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煤粉速度浓度在线监测系统技术方案编制：审核：南京中宇自动化有限公司2013年8月目录1 概述 (3)2 必要性和可行性 (3)3 工作的详细内容： (4)4 改造方案 (4)4.1系统功能： (4)4.2系统特点 (5)4.3系统原理 (5)4.4整体检测系统构成 (8)5 预期效果 (9)6 安全措施 (9)7 组织措施 (10)8 施工场地布置 (10)9 工期进度： (10)附：设备清单： (11)1 概述锅炉是火力发电厂三大主要设备之一，它安全高效的运行对整个电厂的运行关系重大。
要实现锅炉的优化燃烧，调整锅炉的燃烧工况，就必须有准确可靠的监测手段。
PCM（煤粉浓度速度在线监测系统）采用电荷感应技术和数字信号处理技术，实现了各种炉型上的一次风管道内煤粉浓度和风速的实时在线测量。
为锅炉优化燃烧和安全运行提供了可靠的依据。
2 必要性和可行性众所周知，电站锅炉燃烧过程中的一次风速和风量，每个燃烧器的煤粉流量及风煤粉之间的比例，直接影响着锅炉的燃烧工况和锅炉的燃烧效率，我们关注： 在燃烧过程中某只煤粉管粉量过多，管道阻力增大，风量减少则会发生煤粉沉积，甚至堵管、断粉危及安全运行和导致灭火。
煤粉偏多（煤粉浓度过高）过高时，燃烧器附近形成不足的还原性气氛区，使灰的熔化温度降低，从而引起局部结渣。
故需要检测浓度和速度的手段，这是锅炉实现优化燃烧和实现低NOx燃烧的首要条件。
煤粉流速：根据国外文献报道，煤粉空气混合物在锅炉燃烧器出口速度的大小，除影响飞灰中含碳量外，还可成倍影响烟气中一氧化碳(C0)及氮氧化合物(NOx)的浓度，这些气体存在对炉内的高温腐蚀及过热器、省煤器的穿孔腐蚀以及环境污染有很大关系。
综合以上分析，为了优化燃烧，避免燃烧器的烧损、避免水冷壁或其他区域结焦、避免热负荷不均造成的爆管、避免还原性气氛下局部高温腐蚀、帮助运行人员了解各根煤粉管道煤粉流的状态，在发生堵粉时使运行人员准确定位，减少事故的风险，就必须有准确可靠的检测手段。
火力发电厂典型风粉在线测量装置的应用分析发布时间：2022-09-26T03:12:02.793Z 来源：《当代电力文化》2022年10期作者：卢伟顾慧卉[导读] 为提供更为准确的风粉流速、风粉浓度数据用于锅炉燃烧优化控制系统卢伟，顾慧卉山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013摘要：为提供更为准确的风粉流速、风粉浓度数据用于锅炉燃烧优化控制系统，越来越多的火力发电厂开始采用风粉在线测量装置用于相关数据的获取。
本文介绍了火力发电厂常用的典型风粉在线测量装置，分别对测量原理及应用当中的优点、缺点进行对比分析及总结，为实际应用中的风粉在线测量装置的选用提供参考。
1 前言随着国家“3060”战略的提出，以及我国能源结构的调整，火电机组在全国电力设备的装机容量中所占比例将逐渐减小，新能源装机比例的逐年上升。
新能源，如风电、太阳能随机波动性较强，从而会影响电网的稳定运行，因此需要提升火电机组的灵活性，实现电网对新能源的吸纳能力。
火电机组的灵活性要求机组能够以更快的速率、更大的范围进行负荷调节，以更高的精度实现负荷跟踪。
这就需要锅炉燃烧系统能够通过风煤指令对入炉的风量、煤量做出及时准确的控制调整，对锅炉燃烧控制系统优化提出了更高的要求。
实现该要求的前提就是能够对一次风风量、煤粉浓度的进行准确测控。
因此在这样的大背景下，对锅炉一次风风量、煤粉浓度的测量手段进行研究非常必要。
目前，电厂常用的风粉在线测量装置原理主要包括：差压法、微波法、静电荷法。
2 基于差压原理的风粉在线测量装置差压法也称靠背法，取样系统安装在管道上，其探头插入管内，当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在迎面管内压力称为"全压"，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内"静压"，全压和静压之差称为差压，其大小与管内风速（量）有关，风速（量）越大，差压越大；风速（量）小，差压也小。
