常用飞灰含碳量检测技术比较

常用飞灰含碳量检测技术比较

目前国内飞灰含碳量在线检测装置有微波检测法和灼烧失重法。

一、微波检测法又分为：微波衰减（吸收）法和微波谐振法。

1.1微波衰减（吸收）法测碳原理——检测信号功率（强度）变化（我厂一期4*125MW 采用的产品）

1.1.1 电磁波在传输过程中，不论遇到何种电介质都要产生能量的损耗。即任何介质对电磁波都有吸收的特性，只是物质的介电常数、介质损耗、传输特性不同对电磁波的吸收强弱不同。这是电磁波的一种公认特性。

因为飞灰可燃物主要成分是碳及碳的介电常数，微波测试单元就用固定频率发射能量衡定的微波信号，飞灰中可燃物的含量越高，吸收微波能量的作用就越强。所以，这种检测方法对煤种变化影响不大。

1.1.2系统工作过程——系统采用无动力飞灰取样器，自动将烟道中的灰样收集到微波测试装置的测量管中，由灰位控制器自动判别收集灰位的高度。当收集到足够的灰样时，系统对飞灰含碳量进行微波谐振测量。已分析完的灰样受智能飞灰控制装置指令，打开电磁阀接入压缩空气吹扫，根据程序设定或手动设置，飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。系统就是如此循环往复的工作。

系统对飞灰含碳量进行微波测量分析后，受智能飞灰控制装置指令，打开吹扫电磁阀接入压缩空气吹扫，（根据程序设定或手动设置）飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。

1.1.3 主要特点

采用多点无动力等速取样装置，（取样不需要电、气等能源）自抽力强劲，取样速度快，灰样反吹回烟道，不堵灰。

灰路系统全封闭，无接触检测，结构简单。

整套装置没有电机、齿轮及其他任何机械转动部件，操作维护简单、方便。

检测结果数据准确、可靠。

装置防磨损、防腐，寿命较长。

1.2微波谐振法——检测微波频率变化（我厂2*300MW采用的产品）

由于不同物质的频率特性不同，而飞灰中物质组成复杂，特别是煤种变化时主要是矿物质变化，所以，这种方法在煤种变化时不能检测飞灰含碳量变化。

二、灼烧失重法

2.1 原理：

该产品采用的是灼烧法失重法测量技术，也就是电厂化验室采用的测量技术，它基于中国电力工业标准《飞灰和炉渣可然物测定方法》及《煤的工业分析方法》中的相关方法，当含有未燃尽碳的灰样在规定的高温下经灼烧后，由于灰样中残留的碳被燃尽后使灰样的质量出现了损失，利用灰样的烧失量作为依据计算出灰样中的含碳量。

含碳量的质量（%）= [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—灼烧后灰样加坩埚的质量（g）] / [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—收灰前坩埚的质量（g）]

2.2工作过程：

系统采用多点无动力自抽式取样单元，自动地将烟道中的灰样收集到测量单元的坩埚中。再由测量单元内部的执行机构将装有灰样的坩埚送入灼烧装置进行高温灼烧，灼烧结束后由系统对收灰前、收灰后及灼烧后所称得的重量信号进行计算，获得飞灰的含碳量并在控制单元的显示屏上进行显示。灼烧后的灰样通过系统的排灰装置排放回烟道中去，然后进行下一次飞灰的取样和含碳量测量的流程

2.3 采用失重法测量技术。理论上该产品能保证测量结果的准确性，而且测量结果与煤种无关，不受煤种变化的影响。但该装置安装在现场，采用等速取样器采样，灰样进入坩埚，高精度天平称重，微波炉加热，高精度天平再称重，粉碎灰饼，吸回烟道。

2.4实际现场应用尚存在一些问题：

2.4.1取样问题：

该装置的无动力取样装置结构、尺寸、吸力较小，取样速度慢，所以取样时间长，灰样冷却较快，容易堵灰；

2.4.2微波炉加热问题：

2.4.2.1不能达到实验室加热温度；（电力工业标准《飞灰和炉渣可然物测定方法》中应在

810±10℃下，慢灰要1小时，快灰要30分钟。）

2.4.2.2由于微波加热特性制约，和坩埚盛灰的最低要求制约，灰样厚度超出范围，灼烧

只能烧坩埚内的灰样外表面，而内部为原灰样（即：夹心）。将坩埚内灰样研碎即看见）

2.4.2.3不能按《规程》先烘干水分，在灼烧测挥发份；所以失重变化数据中有水分变化

因素。（因受烟道中温差变化因素，飞灰有时会出现结露现象）

2.4.2.4 灼烧温度、时间都不能达到要求，所以灰样无法烧透（夹心）。

2.4.3 称重问题:

2.4.3 .1天平安装在现场测量柜中进行实时称重，而现场在锅炉运行时是不停地振动，因此天平也一直振动，不可能处于静止状态，所以无法保证正常测量精度。

2.4.4机械问题

由于该装置的正常工作必须将灰样不断转移水平工位和垂直工位，所以有非常复杂的机械装置和电机、齿冷等转动部件、同时又4只坩埚（易碎)，使用中经常出现坩埚破碎、机

械故障、电机故障及坩埚工位错误等各种机械故障，且一般维护人员也较难故障。由于设备故障会涉及到复杂的机械装置、电气电子装置、气路、灰路系统，即使专人维护，也难以解决错综复杂的问题。

2.4.5 时间滞后问题：

装置取样速度慢，并需要机械运转、称重、灼烧，使得检测周期时间长。

所以，灼烧失重式飞灰在线检测装置在现场使用中检测滞后时间长、灰样不能烧透、称重不准确、堵灰、机械故障率高，维护要求高、难维护时通病。