常用飞灰含碳量检测技术比较
飞灰测碳技术简介(正达电力1412)
轻微堵灰故障自动清理。减少维护量。
工作流程
自标定微波测碳系统 飞灰流向图
工作过程
系统采用多点飞灰取样器，将飞灰收集到微波测量管中，由灰位传感 器自动检测测量管灰位，测量管充满后，用微波信号自动检测，换算成 飞灰含碳量信号并输出，自动执行留样、吹扫等工作。
● 信号输出功能：每个测点输出经过隔离的二路420mA模拟信号。和一路干接点开关量（故障报 警）信号。
即：一路与飞灰含碳量成正比的4～20mA模拟信号。
一路与飞灰含水量成正比的4～20mA模拟信号。 （选配）
一路灼烧称重分析与灰可燃物成正比的4～20mA信 号。（选配）
实现功能
3、自动值班
● 在线自动动态标定功能。运行中，自动标定微波检测信号 ● 在线自动动态校准功能。自动校准检测误差，消除煤种变化对数据准确性影响。 ● 自动制氧、加氧。用沸石分子筛制氧技术制氧，为电炉加氧助燃 ● 自动致冷。采用帕尔贴电子致冷技术，快速降低称重模块温度 ● 自动加样。自动抽取灰样到称重灼烧装置，并将灼烧后的灰样排回烟道。
飞灰可燃物含量在线检测装置
——自动标定 飞灰可燃物在线检测系统
镇江正达电力科技有限公司
飞灰测碳的技术简介
灼烧法测碳装置的技术局限性
检测周期长 无足够时间烘干飞灰水分 取样量少 动态称重误差大 机械长期连续运行故障率太高 由于水分及称重误差 准确性差 机械故障多 堵灰频繁 无法运行
飞灰测碳 的 技术简介
● 如果按标准程序分析，精
度很高
锅炉飞灰含碳量测量方法综述
锅炉飞灰含碳量测量方法综述锅炉飞灰中的含碳量是评估锅炉燃烧效率和排放指标的关键参数。
因此，准确地测量锅炉飞灰中的含碳量对于锅炉燃烧管理和节能减排具有重要意义。
本文将综述目前常用的锅炉飞灰含碳量测量方法。
1.重量法重量法是最基本、最常见的测量方法之一，也是其他方法的基础。
该方法需要将飞灰样品进行烧干、称重，再在升高温度下进行磷酸化反应，最后在高温下进行加热脱碳，得出含碳量。
它具有简单、准确、可靠、经济等优点，适用于对大批量飞灰样品的高通量分析。
2.光谱法光谱法是一种基于原子光谱、分子光谱或光散射等理论的测量方法。
例如，可以利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）测量飞灰中有机物的吸收光谱，然后通过校准曲线计算出含碳量。
光谱法具有操作简单、非破坏性、快速分析等优点，但需要灰分样品较小、反演精度较低。
3.热解-非色谱法（THGA）THGA法是一种高度自动化的技术，将固态飞灰样品在不同温度下热解得出不同挥发度的有机物，并利用热导检测器（TCD）对碳进行检测。
由于其灰分样品只需要10-20mg，能够准确地测量含量低至0.1%的有机组分，因此THGA方法是目前最为准确的飞灰含碳量测量方法之一。
4.等离子体质谱法（ICP-MS）ICP-MS是一种高灵敏度、高准确度的质谱分析技术，可以用于同步测量飞灰中的多种元素和化合物。
例如，在燃煤锅炉中，可以利用ICP-MS同时测量飞灰中的有机碳、无机碳和铝等元素，从而实现对全面含碳的测量。
但ICP-MS的操作较为繁琐，需要高水平的技术支持，成本也较高。
综上所述，根据需要选择合适的方法对锅炉飞灰中的含碳量进行测量，以提高燃烧效率和减少排放。
随着新技术的不断出现，未来具有更高精度、更便捷、高自动化的测量方法必将逐渐得到广泛应用。
基于炉膛飞灰停留时间的电站锅炉飞灰含碳量的测量方法
电站锅炉飞灰含碳量的测量可以通过基于炉膛飞灰停留时间的方法来实现。
该方法基于飞灰在炉膛内停留时间的长短，推断出飞灰中的含碳量。
具体实现方法如下：
收集飞灰样品：在电站锅炉的出口处设置收集器，收集从烟囱中排放出的飞灰样品。
为了保证取样的代表性，收集器应当在烟气流动的稳定区域内，同时，飞灰样品的取样时间和收集量应当尽量均匀。
确定飞灰停留时间：电站锅炉的燃烧过程中，烟气流动速度较快，飞灰会随着烟气进入到锅炉的后部，然后再被排放到烟囱中。
