火电厂飞灰含碳量在线监测设备现状
D3飞灰含碳量在线监测装置资料
D/3-CTY 交流电荷耦合式飞灰含碳量在线监测装置1、研发背景及现况：锅炉飞灰含碳量在线监测装置作为锅炉燃煤调整及热效率计算的必备设备，其重要性已得到广泛认可；准确测量飞灰含碳量，有利于锅炉经济运行、节能降耗，可提高企业的经济效益，国内几乎所有300MW及以上机组，几乎全部配有该类装置；目前国内有多家公司生产飞灰含碳量在线监测设备，依据测量原理可分为两大类：微波式测量设备与灼烧称重法测量设备。
然而令人遗憾的是，上述产品的实际应用情况并不理想，主要问题有：1）微波法设备：a 无法解决煤质变化对测量结果的影响，需要不断标定；b 无法彻底解决设备堵塞问题；c 无法保证测量精度与测量数据的代表性；d 设备维护量大，正常使用寿命低；根据我们的了解，目前大多数微波法设备都处于瘫痪或半瘫痪状态。
2）灼烧称重法设备：a 现场设备很难实现测量原理要求；b 结构复杂难于维护；c 价格高，需经常维护及更换备件；灼烧称重法是近几年新推出的飞灰含碳量在线监测设备，虽然从原理上看非常完美，但是现场设备却很难保证测量原理的需求，目前国内已安装的机组还没有几家达到设计要求的。
D/3-CTY 电荷感应式飞灰含碳量在线监测装置的研发就是在上述背景下进行的，研发的目标就是为燃煤电厂提供一种能够准确、稳定、有代表性监测飞灰含碳量的免维护设备。
2、D/3-CTY的测量原理：交流电荷耦合原理D/3-CTY锅炉飞灰含碳量在线监测装置采用最新的交流电荷耦合技术与数字信号处理技术，利用不同含碳量被测介质与传感器探头电荷感应波形间的线性关系，通过先进的数字信号处理技术可直接计算出飞灰含碳量数据；无需取样，实现跨越整个被测烟道截面积的绝对测量，测量结果代表性强，数据连续、准确、稳定。
3、产品测量过程概述：1）产品概述：D/3-CTY是为电站锅炉烟气飞灰含碳量实时连续监测而设计的专用设备。
安装在锅炉尾部烟道水平段的底部或侧面，每个烟道安装一个测点，可以独立显示烟道内飞灰含碳量测量数据，并通过4～20mA信号将数据送往DCS系统或专用上位系统。
电厂粉煤灰质量现状分析及效益质量控制建议
电厂粉煤灰质量现状分析及效益质量控制建议根据商品混凝土市场对粉煤灰质量方面的要求，组织对17家燃煤电厂粉煤灰进行质量跟踪检测。
138份样品质量跟踪检测结果表明：合格率接近95%，主要为二、三级灰。
通过分选加工、控制烧失度等措施，可以提高现有资源利用效益和控制产品质量。
标签：粉煤灰；质量；烧失度粉煤灰是燃煤电厂发电的副产品，早期被当作固体废弃物处置，通过多年综合开发利用，如今成为商品混凝土的重要原材料，有质量标准，使之具有了产品的特性。
市场希望电厂的粉煤灰能够像产品一样保证质量，但电厂生产系统原先设计没有考虑控制粉煤灰质量问题，且电厂也缺少这方面相关研究和手段。
这就成为当前粉煤灰综合利用的突出矛盾，解决好这个问题关系到能否有效利用我国年产2亿多吨粉煤灰，对保护环境也至关重要。
电厂近年来为了降低锅炉氮氧化物排放，普遍对燃煤锅炉进行低氮燃烧改造，炉温有所降低，导致市场普遍反映粉煤灰变粗、流动性变差。
另外，因燃煤市场变化，许多电厂燃用煤种复杂化，有时与设计煤种偏离很大，致使燃烧工况变差，粉煤灰质量受影响。
1 电厂粉煤灰质量现状分析为了了解粉煤灰质量状况，寻找控制产品质量的途径，组织对电厂粉煤灰质量进行跟踪检测，对象包括广东省内17家燃煤电厂46台机组，共1523万千瓦装机容量，年产粉煤灰近500万吨。
在3个月质量跟踪期内，按一定时间间隔，从电厂生产现场随机抽取共138份样品，对细度、烧失量、需水比等三项主要且容易发生质量波动的指标进行跟踪检测。
跟踪检测结果基本反映了广东主要燃煤电厂出产的粉煤灰质量状况，通过对相关数据的分析研究，找到了影响质量的主要因素，就控制质量和提高综合利用效益提出意见和建议。
广东省跟踪检测的138份样品中，其合格率接近95%，质量主要属于二、三级灰级别。
有5%的灰因为细度超标达不到等级灰的质量标准，主要集中在某个电厂的两台锅炉。
细度超标的粉煤灰烧失量指标不高，说明煤粉燃烧充分，煤粉细度符合要求。
火电厂在线化学仪表运行现状分析及维护建议贾子英
火电厂在线化学仪表运行现状分析及维护建议贾子英摘要：超（超）临界大容量、高参数火电机组对水汽品质要求较高，水汽品质的准确监测是保证机组安全经济运行的必要手段。