风速的测量采用靠背式风速测量装置安装在风管内来完成，靠背式风速测量装置测得的全压和静压由引压管引至差压变送器，变送器输出差压信号至DCS 系统。
电站锅炉一二次风风速在线监测系统的研制赵永刚岳建华石维柱王振山文摘目前，国产机组的燃烧监测手段落后，作为设计和指导锅炉燃烧调整的重要参数——锅炉一、二次风喷口风速，一直没有能实现实时、准确的测量，电站锅炉的燃烧调整缺乏科学的手段，直接影响着锅炉的安全经济运行。
为此对该问题的现状进行技术分析，通过介绍锅炉一、二次风风速在线监测系统的研制，提出了解决该问题的有效途径。
关键词锅炉一次风二次风监测Development on On-line Monitoring System for Primary andSecondary Air Speed of Boiler in Power Plants锅炉燃烧工况的好坏在很大程度上影响着电厂运行的洁净、安全和经济性。
由于锅炉设备庞大、煤粉燃烧工况极为复杂的特性，决定了燃烧过程以及与之有关的过程控制和测量的难度，需要准确地测量影响燃烧工况的主要参数，进而有目的、有计划地控制、调整燃烧，实现锅炉最佳的运行方式。
目前，国内采用四角布置切圆燃烧方式的电站锅炉是极为普遍的。
对于四角布置的直流燃烧器来说，燃烧调整的目的是寻找最佳的燃烧方式，建立起炉内良好的空气动力工况。
其中，关键的调整项目是使四角配风均匀合理。
这对于携带煤粉的一次风有着较为严格的要求，在动能、刚性方面，二次风比一次风有着更高的要求。
因而，必须实现对各一、二次风喷口风速的准确测量，这是问题的关键。
从设计、制造锅炉的角度出发，燃烧系统中燃烧器出口风速是燃烧器设计的主要参数，也是指导运行的重要依据。
但是，由于目前锅炉烟风系统结构设计及动压测量装置自身测量条件要求的限制等原因，使得锅炉燃烧系统的喷口风速，至今尚难以准确测量。
多年来，司炉进行的锅炉燃烧调整一直停留在依靠观测风道静压、风门开度和肉眼看火等传统、落后的监测手段上。
司炉无法直接、准确地监测到锅炉一、二次风的喷口风速，无法有效地监测和调整炉膛内的实际燃烧工况。
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 221【关键词】一次风速 燃煤锅炉 互相关函数法 在线监测 燃烧优化目前，我国电厂的发电方式主要是以燃煤为主的火力发电方式，然而随着国家经济的快速发展，一方面，人们对于电力的需求量在不断增加；另一方面，国家对于节能减排的要求越来越高，对火力发电也提出了更高的要求。
电厂机组粉管内的一次风速是电厂锅炉稳定和经济运行的重要参数，合理而均衡的煤粉浓度和一次风速对于电厂机组的正常运行具有重要意义。
锅炉的系统结构、运行参数的庞大和复杂，运行环境恶劣，锅炉燃烧工况的好坏在很大程度上决定着锅炉设备和整个发电厂运行的经济、安全性以及NOx 生成量。
因此，设计并开发一次风速的在线测量仪器实现燃烧工况在线监测，为燃烧过程的优化运行提供操作指导，对于，提高锅炉燃烧效率，降低生产成本，减少氮氧化物、SO 2等污染物的排放有十分重要的作用。
1 研究现状电站锅炉燃烧系统中,一次风风管属于中小管径、高流速、气固两相混合、测量所需直管段较短的风道，测量方式都是基于传统常规动压测量装置的基础进行测量，主要包括以下几种方式：1.1 静压测量方法根据安装在每个燃烧器一次风管及风箱基于互相关函数法的一次风速在线测量系统的研究与开发文/王传生 古朝平 韩建彬 李少芝上的静压测点指示调平各层风速，即假设在位置势能不变，全压相等的前提条件下，动压等于全压减去静压,只要通过测量静压就能得出动压。
此方法的优点是系统简单、直观。
但是其缺点是由于风道系统结构上的差异，无法实现与设计风速值的定量比对，只知道风速相等，但无法知道风速的具体大小。
1.2 皮托管速度测量方法此方法利用皮托管迎向流体的端口测量流体全压，皮托管垂直于流体流动方向的端口用来测量流体静压，从而能得到气体在流动过程中产生的压差，然后根据连续方程、能量守恒方程式和气体状态方程得出管道中流体的流速。