因此，飞灰在锅炉内的停留时间是一个重要的参数，可以通过测量炉膛的温度、烟气流速和炉膛尺寸等参数来计算出。
分析飞灰样品：将收集到的飞灰样品送往实验室进行分析，可以采用常规的碳含量分析方法，如元素分析仪或热解析仪等。
通过分析，可以得到飞灰样品中的含碳量。
计算飞灰含碳量：根据飞灰在炉膛内的停留时间和分析得到的飞灰含碳量，可以计算出飞灰在炉膛内的平均含碳量。
这个值可以用来评估锅炉燃烧效率和环境排放情况。
需要注意的是，该方法的精度受到多种因素的影响，如炉膛结构、燃烧工况、飞灰颗粒大小和形状等因素。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行优化和改进，以提高方法的准确性和可靠性。
基于双气氛热重分析的飞灰含碳量测量方法研究
基于双气氛热重分析的飞灰含碳量测量方法研究近年来，煤燃烧产生的飞灰中碳含量对环境和健康的影响引起了人们的关注。
测量飞灰中碳含量是研究这一问题的关键。
传统的碳含量测量方法包括元素分析法、高温炉燃烧法等，这些方法存在测量精度低、时间长、操作繁琐等缺点。
双气氛热重分析法是一种新的、快速、准确测量飞灰中碳含量的方法。
本文对双气氛热重分析法进行了详细介绍，并研究了双气氛热重分析法测量飞灰中碳含量的影响因素。
1. 双气氛热重分析法介绍双气氛热重分析法是将样品放在热重仪中，以两种具有不同气氛的气体进行加热和燃烧，通过样品的质量变化来测定其中的碳含量。
热重分析仪是一种同时测定样品的质量和温度变化的仪器，它通常配备有质谱分析仪或红外分光仪等检测设备，以确定样品中各种元素或分子的含量。
在双气氛热重分析法中，样品通常在氮气气氛中加热，直到其质量稳定。
然后，以空气气氛替换氮气气氛，并继续加热，使样品中的有机物燃烧成CO2和H2O，进而测定其中的碳含量。
该方法可以快速、准确地测量飞灰中的碳含量，并且样品的处理时间较短，操作简单。
(1) 加热速率：加热速率是影响样品加热过程中热重曲线和质量变化率的重要因素。
加热速率越快，则样品中的有机物越容易燃烧，其CO2和H2O产物也会更多。
因此，在实验中应控制加热速率以保持不变。
(2) 气氛流量：气氛流量对样品中的有机物燃烧有很大的影响。
氮气气氛可以保护样品，在样品加热过程中对其进行保护和固定；而空气气氛可以使样品中的有机物燃烧，而且空气气氛流量越大，则燃烧产物CO2和H2O的排放越多，因此在样品加热过程中，应根据实际情况控制气氛流量。
(3) 样品形态：样品形态对热重分析过程和结果都会产生影响。
对于具有良好导热性的样品，其加热过程会更快，而冷却也会更快，因此最终得到的结果可能不稳定。
此外，如果样品中有较多的小颗粒结构，则无机物和碳会分散在其中，这样就会导致在分析过程中相互影响，进而影响测量结果。
飞灰含碳频谱测量方法解析
飞灰含碳频谱测量方法解析作者：牛贝来源：《智富时代》2019年第02期【摘要】本文介绍了燃煤电厂锅炉飞灰含碳在线监测技术，为优化燃烧系统，降低煤耗，提高锅炉热效率提供了依据。
【关键词】频谱；在线监测；飞灰含碳；锅炉效率一、概述飞灰含碳量是燃煤电厂燃烧效率的重要指标，同时也是锅炉燃烧控制调整的依据，合理控制飞灰含碳量的指标，有利于降低发电成本，提高机组运行的经济性。
采用燃烧失重法进行测量，测量从制样烘干到完成测量一般需要6个小时，存在延时现象，无法满足测量要求。
同时受到灰样采集、样品代表性、结果滞后等因素的影响，不能及时准确的反映燃烧工况的变化，对锅炉燃烧的控制和调整的指导性、实时性不强。
飞灰含碳量太高会导致以下问题：（1）在锅炉运行工况相同的情况下，若煤粉不能够充分燃烧就会造成锅炉尾部烟气中的飞灰含碳量过高，从而导致锅炉的固体不完全燃烧损失升高、锅炉效率降低、煤耗增加、机组的经济性下降。
（2）飞灰含碳量过高会使锅炉的炉膛出口烟气温度偏高，造成炉膛出口的换热器的管壁超温，如果受热面金属长期超温，可能会导致受热面的损坏率增高。
另外，飞灰中的碳会沉积在锅炉尾部烟道中，达到一定浓度时可能会二次燃烧，影响锅炉运行的安全性。