在线化学仪表对比手工取样分析方法，具有实时性好、操控性强、准确度高等优点。
但是，目前国内有很多电厂水汽品质监测合格率较高，但热力设备水汽系统腐蚀、结垢和积盐现象却很严重，给电厂造成了巨大的经济损失。
化学仪表在线测量的准确度不高，水汽品质监控失效无疑是发生该现象的主要原因之一。
因此，提高电厂在线化学仪表的测量准确性和可靠性，对发电厂的安全经济运行具有重要的意义。
关键词：火电厂；化学仪表；运行现状；建议引言水汽系统的化学监督，是确保火电厂机组安全平稳运行的重要方式。
近年来，随着电厂单机参数和容量的不断提升，也对化学监督的及时性、精准性以及水汽品质等均提出更高要求，而在线化学仪表的出现是实现上述目标的重要手段，因此，确保该设备运行效率的稳定提升至关重要。
1火电厂在线化学仪表的运行现状首先，目前，市面上常见的化学仪表设备多种多样，不同参数和性能的产品，其虽具有相同的运行原理，但在电极配套方式、回路设计以及接口设计等方面却不尽相同，由于现阶段尚未健全统一的测量标准，故在具体应用时，受到种种因素的制约，经常会出现测量误差问题，降低测量设备应用时效性。
其次，在线化学仪表在运行和维护的过程中，经常需要多个部门的密切配合，各部门分别负责指定工作。
但从当前实际运行现状来看，由于各部门分工不够明确、专业化水平较低等，严重制约了仪表运行效率的提升，对其应用效果也产生了不利影响。
最后，在线化学仪表的应用原理，即将很多复杂繁琐的化学参数经过一定的转变成为简单物理参数的过程。
整个运行过程中，极易受到其他因素的制约和影响，加之设备的工作量较大，进而直接缩短了化学仪表的使用寿命。
当前，很多火电厂在发展的过程中，受到资金、技术等因素的制约，经常无法对设备进行及时更新，是其性能难以正常发挥，最终导致了测量结果不准确的问题。
火电厂飞灰含碳量高的原因及对策
火电厂飞灰含碳量高的原因及对策发表时间：2019-06-21T09:13:06.553Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：李拓[导读] 摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。
(国电库车发电有限公司新疆阿克苏 842000)摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。
并针对影响因素，提出合理应对方案，为大型电站锅炉飞灰含碳量的控制、锅炉的优化运行提供参考。
关键词：锅炉；飞灰含碳量；煤质；调整；导言随着电力行业改革的深入进行，受新能源发电高速发展影响，如何优化运行、节能降耗，已经成为火力发电企业生产经营的重要工作。
而配煤掺烧则是降低燃料成本的主要手段，由于掺烧煤种与设计煤种煤质有较大差距，因此如何调整燃烧，提高锅炉效率则成了锅炉运行调整的一个重要课题。
对现代大型电站锅炉而言，机械未完全燃烧热损失是影响锅炉效率的重要指标，本文从大型电站锅炉的飞灰含碳量影响因素出发，提出相应的控制方法，达到提高锅炉效率的目的。
1 影响飞灰含碳量的因素1.1 煤质影响(1) 灰分的影响煤中的灰分会降低发热量，妨碍可燃物与氧的接触，使煤着火和燃烧困难，增加燃烧损失。
燃料中灰分增加，会使火焰温度降低，着火推迟，煤粉燃烬度变差，故机械未完全燃烧热损失随之增加。
(2) 挥发分的影响挥发分越高的煤，越容易着火，燃烧也易于完成。
这是因为挥发分是气体可燃物，着火温度低，易于着火。
挥发分多，相对来说煤中难燃的焦炭便少，使煤易于燃烧完全。
大量的挥发分析出，着火燃烧时可以放出大量热量，提高炉内温度，易于煤的燃烬。
另外，挥发分是从煤的内部析出的，析出后使煤具有孔隙性，使煤和空气接触面变大，利于完全燃烧。
(3)水分的影响煤中水分多，燃烧时放出的有效热量便减少，降低炉内温度，甚至会使煤着火困难，从而使灰中残留碳增加。
我国火电厂烟气排放连续监测装置现状及对策建议
且被强制 : 5 由于有可操作的技术规范与之配套， 性标准引用， 推荐性的 ./01)2 - !""# 具有了强制性； 其监测数据为法定数据， ; 5 6789 经验收合格后， 可作为核定污染物排放种类、 数量的依据； < 5 火电厂装设 6879 不仅是电厂环境监督管理 和政府环保部门管理的需要， 也是实现环保电厂优先 发电调度的需要。 同时， 还可以看出， 不同文件对装设 6789 的要求 不尽相同， 有些是补充性质， 有些是重复， 有些交叉， 说 明在出台相关文件时相互沟通不够。
