一、前 言

   锅炉飞灰含碳量是反映火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率的重要指标，实时检测飞灰含碳量将有利于指导运行正确调整风煤比，提高锅炉燃烧控制水平；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。随着我国电力发电机组不断向大容量、高参数发展，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、提高“竟价上网”能力以及粉煤灰综合利用能力已显得日益重要和迫切。

飞灰含碳量的传统测量方法是化学灼烧失重法，它是一种离线的实验室分析方法，这种方法虽有其精度高的特点，但因受灰样采集、分析时间滞后等因素影响，导致测量的结果不能及时准确地反映当前的锅炉燃烧的工况，对锅炉燃烧的控制和燃烧调整的指导缺乏实时性。而目前电厂投用的在线锅炉飞灰含碳量监测仪基本上都是采用微波测量技术，但是微波测量技术对飞灰含碳量的测量受煤种变化的影响比较大，测量稳定性和精度都不理想，较难满足用户对测量精度及稳定性的要求，而且大部分的维护量较大。

我公司开发生产的ZS-I型在线失重测碳装置，综合了传统高精度的实验室化学灼烧失重法测碳技术和公司自行研制的无动力、自抽式取样技术，实现了对飞灰含碳量的高精度实时在线智能化测量。测量数据可以在主机单元显示屏上显示，也可以通过其自带的D/A 模块输送到电厂的SIS 系统进行统一管理。该产品结构设计合理、性能可靠，维护量少。

 二、系统原理

 1、测量原理

采用失重法测量技术，当含有未燃尽碳的灰样在特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损失，利用灰样的烧失量作为计算依据，计算出灰样中的含碳量。

2、工作原理

系统采用无外加动力、自抽式取样单元，自动地将烟道中的灰样通过测量单元中的收灰组件收集到坩埚中。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主机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。

 三、系统结构 

针对国内200MW机组以上锅炉大多采用两个烟道排放飞灰的特  点，装置设计采用两套独立的飞灰取样和微波测量系统，而共用一套主控系统。

四、实现功能

实时含碳量数值及曲线显示

平均含碳量数值及曲线显示

历史含碳量曲线显示        

含碳量模拟信号输出

飞灰含碳量越限报警

系统状态指示

同步留灰功能

离线数据浏览

 五、性能指标

1、测量范围：   0～30％  （含碳量）

2、测量误差：   ±0.5％ 

3、检测周期：   6～10分钟（视灰流量大小而定）

4、历史数据：   保留时间>12个月

5、电源功耗：   220VAC ， 3KW    

6、输出信号：   2路隔离的4～20mA含碳量信号

                3路报警继电器结点信号

7、通信接口：   RS-485

8、工作温度：   主机单元       0℃～50℃

                电控和测试单元 －20℃～50℃

9、气    源：   仪用空气 400kpa～600kpa,耗气量约为0.03m³/分钟

六、系统特点

1、测量精度高，测量精度不受煤种变化的影响；
    2、实现对飞灰含碳量的高精度实时在线测量；
    3、采用了特制的灼烧器和国际先进的减振技术和温度控制技术；
    4、具有高耐磨性和防堵灰的特性；
    5、易于安装，标定简单快捷；
    6、采用可靠的一体化机和远程模块；
    7、良好的人机界面；
    8、标准工业通讯协议；
七、装置组成

1 、飞灰取样器（见下图）

飞灰取样器由取样嘴、取样管、喷射管、旋流集尘器、静压管等部件组成。飞灰取样单元采用了独特的耐磨设计和防堵灰设计，能保证装置长期可靠的进行自动采样，取出的灰样具有较好的代表性，从而保证了系统的整体测量可信度。

2 、测量单元

由收灰组件、排灰组件、灼烧组件、执行机构、称重组件等部件组成。测量单元的工作过程及功能由系统控制软件实现自动控制。在微波测量室中对飞灰灰样进行微波测量分析，测量完的飞灰根据程序设置或手动操作命令，反吹到烟道或吹到收灰的容器，而测量数据则由前置处理电路处理后发送给主机单元。