飞灰含碳量在线监测系统
【产品概述】
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,主要用于衡量电站锅炉和机组运行经济性。 目前国内较为普及的飞灰测碳方法是红外法、微波谐振和微波吸收法,基本上祛除了以前实验室烧失法测碳 测得的结果比锅炉实际工况迟滞时间较长的弊病。
飞灰测碳技术已经取得了长足的进步,但是考虑到我国电厂燃煤煤种变化频繁直接影响了测量的准度。为了更好的提高飞灰测碳的实时性和准确性,我公司研制生产了 FWD-1000 型飞灰含碳在线监测系统,这种系统运用烧失法测量原理,采用智能控制,操作简便,易于维护,能完全实现实时在线测量监测,是一种新型飞灰含碳监测产品。
【产品的构成】

1. 硬件部分
1) 取样单元(取样管、引射管、喷嘴、旋流集尘器等):耐磨防堵灰,采样自动化高,长期可靠。
2) 测试单元(收灰组件、排灰组件、灼烧组件、执行组件、称重组件等):受系统软件控制。

3) 控制单元(工业触摸屏一体化主机、信号借口板及电源等):性能可靠,操作方便,可同时操作两套测量装置。下图为控制柜实物图

4) 气源(由现场仪通过气源管道通过金属硬管传输到每个测量装置附近,同装置配备的金属软管相连接):用于装置的排灰、反吹。
2. 软件部分
☆ 用户主界面(包括登录/注销/退出界面、系统启动、 手动操作、停机复位、紧急停机、密码修改、参数调整、高级设置、实时界面、 系统提示、界面切换等)
☆ 历史数据界面( 历史界面、 历史数据曲线、 日志追忆、历史灰样、 报表查询按钮、界面切换按钮等)
☆ 报警查询界面(报警信息列表、报警信息查询)
☆ 吹扫按钮
【系统的原理及系统流程】
1、 原理:基于飞灰经过化学灼烧后失去相当的重量来计算飞灰含碳量的大小。

2、 系统的流程
飞灰通过飞灰等速取样枪进入分离器,灰经过分离后进入(此时电磁阀打开)预先搁置的坩埚(烟气通过拉法尔喷嘴返回烟道),在灰分下落之前系统对坩埚进行称重,信号传入系统待处理。当坩埚里的灰量到达设定值时(此重量是系统设定的值,灰样约10g)电磁阀关闭,坩埚进入“燃烧室”对灰样进行灼烧处理(燃烧温度2000度约 5min)。然后再次称重坩埚,称重信号通过DA模块将 4-20mA 模拟信号传入系统,从而通过公式计算出飞灰含碳量,而烧过的灰量通过预留口进入烟道。每次测量之前应对飞灰取样枪部分进行吹扫。