中国电力企业联合会环保与资源节约部 !""% 年， 在全 国 范 围 内 对 火 电 厂 烟 气 排 放 连 续 监 测 装 置 （,-./） 进行了调研。调研及统计资料表明： 自 &’1( 年在广东沙角发电厂引进第一套 ,-./ 以来， 至今我 国已约有 &1" 家火电厂安装了近 %"" 套 ,-./， 其中约 是近 年安装的。对 家有代表性的火电厂 1"Y !Z) +# 的 &"& 套 ,-./ 进行了分析： 运行正常的约占 !"Y ； 因 不能运行的约 ,-./ 质量问题间断运行的约占 #)Y ； 占 !+Y ； 仅一家火电厂的 ,-./ 监测数据被地方环保 管理部门认可并作为排污收费的依据。
第 &1 卷
第%期
环 境 科 学 研 究 LCMCAEJ: <H -?I6E<?GC?FAN /J6C?JCM
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浅议飞灰测碳装置的弊端与改进方向
浅议飞灰测碳装置的弊端与改进方向盖 莉（江苏新海发电有限公司）【摘 要】飞灰含碳量是反映火力发电厂锅炉燃烧效率的重要参数，是发电厂燃煤锅炉运行的主要经济指标和技术指标之一。
目前现有技术手段对飞灰测定的及时性和准确度都存在不同程度的问题，可用微波双参量技术消除飞灰浓度影响。
【关键词】飞灰含碳量；技术现状；存在问题；微波双参量技术中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1006-8465（2015）12-0359-021 锅炉飞灰含碳量的意义（1）飞灰含碳量是反映火力发电厂锅炉燃烧效率的重要参数，是发电厂燃煤锅炉运行的主要经济指标和技术指标之一。
（2）从资源开发的角度来看，飞灰以其巨大产量、构成特点和广泛用途而被视为全球第五大矿产资源。
（3）锅炉燃烧优化是根据锅炉的负荷和煤种，通过在线检测燃烧的相关参数和在DCS上建立的先进控制逻辑及控制算法为核心的燃烧优化控制系统，实时优化调整锅炉配风、配煤方式，以获得最佳燃烧工况，在追求尽可能高的锅炉效率的同时，保证污染排放不超标。
2 飞灰含碳量测量方法的技术现状及存在问题2.1 飞灰含碳量的测量方法利用碳的可燃性及高介电常数等物理、化学特性，目前已经发展了多种应用较广泛的飞灰含碳量的测量方法。
按照测量原理，主要有以下几种： 重量灼烧法；流化床CO2测量法；光学反射法；红外线测量法；放射法；激光法；微波测碳法。
2.2 微波测碳法存在的问题2.2.1 取样式微波测碳法的问题据了解，现在仍有相当多的电厂还在继续使用单点取样法对飞灰样品进行检测。
取样法首先要通过烟道中的取样器抽出部分含飞灰的烟气，经分离后将灰样引入测量腔, 然后按预定的时间（或达到预定的测量腔灰位）时接受微波照射，得到微波能量的衰减值。
取样法普遍存在着以下问题：2.2.1.1 测量腔堵灰由于测量腔位于烟道外面的大气中，灰样进入测量腔时因为温度的急剧下降出现结露，水分与飞灰粘结使灰样排出不畅而发生堵塞，使微波测碳仪无法正常使用，尽管很多电厂对测量腔采取了电磁振动、加热提高灰样温度、自动清扫、负压抽吸或正压吹洗等措施，但堵灰问题仍难以得到根本解决。
火电厂烟气脱硝在线连续监测系统(CEMS)应用中存在问题及解决措施
低范围的检 出限 ， 如此方能在脱硝前的检测中保持较为精准的状态。 三 、火电厂烟气脱硝 Ｃ Ｅ ＭＳ应用问题对策 １ ）高温及堵塞 问题处理措施。需要针对加热 器进行定期检查 ，对
报，对其进行定期更换。 ３ ）分析仪失灵问题。此种情况是一种综合， 『 青 况 ，需要针 对探头部
测， 使用非分靓 去 针对其中的氮化物和一氧化碳等物进 行必要的浓度检 测， 然后使用电化学法针对其 中的氧气浓度进行测定。通过 以上方法 的 应用可以确保整个检测过程能够处于较 为科学的状态 ，有利于各种参数
况，其对于检测仪器的测量能够保证其 处于较为精确 的状态 ， 一旦出现
问题就会导致整个系统无法正常发挥作用。５ ）分析传感器问题。燃煤
应的政策针对这种问题进行必要的改善。
一
