2017 电力设备管理智能化研讨会 - 556 - 微波测量技术在飞灰含碳 测量装置中的应用 山西京能吕临发电有限公司, 张趁祥、乔军朋、武建荣 摘 要: 锅炉飞灰含碳率是燃煤炉的主要运行经济技术指标之一,是指导锅炉燃烧、 评价燃烧优劣的依据,也是开展劳 动竞赛计算锅炉效率不可少的原始数据。微波测量技术在飞灰含碳装置中的应用，提高了飞灰含碳率的测量精度，有效 保证了锅炉燃烧的经济性和稳定性。 关键词：飞灰含碳率；飞灰含碳装置；微波技术；微波发射器；微波场 锅炉飞灰含碳量是燃煤锅炉的主要运行经济指 标和技术指标之一，是指导锅炉燃烧控制、评价燃 烧优劣的主要依据，也是发电厂开展小指标竞赛、 计算锅炉效率一项必不可少的原始数据。 目前，飞灰含碳量的测量有许多方法，现今的 飞灰含碳量测量方法主要有:流化床 CO2 测量法、光 学燃烧法、重量燃烧法、红外线测量法、放射法、 微波法，但被国内外同行普遍认同的、可在工程上 推广使用的方法是利用微波的测试法。本工程使用 的飞灰含碳测量装置是在微波测量技术的基础上， 又利用大截面低密度样品含碳量测量分析模型、测 量结果现场标定、散、反射微波及环境干扰、微弱 信号不失真强化等建立的负荷校正数学模型，以及 采用无灰路直接测量方式，彻底解决了锅炉飞灰含 碳量测量的实时性、连续性、代表性、和堵灰等问 题，完成了真正意义上的含碳量实时在线监测。 锅炉内未被燃烧的煤粉在高温条件下转化为石 墨微粒，而石墨是吸收微波的良好材料。在微波电 磁场中，石墨微粒内感生了微波电流，这些微波电 流流过石墨颗粒自身，在其体积电阻上产生焦耳热， 从而把微波电磁场的能量转化成了热能，这就是石 墨微粒吸收微波能量的机理。 显然，飞灰中所含有的碳（石墨微粒）浓度越 高，它吸收微波能量的作用就越强，反之亦然。因 此，我们可由测量飞灰吸收微波能量程度的方法来 精确反应飞灰中的含碳量，这就是微波测碳系统的 物理基础。 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。 通过国内外多种飞灰含碳量在线检测方式进行 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 CO2、 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