电厂锅炉一次风煤粉浓度测量系统研究的开题报告一、选题背景电厂锅炉是现代工业生产的重要设备，其热能转换过程中需要大量煤粉和燃气等燃料。
为了保证锅炉燃烧效率和安全性，需要对燃料进行精确控制，其中燃料浓度的控制是一个极为关键的环节。
由于燃料浓度的不合理控制会导致燃烧不充分、燃烧不稳定、二氧化碳排放过高等问题，因此需要研发测量燃料浓度的方法和系统。
二、研究意义目前，电厂锅炉的一次风煤粉浓度测量主要采用激光散射测量、红外吸收测量和光谱分析等方法。
这些方法虽然可行，但仍存在一定的不足，如测量精度不够高、仪器体积较大等。
因此，本研究旨在通过研究和实验，提出一种新的一次风煤粉浓度测量系统，以提高测量精度、降低成本、缩小仪器体积等目的。
三、研究内容本研究的主要研究内容包括以下几个方面：1.对现有一次风煤粉浓度测量方法和系统进行调研和分析，总结其优缺点和不足之处。
2.设计和建立一种基于传感器和微处理器的一次风煤粉浓度测量系统原型，实现浓度测量和数据采集等功能。
3.通过对实际锅炉运行过程中的煤粉浓度进行观测和测量，比较测试数据和实际控制数据之间的差异，评估系统的测量精度和可靠性。
4.通过对系统原型的优化和改进，完善系统性能和提高测量精度。
四、研究方法本研究将采用实验室模拟和实际锅炉煤粉浓度观测两种方法进行研究。
在实验室模拟中，将采用不同煤粉浓度的标准气体和微量气体分析仪，对系统原型的测量精度和响应速度等进行测试；在实际锅炉观测中，将采用传感器、数据采集器和计算机等设备，对锅炉的煤粉浓度进行实时监测和记录，利用实际数据来评估系统的性能和可靠性，并进行系统的优化和改进。
五、预期成果本研究计划设计并建立一个基于传感器和微处理器的电厂锅炉一次风煤粉浓度测量系统原型，并对系统进行实验室模拟和实际锅炉观测两种测试和验证，最终得到具有较高测量精度、速度和稳定性的测量系统。
同时，本研究还将反思和总结现有测量方法和技术的优劣及不足之处，并提出新的完善和改进方案，为电厂锅炉煤粉浓度测量和控制提供一定的理论和实践支持。
新型一次风粉在线监测装置与风粉调平技术研究摘要：一次风粉的流速、浓度的精细控制及均匀分配是优化锅炉燃烧实现提效和减排的首要条件，对锅炉的安全、经济和环保运行有着十分重要的意义。
但是热态条件下因缺乏精确的测量和调整手段，燃烧失衡问题一直存在。
本文通过对新型一次风粉在线装置与调平技术的研究，提出测量和调整的手段。
关键词：风粉；燃烧；优化火力发电机组一次风粉的流速、浓度的精细控制及均匀分配在电厂应用有限，致使风粉的相关调整简约、集约，很大程度上制约了锅炉燃烧优化及调整效果的提升。
一次风粉流速、浓度的精细控制是优化锅炉燃烧实现提效和减排的首要条件。
探索应用新型高精度和高可靠性的一次风粉在线监测技术和调整技术，通过在线燃烧优化控制技术实现锅炉的均衡高效燃烧，降低NOx污染物的生成，大幅提高电厂系统自动化水平，降低对运行人员经验和水平的制约，相对于粗放型的燃烧控制可很大程度上提高锅炉的平均热效率，对于实现机组的安全、经济、高效和环保运行具有十分重要的意义。
1.1 一次风粉测量技术现状对一次风粉混合参数性能的调整前提是精确的测量。
由于一次风粉混合物为典型的气固两相流，其测量始终是一项国际性难题。
目前在我国应用的测量手段，主要有插入式差压风速测量装置、交流电荷法插入式测量装置、微波法与超声波法测量装置，从效果上均不能满足用户的根本需求。
2.1 新型一次风粉在线监测装置新型测量传感器采用静电感应原理并结合空间滤波技术，为全截面环状（或弧形）非介入式结构，实现对煤粉流速、浓度的实时测量，测量精度高，误差可控制在±3%以内。
非接触式全截面监测装置是基于静电感应原理，静电电极在装置中属于被动式传感器，被测流体中不会被新附加任何形式的能量。
由于固体颗粒与一次风之间的摩擦，颗粒之间的相互碰撞以及颗粒与管道壁之间的撞击，气力输送管道内的煤粉会携带一定数量的静电电荷。
当运动颗粒经过与管道和流体隔离的感应电极时，由于运动颗粒所造成的静电场的波动，一定数量的感应电荷将出现在电极的内表面，通过特殊设计的电路可以检测出感应电荷的强度。