锅炉在进行使用的过程中，针对其中的氨氧化物浓度需要进行较为明确
的限定，对于催化剂的添加量也作出较为明确 的确认。在进行 睨硝的过 程 中， 还原剂可能出现一定程度的泄露问题 ， 一旦 发生就会造成一定程 度 的环境问题。这些问题工作作用就会导致传感器具备过多的量程以及
的测定。
分需要作出必要 的检查 ， 确保其能够在运行 的过程不发生堵塞的状 。
过滤器的装置不仅仅需要防止堵塞 ，为了防止 分析 仪出现失灵的状况， 应该对其进行检查 ， 在一定的时期内对其各个部 分进行必要的护理，对
３ ） 数据传输。在利用其进行各种成分数据测定之后 ， 可以通过采集
由 于不需要对样品进行除湿，便能够实现成本 的较佳控 制，因为除湿设 备一旦 出现损坏就会 因出现结露现象导致 的故障和腐蚀 问题。 由此可
锅炉飞灰含碳量检测技术的发展和现状
含碳量 的传 统 分析 方法 。同样是 对 飞 灰样 品 的燃 烧 ， 化床 Ｃ 量法 ¨ 则通 过监 测燃 烧后 Ｃ ， 流 Ｏ测 Ｏ
的含量来确定飞灰 的含碳量 。
・
２・
化 工
自 动 化 及 仪 表
第３ ７卷
的测量精度受飞灰颗粒 的影响很 大 ， 中 射线对 其 人体有 巨大 的伤害性 ， 即便使用低能量 的 射线 ， 也
综 述 与评 论
化 动 及 表，０ ，７ ）１４ 工自 化 仪 ２１ ３（ ：～ ０ ９
Ｃ ｎｒ ｌａ ｄ Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｎ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｏ ｔ ｎ ｎ ｔｕ ｎ ｓ ｉ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｕ ｔｙ ｏ
锅 炉 飞 灰 含 碳 量 检 测 技 术 的 发 展 和 现 状
果代表性差等严 重缺 点 ， 不能及时有效地指导生产 。
２ １２ 反 射 法 ．．
反射测量法是根据 飞灰 中碳颗粒与其他物质颗 粒反射率 的明显差异 ， 选择不 同的发射信号源 ， 测 来 量飞灰含碳量 的方法 ， 已商品化的有光学反射法 、 红 外线测量法和放射法三种 。 其 中光学反射法是将灰样和粘 合剂按一定 比例 混合 ， 压制成环状物 放人 辉光放 电室 内。用 单色器
现飞灰含碳量 的在线检测 ， 以控制和优化锅炉燃 烧 ，
和光 电探测 器分 辨辉 光放 电室 内所产 生 的发 射信 号 。依据单色器的范 围 ， 确定 飞灰含碳 量和 飞灰 的
其它组分 。
红外线测 量法是利用红外线对 飞灰 中碳粒反射 率不同的原理 进行 测量 ， 事先标 定 的反射率 直接 按
其 中红外线测量法原理简单 ， 测量工序简便 ， 应
用较光学反射法和放射法广泛。反射法飞灰含碳量
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．
升 并影 响粉煤灰 的 利 用 以 及 增 加地 球 表 面 及 大气 中 碳黑
． 。
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％
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般 可 以忽 略 因此
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主 要 由飞 灰 含 碳
实时 在 线 监 督 飞 灰 含 碳 量 并 及 时 调 整 锅 炉 运
、
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31
表征
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1
．
1
％ 锅 炉 效率将 提高
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69
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转 换 和 终 端 利 用 过 程 中被 损 失 和 浪 费
式中
Q
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q。
