先进的除尘设备，如静电除尘器、布袋除
尘器等，能够有效地捕集和分离燃烧过程中产生的飞灰和灰渣。

这些除尘设备能够通过多级收集和过滤，提高除尘效率，并最大
限度地减少飞灰、灰渣中的含碳量。

3. 湿法脱硫（FGD）技术：湿法脱硫可以去除燃烧过程中产生的
硫化物，同时还能够部分地吸附和去除飞灰、灰渣中的碳，从而
降低含碳量。

常见的湿法脱硫方法包括石灰石-石膏湿法脱硫、海
水脱硫等。

4. 粉煤灰利用技术：粉煤灰是燃煤锅炉中产生的一种灰渣，具有
一定的燃料价值。

通过将粉煤灰进行资源化利用，如制备水泥、
建筑材料、路基材料等，可以有效地降低飞灰、灰渣中的含碳量。

5. 燃料调剂技术：将煤炭燃料与其他低含碳的燃料混合燃烧，如
生物质燃料、天然气等，可以降低锅炉燃烧过程中的碳排放。

这
种技术可以减少煤炭使用量，减少燃烧产生的飞灰、灰渣中的含
碳量。

以上是目前常见的降低锅炉飞灰、灰渣含碳量的技术应用与研究。

随着环保意识的提高和技术的发展，未来还将出现更多的创新技
术和方法来减少锅炉燃烧过程中的碳排放。

几种在线检测产品比较传统测量飞灰含碳量采用化学灼烧失重法是一种离线的分析方法，对灰样的代表性要求高、分析滞后，难以实时快速反映锅炉真实燃烧状况。

公司先后对国内外多种飞灰含碳量在线检测装置产品进行了对比研究（包括撞击取样式、烟道测量式、红外照相测量式、燃烧灰样测C02、微波等速取样式等）。

1、采用撞击式方法取样分析，由于采集飞灰主要是依靠重力取样，所采集的灰样颗粒较大，所取灰样不具代表性，特别是其灰路存在严重的堵管现象，导致经常提供虚假的测量数据；此外运行维护量较大。

2、采用烟道测量非取样式分析，由于没有把烟气浓度信号接入，所测量的区域受烟气浓度影响很大，常常不能准确反应真实的飞灰含碳量；所测量区域也并非整个烟道截面；此外由于其采用非接触式测量，灰样不能收集保留下来，无法准确衡量装置的准确性以及实时校验。

3、红外照相测量式因其安装在锅炉炉膛上，每次测量只能对炉膛内很小区域的烟气进行摄像，测量代表性差，并且摄像头易损坏，维护费用高。

4、燃烧灰样测C02方式其结构复杂、测量周期长，应用很少。

5、微波谐振法，利用微波谐振腔的工作特性，将飞灰作为谐振腔的工作介质，通过检测谐振参数的变化，来实现对飞灰含碳量的测量。

由于不同的煤质其燃烧后的飞灰中所含物质的密度、氧化物成分分别不同，实践中发现微波测量精度受煤种变化的影响比较大，更换煤种后需要重新进行标定，因此，难以满足用户对测量精度的要求。

灼烧法飞灰特点：公司根据多年对客户需求的了解，研究开发了灼烧法飞灰含碳量在线检测装置，属于第三代高精度在线测碳产品，该产品将大家公认的实验室灼烧失重技术应用到工业现场的在线测量上，解决了目前微波测碳精度受煤种变化的难题，满足了电厂用户对飞灰含碳量小指标考核的要求，是在线飞灰检测技术的一次质的飞跃。

装置对每个烟道采用独立的取样、检测和控制系统，所有设备都安装于现场，有利于现场的安装和使用，可以为电厂节省电子间的有限空间。

每个烟道采用一套独立的取样、检测和控制系统，与采用一台主机检测两个烟道系统相比，可以有效分散系统风险，从而进一步提高系统的可靠性。

3科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科 技 前 沿DOI：10.16661/ki.1672-3791.2020.04.003基于双气氛热重分析的飞灰含碳量测量方法研究①王焱 黄源珣(华电淄博热电有限公司 山东淄博 255054)摘 要：飞灰含碳量是燃煤锅炉经济运行的重要指标之一，直接反映了锅炉的燃烧效率。