（3）粉煤灰是水泥生产中的一种添加剂，各火力发电厂都在大力发展粉煤灰项目，从而提高企业利润。
飞灰含碳量过大时会影响飞灰作为添加剂的作用，不利于水泥生产企业对锅炉固体污染物的回收，影响发电厂运行的经济性。
飞灰含碳量作为燃煤电厂燃烧效率的重要指标，同时也是锅炉燃烧控制调整的依据，国家发改委、环保部、能源局在联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年》中明确要求：“全国新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时”。
所以，在线飞灰含碳量的检测显得尤为重要，只有实现飞灰含碳量的在线可靠监测才能实现煤耗的降低、运营成本的减少及NOx等污染源的排放达标。
二、不同测量方法比较传统测量飞灰含碳量检测是采用化学灼烧失重法，即利用取样器在烟道中提取一定重量的飞灰样品，然后放入马弗炉中高温灼烧若干小时，然后利用燃烧前后的重量差来确定飞灰中的含碳量。
微波在线飞灰含碳量测定技术及分析
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锅炉 飞灰 含碳量 大 小是火 力发 电 厂燃煤 锅炉 燃烧 效率 和运行 经 济性 的主要 指标 之一 。随着我 国发 电机组 不 断 向大 容量 、 参数 发展 ， 高 对锅 炉 飞 灰 中的含碳 量 实现 在 线 检 测 ， 以控 制 和 优 化锅 炉 燃烧 ， 降低 发 电煤 耗 ， 高“ 价上 网” 力 以及粉 提 ｏ ｔｎ ｙａｈｉｏ ｅｏ ｅｍｅｎ ｒｇｉｉｇｔ ｌ ｃ ｍｂ ｓｏ ｄｕｔ ｎ ａｓ ｅｂ ｉ ｒ ｉ ｎｔ ｉ ａｂ ｎｃｎｅ ｔｎｆ ｓ ｓ ｎ ｆ ｈ ａｓｆ ｕｄｎ ｉ ｙ ｏ ｕｔ ｎａｊｓ ｍ ｏｎ ｈ ｉｌ ｔ ｏ ｍｅ ｉ ｍｅ ｔｏｒｉｅｔ ｏｌ ’ ｔ ｈ ｅ
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锅炉飞灰含碳量测量方法综述
文章编号 ：１０ ４ ２ （０ １ ０ ０ ６— ７ ９ ２ １ ）５—０述
程启 明 ， 晓青 ， 映斐 ， 明媚 胡 王 汪
（ 上海 电力 学院 电力与 自动化工程学 院 ， 上海 ２０９ ） ００ ０
摘
要 ：阐述 了飞灰 含碳量检测方 法的发展和现状 ， 析了它们的工作 原理 和优缺点 ， 介绍 了相应 的典 型 分 并
锅 炉飞 灰含 碳量 是火 电厂燃煤 锅 炉燃烧 效率 的重要 指标 ． 当飞灰 含碳 量高 时 ， 明煤 耗 和发 电 说 成本 过 高． 时 、 确 地 监 测 飞灰 含 碳 量 ， 利 于 实 准 有 调整 风 煤 比 ， 可将 飞灰 含碳 量控 制 在最 佳范 围 内 ， 以提 高锅 炉 燃 烧控 制水 平 ， 证 机 组经 济 、 保 安全 、
线测 量 ．
性及高介 电常数等物理 、 化学特性 ， 来检测飞灰 中 的含碳 量 ． 根据 测量 原理 的不 同 ， 它可分 为燃 烧失 重法 、
热重 分 析法 、 波 法 、 学 反射 法 等 １ 种 测量 微 光 ０多
目前 国内 外 已提 出 多 种 飞 灰 含 碳 量 检 测 方 法 ， 要 分 为 物 理 测 量 方 法 ¨ 和 软 测 量 方 主 法¨ ” 两 大类 ． 本文 介 绍 了各 种 飞灰 含 碳 量 测 量
第２ ７卷 第 ５期
２１ ０ １年 ｌ Ｏ月
上
海 电 力 学 院 学
报
Ｖｏ ． ７， Ｎｏ ５ １２ ．
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｓ ａ ｇ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ Ｅｌ ｃｒｃ Ｐｏ ｒ ｏ ｒ ａ ｆ ｈ ｎｈ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｅ ｔｉ ｗｅ