为 机 械 不 完 全 燃 烧 热 损 失 ％ ；A
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影 响火 电厂 热效 率 的两 项 最 大 的 因素是 排 烟 热 损
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( ／kW
h)
，
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行 对 火 电厂 节 能 降耗 安 全 生 产 及 环 境保 护 具 有 重 要 技
术
％ 平 均 可 降低 发 电 煤 耗
025 t
0 19 g
对
意义
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。
h ／ 亚 临界
一
次 中间再 热 控 制循 环 锅 炉 每降
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1
1
％的 飞 灰 含 碳 量 年节 煤 达
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1 884
图 １ 波 测碳 仪 结 构
含碳量超 过 ７ ， 会严 重 影 响 对 混凝 土 含 气 量 的控 就 制【 。鉴 于 以上原 因 ， 国关 于 粉煤 灰 的标 准 中对烧 】 ］ 各 失量 都有限制 ， 国在 ＡＳ 美 ＴＭＣ ９ ８ ５ ５— ６中规 定水泥用 粉煤 灰的烧失量应 小 于 ５ ， ＡＳ ＭＣ １ 在 Ｔ ６ ８中规 定混
，
果
。
对 飞 灰含碳量 进 行 在 线监 测 利 于 及 时发 现 锅炉
，
的运 行水平 对 各 项 能 耗指 标 进 行 在 线 监 控 将 对 节 能
，
燃烧 时存在 的问题 利于 及 时进 行 锅 炉燃 烧 调 整 使 机
，
，
降耗 起 到 重 要 作 用
组 随时处 于 最 佳运 行 状 态
。
。
2 收稿 日 期 ： 2 0 0 8 0 5 】 作 者 简 介 ： 潘 理 黎( 19 5 8
：
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大项
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量中比重 的
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，
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占全 球 总 量 的
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一
但 能源 消耗 总量 仅 为 全 球 的
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、
337
．
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C fh × 1 0 0 ％
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工
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) 男 浙 江 工 业 大 学 生 物 与环 境 工 程 学 院 教 授 主 要 从 事 环 境 科 学 与 工 程
， ， ，
、
生 态 保护 电力燃料 仪器仪表 的 教学 科研
、 、
、
E
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与技 术 开 发 p 227 @ 16 3 c o
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．
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１ ２ 提 高粉煤灰 综合利 用率 ． 飞 灰含碳量 决定 了粉煤 灰 在建 材 方 面 的利 用率 ，
