12Cr1MoV晶粒度等级与激光诱导击穿光谱特性的关联性研究

为了将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用到受热面金属材料特性的研究,选择不同晶粒度等级(7级、6级、5级和4级)的12Cr1MoV合金钢为对象,研究不同实验条件下(不同激光能量和光斑直径),12Cr1MoV晶粒度等级与激光诱导击穿光谱特性的关联性。研究结果表明,当光斑直径为206μm时,在不同能量条件下,不管是基体元素Fe还是合金元素Cr的谱线强度,均与样品的晶粒度等级之间存在较好的关联性。分析Fe离子线与原子线比值时发现,当采用100.6mJ激光能量、206μm光斑直径时得到的拟合度达到0.987,优于直接根据谱线强度得到的拟合效果。     

TDLAS直接吸收法和波长调制法在线测量CO2的比较

据统计,2015年我国消耗了39.65亿吨煤炭,而其中发电及热力供应占据了煤炭消耗总量的46.38%。发电及热力供应行业排放的CO2占据了我国温室气体排放量的很大比例,因此对于燃煤电厂CO2气体排放的实时监测是非常重要的。利用测量精度高、响应迅速、非接触测量的可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术对CO2浓度检测。选用了中心波长在1 580 nm的分布式反馈激光器作为光源,参考电厂尾部烟气CO2浓度配置实验气体,分别使用直接吸收和波长调制方法对CO2浓度进行反演。对比研究结果表明,直接吸收和波长调制法重复测量的相对标准偏差分别为0.94%和0.22%,最大相对误差分别为2.64%和1.65%,检测限分别为0.013 6%和0.001 4%。波长调制法比直接吸收法在测量性能指标上更具优势,但由于波长调制法在现场应用时受定标方式的影响很大,且谐波线宽会受到压力、温度等参数变化的干扰,而直接吸收法无需标定,且测量精度足以满足电厂CO2在线监测的需求。因此在电厂锅炉烟气等高浓度CO2的测量中,直接吸收法是更好的选择。     

激光诱导击穿光谱技术应用于煤质分析的研究综述

实时掌握入炉煤的煤种特性,有利于燃煤发电机组的安全经济运行,但由于煤质在线分析技术的缺乏,一定程度地制约了火力发电燃烧优化技术的实质性发展,激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectros-copy,LIBS)技术作为一项潜在的在线分析技术被引入煤质在线分析领域。为此,分别从基础实验研究、定量分析方法研究和工业应用研究3个方面综述了国内外关于LIBS技术在煤质分析方面的研究现状,探讨了其中需要解决的关键问题。在LIBS技术现有发展的基础上,需要重点解决LIBS检测煤质所需的定量分析模型的精确度和煤种适应性、分析装置良好的现场适应性和长期运行的可靠性等问题。     

Improved Measurement Performance of Inorganic Elements in Coal by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Coupled with Internal Standardization

Laser-induced breakdown spectroscopy was employed to determine the inorganic elements in coal. To improve the measurement’s accuracy and precision, a new internal stan?dardization scheme, which we named changed internal standardization, was compared with the traditional internal standardization and no internal standardization for the analysis of inorganic el?ements. The new internal standardization scheme used the atomic line of carbon at 247.86 nm and the molecular band of CN at 388.34 nm and C2 at 516.32 nm to normalize the lines of inorganic elements that were distributed in the same spectral channel. The performance of the utilization of the new internal standardization scheme was evaluated using a set of coal samples, including twenty calibration samples and five validation samples. The results show that the coefficients of determination R2 and the slope of calibration models coupled with changed internal standard?ization are better than that of the calibration models coupled with fixed internal standardization and no internal standardization. Moreover, the measurement accuracy and reproducibility of changed internal standardization for the analysis of five validation samples also yielded further improvement. The results that we obtained suggest that changed internal standardization could compensate for the matrix effects, as well as the influence of the difference in the spectral response of the light collection system.     

双碳背景下火电企业碳计量分析与建议

随着国家“碳达峰、碳中和”目标提出,火电企业成为双碳目标的先行者和主力军并率先进入全国碳交易市场。控排企业碳排放报告由企业依据质量控制计划统计历史年度数据得到,经第三方核查机构核查并形成最终结果,碳排放数据质量是关注重点,直接决定碳交易的公正性。随着纳入控排企业数量快速增加以及碳核查工作的深入开展,碳排放核查在政府侧、核查机构侧及企业侧均反映出一些问题,亟需发展碳计量技术手段予以解决。总结分析国内外温室气体核查和连续监测经验,欧美等发达国家发展较早,初步形成了各自的碳计量体系,而我国温室气体排放连续监测技术尚处于试点探索阶段,缺少完整的碳计量体系、标准及政策。为保证碳排放数据质量,提出以核查为主、连续监测为辅的具体方法,建议引入煤质快速分析计量技术,建立煤质数据库系统。开展碳排放监测法律法规政策研究和体系建设,建立对应的技术标准及质保体系,重点攻克温室气体连续监测技术难点,构建温室气体排放数据信息管理平台,并在火力发电行业率先开展碳排放连续监测试点,以推动我国火电企业碳计量体系建设,为全国各行业全面开展碳排放连续监测提供支撑,为统筹有序做好碳达峰碳中和工作,促进经济社会高质量发展提供坚...     

基于LIBS和NIRS信号同步采集和融合的入炉煤发热量测量研究

快速准确地对入炉煤发热量进行检测是指导电厂经济安全运行的关键,然而煤炭成分复杂,其发热量与元素组成和分子结构都有一定的相关性,单一分析技术快速准确测量入炉煤发热量比较困难。基于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术和近红外光谱（NIRS）技术,提出联用2种技术检测入炉煤发热量的方法。同步采集输送带上煤炭的LIBS和NIRS光谱信号,进行光谱数据预处理后融合2种光谱信息,并结合偏最小二乘（PLS）建模方法定量分析煤炭发热量。将该方法用于搭建煤样测量系统,得出煤样发热量定标集的决定系数为0.98,预测集均方根误差为0.37 MJ/kg,平均绝对误差为0.26 MJ/kg,平均相对误差为1.09%。表明所提出的在输送带上LIBS和NIRS信号同步采集方法可快速准确测量入炉煤发热量。     

基于影响因子的SCR脱硝系统喷氨量优化模拟

为提高某660MW机组选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统出口NOx浓度分布均匀性,基于性能试验的实测烟气数据作为模拟入口边界条件,对烟气的湍流流动、多组分扩散和化学反应进行CFD数值计算.模拟分析了100％、75％和50％这3个典型工况下的烟气流场规律,得到5个...     

基于综合性能评价的SCR静态混合器优化研究

为综合考量选择性催化还原(SCR)系统静态混合器的混合效果和对系统造成的阻力损失,提出了一种结合流场均匀性和阻力特性的综合性能评价指标——无量纲混合效率η。结合现场需求,采用数值模拟方法,以圆形、花瓣形和SMV混合器为例对系统的综合性能进行评估。结果表明：圆形混合器、SMV混合器、花瓣形混合器的η分别为16.18%、22.50%和26.88%,其中花瓣形混合器综合性能最佳;在顺序排列、同向布局、覆盖率为37%的条件下,花瓣形混合器的综合性能达到最佳,其无量纲混合效率η为28.60%,较优化之前提高6.40%。