基于紅外反射和光脈動的飛灰含碳量在線測量方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及飛灰含碳量測量技術，具體涉及一種紅外線反射、散射理論測量飛灰中含碳量的技術。
【背景技術】
[0002]鍋爐燃燒效率的優化控制一直是火電廠生產中的重要問題，未燃盡碳含量直接反映鍋爐燃燒經濟性，該其數值高低在一定程度上反映了火電廠的管理水平、設備健康水平和經濟效益。實時檢測飛灰含碳量將有利于指導生產運行中正確調整風煤比，提高鍋爐燃燒控制水平；合理控制飛灰含碳量的指標，有利于降低發電成本，提高機組運行的經濟性，對提高電廠效益有著較為重要的意義。
[0003]從節能減排方面來說，減少固體不完全燃燒熱損失損失既能提高鍋爐燃燒經濟性又有利于環境保護，符合我國可持續發展的基本國策，是科學發展觀的具體體現，但其關鍵問題是是如何及時準確的監測飛灰含碳量。長期以來，人們一直致力于尋求一種能夠在線有效監測飛灰含碳量變化情況的儀器，以達到提高鍋爐效率、節能降耗的目的。
[0004]目前傳統的燒失重法存在很大的時間延遲，通常為離線測量，其測量結果無法反映當前鍋爐的燃燒工況，故而無法對鍋爐的日常、實時運行起指導作用。而部分電廠采用的微波測碳法受煤種成分的影響明顯，含水量變化會引起較大誤差；此外，由于需采用取樣槍在煙道內取樣，測量腔的堵灰也限制了其進一步的推廣。至于放射法，一方面受飛灰粒徑及濃度的影響，穩定性和精度較差；另一方面γ射線的高危性要求提供良好的保護裝置，使得設備的生產和維護成本上升，經濟性較差。
[0005]因此，開發一種快速、準確、廉價、安全的飛灰測碳裝置對電廠的運行十分重要。

【發明內容】

[0006]本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種基于紅外反射和光脈動的飛灰含碳量在線測量裝置及方法。
[0007]為解決技術問題，本發明的解決方案是:
[0008]提供一種基于紅外反射和光脈動的飛灰含碳量在線測量裝置，該裝置包括兩臺紅外探測器和一臺能產生1.064 μπι紅外線的紅外激光器；兩臺紅外探測器通過導線連接至各自配套的光強計；紅外激光器通過多模光纖接至傳輸光纖，并以傳輸光纖的末端作為發射頭；
[0009]所述發射頭與其中一個紅外探測器對向設置，并以其連線作為中心線；發射頭和另一個紅外探測器之間的連線，與所述中心線之間呈45度的夾角；發射頭與兩個紅外探測器各自保持30?40mm的間距。
[0010]本發明中，所述紅外激光器、紅外探測器、光強計、多模光纖和傳輸光纖均封裝于探針結構之中；該探針結構呈錐形，主體開設有與中軸線垂直的貫穿的方形孔，所述發射頭和紅外探測器均設于方形孔的側壁上(方形孔的內部區域為檢測區，方形孔的壁上開有三個圓形孔，以此作為發射頭和紅外探測器的安裝窗口。紅外探測器3安裝在發射頭的正對面以獲取透射光強，紅外探測器5與發射頭呈45度的夾角，以獲取散射光信號)。
[0011 ] 本發明中，所述紅外激光器、紅外探測器、多模光纖和傳輸光纖均封裝于探針結構之中；該探針結構呈錐形，主體開設有與中軸線垂直的貫穿的方形孔，所述發射頭和紅外探測器均設于方形孔的側壁上(方形孔的內部區域為檢測區，方形孔的壁上開有三個圓形孔，以此作為發射頭和紅外探測器的安裝窗口。紅外探測器3安裝在發射頭的正對面以獲取透射光強，紅外探測器5與發射頭呈45度的夾角，以獲取散射光信號)。
[0012]本發明中，還包括計算機主機，所述紅外激光器、紅外探測器、光強計和計算機主機分別通過電纜接至電源，所述紅外激光器和光強計通過信號線分別接至計算機主機。
[0013]本發明中，所述探針結構分前后兩部分，其中前一部分為端部，用于裝置的固定；后一部分為尾部，所述方形孔開設在尾部。
[0014]本發明中，所述探針結構的端部設用于安裝的連接件。
[0015]本發明進一步提供了利用前述裝置實現飛灰含碳量在線測量的方法，包括以下步驟:
[0016](I)將所述在線測量裝置安裝于煙道中(一般為省煤器與空預器之間的位置)，使攜帶飛灰的煙氣從發射頭與兩個紅外探測器之間的空間流過；
[0017](2)啟動激光發射器以產生1.064 μπι的紅外線，紅外線在通過飛灰時因發生折射和反射而衰減，兩個紅外探測器接收紅外信號，由各自配套的光強計轉為光強信號后傳遞至計算機主機；
[0018](3)由計算機主機進行計算和分析:
[0019]對于與發射頭呈夾角設置的紅外探測器所接收到的光強信號，根據紅外反射原理對其進行分析，得到帶數據誤差的飛灰含碳量；對于與發射頭對向設置的紅外探測器所接收到的光強信號，根據光脈動原理分析飛灰濃度以及粒徑分布，以此修正前述帶數據誤差的飛灰含碳量，得到精度提高的飛灰含碳量數據。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0021](I)本發明克服了飛灰含碳量測量方法種種弊端，利用紅外反射以及光脈動理論實現了飛灰含碳量的實時測量，并且能夠在校正由于飛灰濃度以及粒徑分布引起的測量誤差，提尚了精度。
[0022](2)傳統的飛灰測量裝置，要么體積重量較大，且固定安裝，要么實時測量能力弱。本裝置采用了探針結構，實現了裝置的輕便化。既便于輕便攜帶，同時也提高了測量裝置對不同場合的適應性。
【附圖說明】
[0023]圖1為在線測量裝置原理圖；
[0024]圖2為探針結構的主視圖；
[0025]圖3為圖2中探針結構的立體視圖；
[0026]圖4為圖2中探針結構的剖視圖。
[0027]圖中的附圖標記為:1傳輸光纖；2飛灰；3紅外探測器；4光強計；5紅外探測器；6光強計；7紅外激光器；8多模光纖。
[0028]具體實施方法
[0029]參考附圖，下面將對本發明實施方法進行詳細描述。
[0030]如圖1所示，本發明中的基于紅外反射和光脈動的飛灰含碳量在線測量裝置，包括兩臺紅外探測器3、5，以及一臺能產生1.064 μπι紅外線的紅外激光器7 ;兩臺紅外探測器
3、5通過導線連接至各自配套的光強計4、6;紅外激光器7通過多模光纖8接至傳輸光纖1，并以傳輸光纖I的末端作為發射頭；發射頭與紅外探測器3對向設置，并以其連線作為中心線；發射頭和紅外探測器5之間的連線與中心線之間呈45度的夾角；發射頭與兩個紅外探測器3、5之間各自保持30?40mm的間距。
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