高含碳量 的飞灰 只能填 埋 和堆 放 ， 因而降 低 了经 济效
益并造 成环境污 染 。 飞灰 中 的碳粒 对 混 凝土 有 害 ， 性 碳增 多 将 改 变 惰 粉煤灰 的性能 。碳粒 的平 均 密度 为 １ ５ｇ ｃ ． ／ｍ。左右 ，
碳粒 的存 在影 响了粉煤灰 的密度 并使混凝 土 的需水量
火 电 厂 飞 灰 含 碳 量
在 线 监 测 设 备 现 状
潘 理 黎 王 佳 莹 杨 玉 峰 沈 希裴 徐 伟 勇
，
，
，
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浙江
工
业 大
学生 物 与 环 境 工 程 学院 浙 江 杭 州
，
3 10 0 14
200 7
年 中 国煤 炭 产量 达 到
，
25
．
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亿
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，
占能 源 总
在锅 炉 的
5
项热损失 中
高， 线性较 好 ， 测定 周期短 ， 适合连 续监测 。 目前 ， 波 微
测 碳仪存 在 以下 问题 。（ ） １ 需要 用 已知成 分 的 飞灰做 标定， 一旦 煤质 变化 飞 灰成 分 改 变 ， 产 生测 定 误差 ， 会 因此难 以适 应 目前 火 电厂煤 质 多 变 的情 况 。（ ） ２ 管路 易堵， 若维 护不及 时会造成 测定数 据失准 。（ ） ３ 飞灰采 样 代表性不 强 ， 某 电厂 ２号炉 投 用 的飞 灰 测碳 仪采 如 用 单点撞击 式取样 器 ， 这种 方式采集 的灰样 颗粒 偏大 ， 燃 尽程度高 的大 量细 灰 未 采到 ， 因而影 响 了 飞灰 代表 性 ， 使数据 不可 信 。 （ ） 致 ４ 电磁 波损 耗 ， 电磁波 在 传输 过程 中不论 遇到 何种 介 质都 要 产 生能 量损 耗 ， 即任何 介质 对 电磁 波都有 吸收 ， 只是物质 的介 电常数 、 质损 介
t
，
直 接经 济效 益
经
济 综 述
飞 灰 含 碳 量 监 测 在 节 能 降 耗 中的 作 用
1
达到
万元
。
此 外 降低 飞 灰 含 碳 量 还 可 提 经 济 效 益 与 环 境 效 益 双 赢 的 效
，
1
．
提 高 火 电厂 的 运 行 水 平
要 降低 火 力 发 电 机 组 的发 电 成 本 必 须 提 高 机 组
增加 ， 实度 降低 ， 密 还会 明显影 响 引气剂 、 水剂 等外 减 加剂 的掺量 。此 外 ， 粉还 会 在 泌水 过程 中逐渐 与浆 碳 体分离 ， 上升 到 混 凝 土 的 面 层 ， 响 混 凝 土 外 观 的颜 影
色 、 匀性 和 面 层 混 凝 土 的 质 量 。经 验 证 实 ， 灰 中 的 均 飞
凝 土 用 粉 煤 灰 的 烧 失 量 均 小 于 ６ 。 我 国 Ｇ Ｊ ４ — Ｂ１６ ９ 、 Ｂ ５６ ９ ０ Ｇ １ ９ — １和 Ｆ Ｊ ８ ８ Ｇ ２ － ６也 有 相 应 的 规 定 ［ ， ２ 粉 ］
微波 吸收法 是 目前测 量 速 度最 快 、 业化 程 度 最 商 高 的一种测 量 方法 。该 方 法仪 器 结构 简单 ， 敏 度较 灵
，
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为飞灰份额
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％ ；C 。
，
为 飞 灰 可燃 碳 ％；
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失 ( q 。) 和 固体 不 完 全 燃 烧 热 损 失 ( q 。 )
飞 灰含碳 量 来 衡 量
，
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kJ ／ g k 。为 入 炉 煤 低 位 发 热 量
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飞 灰含碳量 过 高将导致煤耗上
在 锅 炉 正 常 运 行 中 炉 渣 中 的 含 碳 量 只 占总 灰 量