【系统的性能】
1、 系统自身指标:
☆ 测量范围: 0 ~ 30 %
☆ 测量误差: ≤ 0.5 %
☆ 测量周期: 7~12 分钟
☆ 信号输出: 1 路隔离的 4 ~ 20mA 信号分别代表 A 、 B 两侧的实时含碳量, 信号最大负载 500 欧
2 路干结点信号(高碳报警和故障报警)
☆ 通讯接口: RS-485
☆ 电源功耗: 220VAC ,平均 0.3kW ,最大 1kW 。
☆ 工作气源: 仪用空气 0.6 ~ 0.8Mpa 耗气量约 0.03m/min
☆ 工作温度: - 10 ℃~ 50 ℃
☆ 电厂提供信号: 2个干结点信号(投油和锅炉停运)
2、 系统自身功能:
1 ) 基本功能
实时 / 平均含碳量显示
含碳量高限报警
含碳量信号输出
投油燃烧时洁净取样回路
与 DCS 系统通讯功能
2 )硬件部分实现功能
锅炉飞灰含碳量实时在线检测及显示功能
锅炉飞灰含碳量历史趋势显示功能
锅炉飞灰含碳量历史报表查询功能
系统报警查询功能
二路 4-20mA 含碳量模拟信号输出功能
3 )软件部分实现功能:
(由于电厂有 A 、 B 两侧两个出口烟道,所以在同一个界面内两个烟道的数据
都能显示。)
主界面显示包括以下功能区:
① 实时数据:(包括曲线显示、状态显示、系统提示、含碳百分比棒图显示
(曲线可以用两个不同的颜色标记)等)
② 历史数据查询:(可查询一年当中的记录,包括:历史数据曲线、报表查询
按钮、界面切换按钮等)
③ 报警查询:(实现功能:报警查询界面、报警信息列表、报警信息查询)
④ 吹扫功能:(每次取样前可对取样装置进行吹扫清洁)
4、 系统的特点
1) 参照国家电力行业标准《飞灰和炉渣可燃物测定方法》和《煤的工业分析方法》进
行含碳量检测,相当于将实验室建在工业现场;
2) 测量精度高,不受煤种变化影响;
3) 实现对飞灰含碳量的高精度实时在线测量;
4) 取样装置严格执行按照电力行业标准 DL/T926-2005 《自抽式飞灰取样方法》,取
样器灼烧部分为防磨耐高温材质所制,并有国际上先进的减振、防堵灰和温控等相
关配套技术的支持;
5) 整个装置完全就地布置,不占用电厂集控室或电子间的有效空间,给用户安装使用
提供了便利;
6) 测量流程全部由工业 PLC 控制,实现了灰样的自动采集和数据处理,可靠性强;
7) 标准工业通讯协议。
【系统布置】
1、 取样点的确定:
取样点选取在空气预热器出口到除尘器入口之间的烟道上,具体安装位置的选择一般应满足下面条件:烟气温度小于 200 ℃;在水平烟道的直管段外侧避,同时距烟道底部 1/3 烟道高度处;或在垂直烟道的直管段侧避,安装面的居中位置;烟道内没有影响正常取样的障碍物;取样点位置应尽量避免在烟道转弯处;烟道外具有安装测量装量和正常使用操作的空间
2、 取样孔的开设
根据确定好的取样点位置,停炉后拆除此处烟道保温层,在烟道避上割开一个约 14 × 23CM 的长方形孔,以便焊接矩形法兰。
3、 雨棚、法兰及支架的焊接

将雨棚到测量单元安装支架之间的烟道保温层拆除,然后分别焊接雨棚、矩形法兰、
测量单元安装支架、加长角铁、支撑角铁和调压阀安装板(其中加长角铁和调压阀安装板
焊接位置视现场实际情况确定)。焊接时要保证:
☆ 雨棚下沿到矩形法兰顶部的距离为 100-150mm 左右;
☆ 矩形法兰安装面与地面垂直;
☆ 矩形法兰安装面到烟道壁的距离为 335-355mm;
☆ 测量单元安装支架到矩形法兰的距离由焊接辅助连接板保证。
4 、取样装置和测试单元机箱的安装:
1) 将取样装置安装在矩形法兰上,将测试单元机箱安装在已经焊接好的固定支架上,
调整好位置,用螺栓固定好,然后在安装板上装上防护罩。
取样装置的安装图:

2) 测试单元安装完成后 , 恢复烟道壁上的保温层和防护铁皮 , 以保持现场的美观。
5 、控制单元机箱安装架的焊接:
控制单元安装架可以根据现场的实际条件焊接在靠近测量单元的现场钢构件上 , 然后固定好控制单元机箱。

【经济效益】
1 、改进燃烧 / 降低发电成本
飞灰含碳量是锅炉燃烧自动控制的一个重要参数 , 运行人员可以据此及时调整锅炉运行参数 , 从而提高锅炉效率 , 降低发电成本。
2 、辅助监视磨煤机工况
当燃用煤质稳定时 , 飞灰含碳量的升高很可能是磨煤机性能变差 , 使磨出的煤粉大颗粒增多 , 煤粉燃烧不完全造成的 , 因此 , 装置可以作为磨煤机工况的监视手段之一。
3 、提高粉煤灰的品质
电厂每年产生的大量粉煤灰一般都被作为工业添加剂而综合利用 , 飞灰中的含碳量高低会直接影响粉煤灰的销售价格 , 因此 , 适当控制飞灰含碳量可以增加电厂的销售数量的销售业绩。
【售后服务】
1 、一年质 保期内的免费维护
2 、实现对系统终身维修服务
3 、及时到达现场处理售后技术问题
4 、设备安装技术指导
5 、现场接线调试开通
6 、确保备品备件供应
7 、系统运行例行巡检(1 次/年)
8 、应用操作技术培训(一周)
9 、建全设备运行维护档案
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