静电传感技术在燃煤电站煤粉测量中的应用

燃煤电站制粉系统各燃烧器实现煤粉流量均衡分配以及风粉最佳配比,对于锅炉的安全、稳定与经济运行具有重要意义.介绍了近些年来发展起来的静电传感技术的基本测量原理、传感器探头结构及静电传感技术在煤粉浓度、速度、流量和煤粉均衡控制中的应用,最后对静电传感技术的应用前景和发展趋势做了展望.     

螺旋极片ECT传感器灵敏场分析

电容层析成像系统(ECT)中,灵敏场分布作为反演计算的先验数据,对测量结果影响相当大,均匀的灵敏场能有效地提高浓度测量的准确性。直极片ECT传感器灵敏场不均匀程度较明显,靠近极片处介质对相应的极片对电容的贡献份额较大,而在靠近管道中心位置,对各极片对的贡献份额均较小。因此在实际测量中,对管道中心浓相分布和近管壁处环状稀相分布较难以区分。针对其在实际浓度测量中存在较大误差这一弱点,本文使用电磁场仿真软件Ansoft对螺旋极片ECT传感器进行三维有限元仿真研究。结果表明:螺旋极片ECT传感器这一理论模型,具有更为均匀的灵敏场。这一结论对提高ECT传感器的测量质量具有重大意义。     

静电传感器空间灵敏度特性研究

对应用于气-固两相流参数检测的静电传感器的空间灵敏度分布特性进行了研究。建立了静电传感器的数学模型,并应用大型有限元分析软件ANSYS对不同的传感器结构尺寸内的静电场分布进行了数值分析,进而获得了静电传感器空间灵敏场分布。结果表明：静电传感器的灵敏场分布不均匀,在不同的轴向和径向位置灵敏度不同,壁面附近灵敏度较高,轴线处较低;轴向长度越长,灵敏度越高,灵敏场相对越均匀;由于边缘效应,静电传感器的灵敏空间略大于其几何结构所确定的空间。     

差分吸收光谱技术在线监测污染气体浓度的温度补偿

差分吸收光谱技术应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气温度对SO2、氮氧化物等污染气体在紫外可见光谱段的差分吸收特性影响较大,为准确测量污染气体浓度,必须对温度的影响进行修正.文中提出了一种新的温度补偿方法,将20 ℃时烟气中污染气体的分子数密度与其他温度下污染气体的分子数密度之比与温度的对应关系拟合出温度补偿函数,利用该补偿函数分别对差分吸收截面、吸收度以及浓度反演结果3个参数进行补偿,结果表明:不论对哪一个参数进行补偿,都可以显著提高气体浓度的反演精度.     

图像处理技术在全炉膛火焰监测中的应用

电站锅炉炉膛安全监控是整个电站安全高效运行的关键。在我国电力工业中，燃煤火电机组占绝对优势。由于煤质、煤种和煤的特性经常变动，参数整定困难，另外设备质量和管理水平也存在较多问题。因此锅炉系统的运行安全性显得特别重要。该文根据数字图像处理技术提出了“全炉膛灭火”加“全炉膛火焰图像证实”的共同判别来确认炉内熄火，并描述了全炉膛火焰监测与图像处理系统。在国产２００ＭＷ机组锅炉上进行了工业性试验。取得了讼     

电容层析成像在高压浓相煤粉气力输送中的应用

Electrical capacitance tomography (ECT) was applied to dense-phase pneumatic conveying of pulverized coal, including the visualization of gas-solid flows in a horizontal pipeline.The pressure of experimental setup was up to 4.0 MPa, the solid-gas ratio was up to 11.73 kg·kg-1, and the diameter of conveying pipeline was 10 mm.The pipeline thickness of 8-electrode ECT system was 5 mm.An improved AC-based capacitance measuring circuit was developed.Single channel capacitance measuring circuit was adopted to si...     

基于卡尔曼滤波的烟气NOx浓度融合测量方法

烟气中NO_x浓度的快速准确测量对提高燃煤电厂脱硝系统效率、降低氮氧化物排放具有十分重要作用。针对目前燃煤电厂烟气连续监测系统（Continuous emission monitoring systems,CEMS） NO_x浓度测量存在较大滞后和采样管路吹扫过程中无法进行有效测量等问题,结合CEMS测量和软测量技术各自的特点,提出基于卡尔曼滤波与数据融合技术的NO_x浓度测量方法。阐述了基于卡尔曼滤波的烟气NO_x浓度融合测量方法的原理和特点,并利用燃煤电厂的历史数据对该方法进行了验证。结果表明：通过合理地选择融合测量参数,基于卡尔曼滤波的数据融合测量方法能有效克服CEMS测量滞后问题,并具有较快的测量响应速度和较高的测量精度。当CEMS测量失效时,融合测量依然能够根据软测量值对NO_x浓度进行估计,提高了NO_x浓度测量系统的可靠性。     

稠密气固两相流静电与压力信号多尺度分析

粉体气力输送过程,由于颗粒之间及颗粒与管道之间碰撞、摩擦、分离,导致颗粒携带大量电荷。粉体颗粒荷电含有丰富的气固两相流动信息。在加压密相气力输送实验装置上,研究了静电信号和压力信号在表征气固两相流流动特性上的异同。利用Hilbert-Huang变换(HHT)对静电信号和压力信号进行了多尺度分解,并分别对分解的细节信号进行了R/S分析和能量计算。结果表明:静电信号主要表征气相与单颗粒及颗粒与颗粒之间相互作用的微尺度特性,而压力信号表征气相与固相整体之间相互作用的宏尺度特性。将静电信号和差压信号2种信息源结合,有助于认识高压气固两相流复杂的流动形态及其转变规律,可深层次揭示密相气固两相系统的动力学行为。     

阵列式静电传感器灵敏场分布特性

粉体的气体输送过程中,颗粒的荷电包含了粉体速度、浓度及颗粒尺寸等大量信息,阵列式静电传感器是获取这些信息的重要手段,但由于静电传感器灵敏场的非均匀性,流型变化会给测量造成较大的误差。该文基于点电荷思想建立了阵列式静电传感器的三维静电场数学模型,并应用有限元法系统地分析了阵列式静电传感器的结构参数(包括电极的长宽尺寸、屏蔽罩的长度和半径,绝缘管道的厚度等)对传感器灵敏场分布特性的影响。最后结合理论分析和实验,证实了模拟结果的准确性,从而为实现阵列式静电传感器的优化设计提供了理论依据。     

静电传感器灵敏场有限元仿真研究

静电传感器灵敏场分布不均匀，致使传感器的输出受流型影响，导致较大的测量误差。本文基于点电荷思想建立了圆环状静电传感器的三维静电场数学模型，并应用有限元法进行了数值求解。系统地分析了圆环状静电传感器结构参数（电极的长度、绝缘管段的厚度、屏蔽罩的长度以及半径等），材料特性以及场域介质分布对静电传感器灵敏场分布特性的影响。旨在为实现静电传感器灵敏场的均匀分布和结构优化提供理论依据。