０ｃ ． ２ １ ｔ Ｏｌ
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２ ０ １— ２— ３
飞灰含碳量的标准
飞灰含碳量标准一、定义和术语1.飞灰：指在燃烧过程中产生的固体废弃物，通常来源于煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。
2.飞灰含碳量：指飞灰中碳的含量，通常以质量百分比表示。
二、测量方法1.实验室分析法：将收集到的飞灰样品送至实验室进行分析，采用燃烧法、元素分析法等方法测定碳含量。
2.在线监测法：在现场安装在线监测设备，实时监测飞灰中的含碳量。
三、取样和样品处理1.取样：在飞灰产生过程中，采用随机取样的方法采集具有代表性的样品。
2.样品处理：将采集到的飞灰样品进行破碎、研磨等处理，以充分混匀。
四、实验室要求1.实验室应具备相应的分析仪器和设备，如高温炉、天平等。
2.实验室应保持清洁、干燥，避免样品污染。
3.实验室应由经过专业培训的分析人员负责分析测试。
五、数据分析与报告1.分析人员应按照规定的程序和方法对飞灰样品进行测试，并记录测试数据。
2.根据测试数据，计算飞灰含碳量的平均值、标准差等统计指标。
3.分析人员应撰写分析报告，包括测试数据、结论和建议等内容，以便客户或相关部门使用。
六、质量保证与质量控制1.采用标准物质进行内部质量控制，如标准煤样等。
2.对分析人员进行定期培训和考核，确保分析结果的准确性。
3.对实验室设备进行定期维护和校准，确保设备的准确性。
4.对样品处理过程中进行严格的质量控制，确保样品具有代表性。
5.对数据分析过程进行严格的审核和监督，确保数据的真实性和可靠性。
6.对实验室环境进行严格的监控和管理，确保实验室符合相关规定和标准。
7.对测量不确定度进行评估和计算，以提高测量结果的可信度和精度。
8.建立完善的质量保证体系，确保每个环节都得到有效的控制和管理。
9.在每个实验开始前，应进行空白试验以确保实验的可行性及准确性；同时要对仪器设备进行检查并校准，确保其在最佳状态下工作；另外还需要检查化学试剂是否符合要求并注意及时更换失效的试剂；并在每个实验后进行对比实验以验证其准确性和可重复性；对于实验数据应及时进行记录并进行统计处理以便后续的分析；此外还应注意在实验过程中要严格遵守操作规程并按要求对各项指标进行测量及记录；最后要保证实验环境的清洁及安全并注意保护好实验样品以防止其受到污染或丢失。
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常用飞灰含碳量检测技术比较
目前国内飞灰含碳量在线检测装置有微波检测法和灼烧失重法。
一、微波检测法又分为：微波衰减（吸收）法和微波谐振法。
1.1微波衰减（吸收）法测碳原理——检测信号功率（强度）变化（我厂一期4*125MW 采用的产品）
1.1.1 电磁波在传输过程中，不论遇到何种电介质都要产生能量的损耗。
即任何介质对电磁波都有吸收的特性，只是物质的介电常数、介质损耗、传输特性不同对电磁波的吸收强弱不同。
这是电磁波的一种公认特性。
因为飞灰可燃物主要成分是碳及碳的介电常数，微波测试单元就用固定频率发射能量衡定的微波信号，飞灰中可燃物的含量越高，吸收微波能量的作用就越强。
所以，这种检测方法对煤种变化影响不大。
1.1.2系统工作过程——系统采用无动力飞灰取样器，自动将烟道中的灰样收集到微波测试装置的测量管中，由灰位控制器自动判别收集灰位的高度。
当收集到足够的灰样时，系统对飞灰含碳量进行微波谐振测量。
已分析完的灰样受智能飞灰控制装置指令，打开电磁阀接入压缩空气吹扫，根据程序设定或手动设置，飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。
然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。
系统就是如此循环往复的工作。
