基于阵列式静电感应技术的新型锅炉风粉在线测量技术及应用
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摘 要 准确的测量和监测煤粉的流速和浓度，对于实现锅炉风粉的在线调平、提高锅炉运行的经济性、安全性具有重要的意义和价值。本文首先对国内外煤粉在线监测技术最新进展和国内外应用现状进行了概述，重点对比了阵列式静电、微波及超声波的测量技术。然后介绍了目前国际上最先进、最成熟的基于阵列式静电传感技术的煤粉流速浓度在线监测技术。最后，结合这种新型煤粉监测技术在国内外火力发电厂的应用实例，给出了大型火电机组在典型运行状态下的监测结果。
【关键词】静电感应技术 在线测量技术 应用
1 引言
煤粉在气力输送管道内的输送速度、浓度以及各粉管间的均衡分配对火力发电厂的安全生产和节能减排具有首要的关键作用。首先，以适当的速度输送煤粉不但可以达到最佳输送效率，还可以避免速度过高导致不必要的能源消耗和管道磨损，或者速度过低时一部分煤粉颗粒沉积在管道的底部造成堵塞管道导致严重的管道爆炸事故。其次，通过测量各个粉管中煤粉的浓度信息可以实现煤粉的均衡分配，保证锅炉燃烧指标与设计值相符，避免火焰强度的不稳定、低效率燃烧以及其他安全问题。此外，可以通过综合考虑煤粉速度和浓度来调配各次风和煤粉的配比来保证煤粉燃烧的稳定度，并最终实现更高的燃烧效率和减少温室气体排放。因此，开发一种可以在工业环境下对煤粉进行准确可靠长期在线监测的系统具有非常重要的环保和经济意义。
2 风粉测量技术现状及分析
电厂气力输送管道中的一次风粉流属于稀相气固两相流的范畴，由于其动力学特征异常复杂，相应的精确测量技术被公认为十分具有挑战性的科研领域[2]。现有的气固两相流检测技术主要包括光学、数字成像、热传导、电容、超声、静电、放射以及各类电磁波技术等。
光学式传感器在实验室条件下对稀相流体参数的测量精度可达0.5%。但是，光学传感器容易受到观测窗口错位和光学元件污染的影响，并导致得到错误的测量结果。数字成像技术从测量原理上可以测量煤粉流动参数的绝对值，但是却很难实现对整个管道截面的测量，而且煤粉会吸附在观测窗口而造成窗口起雾问题。热传导技术通过测量流体温度的变化推算固体的质量流量，由于热传导的效率的问题，此类技术更适用于...
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