微波法飞灰含碳量在线监测装置
一、系统原理
1、测量原理
采用微波谐振测量技术，根据飞灰中未燃尽的碳对微波谐振能量的吸收特性，分析确定飞灰中碳的含量。
2、工作原理
系统采用无外加动力、自抽式动态取样器，自动等速地将烟道中的灰样收集到微波测试管中并自动判别收集灰位的高低。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。测量信号经过现场预处理后传送到集控室，再经主机单元作进一步变换、运算和存储，并在液晶彩显屏上显示含碳量的数值及曲线。
对分析完的灰样，根据主机程序中的设置命令（或手动控制状态），可以自动排放回烟道或者送入收灰容器，以便于实验室分析化验，再继续进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。
二、系统结构
针对国内100MW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，而共用一套电控和主机处理系统。
系统结构框图
三、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
四、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
五、系统特点
1、无动力、自抽式工业动态取样器，等速采取烟道中的灰样。
2、采用微波谐振法测量并结合电调稳幅扫频技术，具有更高的精度。
3、通过“加热、振打、吹扫”的排灰措施，有效的保证了测量系统灰路的通畅。
4、具有同步留灰功能，方便用户实时取样校验分析。
5、利用工控机处理信号，提高了测量精度。
6、液晶彩显界面友好。
7、应用系统组合的技术，经济性好。
六、装置组成
1 、飞灰取样器
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。飞灰取样器采用了特殊的结构设计，能够自动跟踪锅炉烟道流速的变化而保持等速取样状态，因而，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 、测试单元
由微波源、微波测量室、微波检测器、振动器、灰位探测器、气动组件、加热器、前置处理电路等组成。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。
3 、电控单元
由控制操作器、电源变换箱、专用接线端子及机箱等组成，完成系统手动操作功能，现场处理单元的电源分配，以及信号的转接。
4 、主机单元
由工业微处理器、A/D模块、 D/A模块、 DIO隔离模块、模拟量隔离模块、工业级电源、专用键盘、真空荧光显示器、机箱等组成，实现对信号的采集、处理、显示以及通信接口。
5 、气 源
由现场仪用气源管道传输到测试单元气源接口，提供给加热、振打、反吹的装置。
6 、电 缆
测试箱和电控箱之间由一根多芯信号电缆和一根电源电缆连接，电控箱和主机箱之间由2根多芯信号电缆和一根电源电缆连接。
7 、机 箱
测试机箱：800×600×300mm（长×宽×深） 2台
电控机箱：400×600×280mm（长×宽×深） 1台
主机机箱：面板尺寸 （视液晶彩显规格而定） 1台
七、安装说明
飞灰取样器和机箱的安装，可以在锅炉运行期间实施；气源管路和信号电缆的敷设，飞灰取样器和主机箱安装孔的开孔，机箱固定支架的焊接应在停炉后进行。装置的所有安装操作应符合电厂的有关安全生产规范的要求。
1 、取样点的定位
取样点在空气预热器出口和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：
● 在烟道的直管段
● 烟道吸力大于250Pa
● 烟气温度小于370℃
● 烟气流速和灰样具有代表性的部位。
2 、烟道局部改造
根据取样点的确定位置，停炉后拆除烟道保温层，在烟道上割开一个方孔，将取样器过渡板覆盖焊接在开出的方孔边沿上。如果此时不安装取样器，应用取样器盖板将过渡板上的方孔盖住，以保证在锅炉运行时烟道的密封。
3 、取样器的安装
取样器可以安装在垂直或水平烟道上，使取样嘴迎着烟气流向，而且应当保证旋流集尘器处于垂直状态。当安装在水平烟道上时，由于重力的影响，飞灰分布重心下移，因此取样器应安装在低于1/2烟道高度的位置。取样器安装在烟道事先开好的方孔内，并用螺栓固定在过渡板上。
4 、测试箱的安装
取样器与测试箱