系统对飞灰含碳量进行微波测量分析后，受智能飞灰控制装置指令，打开吹扫电磁阀接入压缩空气吹扫，（根据程序设定或手动设置）飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。
1.1.3 主要特点
采用多点无动力等速取样装置，（取样不需要电、气等能源）自抽力强劲，取样速度快，灰样反吹回烟道，不堵灰。
灰路系统全封闭，无接触检测，结构简单。
整套装置没有电机、齿轮及其他任何机械转动部件，操作维护简单、方便。
检测结果数据准确、可靠。
装置防磨损、防腐，寿命较长。
1.2微波谐振法——检测微波频率变化（我厂2*300MW采用的产品）
由于不同物质的频率特性不同，而飞灰中物质组成复杂，特别是煤种变化时主要是矿物质变化，所以，这种方法在煤种变化时不能检测飞灰含碳量变化。
二、灼烧失重法
2.1 原理：
该产品采用的是灼烧法失重法测量技术，也就是电厂化验室采用的测量技术，它基于中国电力工业标准《飞灰和炉渣可然物测定方法》及《煤的工业分析方法》中的相关方法，当含有未燃尽碳的灰样在规定的高温下经灼烧后，由于灰样中残留的碳被燃尽后使灰样的质量出现了损失，利用灰样的烧失量作为依据计算出灰样中的含碳量。
含碳量的质量（%）= [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—灼烧后灰样加坩埚的质量（g）] / [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—收灰前坩埚的质量（g）]
2.2工作过程：
系统采用多点无动力自抽式取样单元，自动地将烟道中的灰样收集到测量单元的坩埚中。
再由测量单元内部的执行机构将装有灰样的坩埚送入灼烧装置进行高温灼烧，灼烧结束后由系统对收灰前、收灰后及灼烧后所称得的重量信号进行计算，获得飞灰的含碳量并在控制单元的显示屏上进行显示。
灼烧后的灰样通过系统的排灰装置排放回烟道中去，然后进行下一次飞灰的取样和含碳量测量的流程
2.3 采用失重法测量技术。
理论上该产品能保证测量结果的准确性，而且测量结果与煤种无关，不受煤种变化的影响。
但该装置安装在现场，采用等速取样器采样，灰样进入坩埚，高精度天平称重，微波炉加热，高精度天平再称重，粉碎灰饼，吸回烟道。
2.4实际现场应用尚存在一些问题：
2.4.1取样问题：
该装置的无动力取样装置结构、尺寸、吸力较小，取样速度慢，所以取样时间长，灰样冷却较快，容易堵灰；
2.4.2微波炉加热问题：
2.4.2.1不能达到实验室加热温度；（电力工业标准《飞灰和炉渣可然物测定方法》中应在
810±10℃下，慢灰要1小时，快灰要30分钟。
）
2.4.2.2由于微波加热特性制约，和坩埚盛灰的最低要求制约，灰样厚度超出范围，灼烧
只能烧坩埚内的灰样外表面，而内部为原灰样（即：夹心）。
将坩埚内灰样研碎即看见）
2.4.2.3不能按《规程》先烘干水分，在灼烧测挥发份；所以失重变化数据中有水分变化
因素。
（因受烟道中温差变化因素，飞灰有时会出现结露现象）
2.4.2.4 灼烧温度、时间都不能达到要求，所以灰样无法烧透（夹心）。
2.4.3 称重问题:
2.4.3 .1天平安装在现场测量柜中进行实时称重，而现场在锅炉运行时是不停地振动，因此天平也一直振动，不可能处于静止状态，所以无法保证正常测量精度。
2.4.4机械问题
由于该装置的正常工作必须将灰样不断转移水平工位和垂直工位，所以有非常复杂的机械装置和电机、齿冷等转动部件、同时又4只坩埚（易碎)，使用中经常出现坩埚破碎、机
械故障、电机故障及坩埚工位错误等各种机械故障，且一般维护人员也较难故障。
由于设备故障会涉及到复杂的机械装置、电气电子装置、气路、灰路系统，即使专人维护，也难以解决错综复杂的问题。
2.4.5 时间滞后问题：
装置取样速度慢，并需要机械运转、称重、灼烧，使得检测周期时间长。
所以，灼烧失重式飞灰在线检测装置在现场使用中检测滞后时间长、灰样不能烧透、称重不准确、堵灰、机械故障率高，维护要求高、难维护时通病。