灼烧失重法（LOI ）是目前公认的测量飞灰未燃碳含量的方法。

但是有研究表明灼烧失重方法测量飞灰含碳量存在系统误差，因为飞灰中除未燃碳以外的其他成分分解造成的重量损失也会被灼烧失重法误认为是未燃碳的含量。

在该研究中，我们在氮气和空气两种不同的气氛下进行了热重分析方法测量飞灰含碳量。

氮气是一种非氧化性氛围，用于测量氢氧化物、碳酸盐和晶体水引起的重量损失，而空气作为一种氧化性氛围，用于测量真正未燃的碳含量。

这种两步的热重分析方法可以成功地将未燃碳氧化从其他可能的反应中识别出来。

关键词：飞灰含碳量 热重 双气氛中图分类号：TQ536.4文献标识码：A文章编号：1672-3791(2020)02(a)-0003-02中电联行业发展与环境资源部发布的2019年1~3月份电力工业运行简况表明：截至3月底，全国6000kW瓦及以上电厂装机容量18.1亿kW，其中火电11.4亿kW，火力发电中燃煤发电10.1亿kW，占全部装机容量的55.8%[1]。

飞灰含碳量能很好地反映煤炭在机组运行过程中的利用率，是锅炉燃烧效率的重要评价指标之一[2]。

对飞灰中的未燃碳含量进行测量，有助于锅炉燃烧进行优化调整。

灼烧失重法一直是测量飞灰含碳量的标准方法。

该方法基于中国电力工业标准《火电厂燃料试验方法》[3]，在马弗炉中加热以重量损失来确定飞灰含碳量。

许多标准规范都认为LOI法能够较好地代表飞灰含碳量，所以，在飞灰回收利用需要限制含碳量时常常会规定LOI不超过某个值。

例如，飞灰可以被用作混凝土中的一种添加物，在标准《砂浆和混凝土用硅灰》中规定燃煤飞灰在混凝土使用时LOI的最大值不超过4%[4]。

锅炉飞灰含碳量偏高的运行分析与控制发布时间：2021-09-01T01:52:46.598Z 来源：《中国电业》2021年13期作者：孟祥超[导读] 从锅炉效率考虑，机械不完全燃烧热损失和排烟损失是其中两个主要的热损失孟祥超大唐七台河发电有限责任公司黑龙江七台河 154600摘要：从锅炉效率考虑，机械不完全燃烧热损失和排烟损失是其中两个主要的热损失，排烟损失的降低是受限制的，降低过多会造成尾部受热面的低温腐蚀。

所以降低机械不完全燃烧损失是节能降耗的突破口，而降低飞灰含碳量是其中重要的方面，锅炉飞灰含碳量每下降1%，锅炉效率上升0.8%，供电煤耗下降3g/kwh，按全年40 亿千瓦时电量计算，至少可增效95万元。

飞灰含碳量是反映电站锅炉燃烧效率和粉煤灰质量的重要指标，飞灰含碳量的高低关系到粉煤灰的价格，直接影响电厂的综合效益。

关键词：飞灰；含碳量；运行1、设备概述大唐七台河发电有限责任公司一期工程2×350MW机组锅炉是哈尔滨锅炉有限责任公司制造的。

该锅炉为自然循环汽包锅炉，型号为HG—1170/17.4—YM1，采用平衡通风、固态排渣方式，最大连续蒸发量是1170 t/h。

燃烧器为摆动式四角布置，切向燃烧。

二次风采用大风箱结构，由隔板将其分割成若干风室，一次风喷嘴可上、下摆动各20度，二次风喷嘴可上、下各摆动30度。

主燃区域燃烧器中心标高和假想切圆直径不变，一次风燃烧器重新设计更改为对置丘体水平浓淡分离燃烧器。

周界风喷嘴面积重新核算，风率控制在8%-9%。

2、锅炉飞灰含碳量高的原因分析（1）煤粉在锅炉内燃烧基本分为4 个阶段：加热干燥、挥发分析出着火、燃烧、燃尽。

其中最重要的是着火和燃尽阶段，要使燃烧完全，首先要保证迅速而稳定的着火。

只有实现了迅速而稳定的着火，燃烧和燃尽才能迅速进行，在煤粉的着火阶段，其周围被一次风包围，具有足够氧气，煤粉气流温度较低，这个阶段的关键是迅速将煤粉加热到其着火稳温度。