本发明专利技术公开了一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置，包括主机和测量枪，所述主机包括显示屏、控制模块、光谱分析处理模块、脉冲高压电源模块，所述测量枪包括筒状腔体、放电电极、采集透镜、光纤和导线。本发明专利技术还公开了一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量方法，其通过将测量枪由烟道上开设的测量孔插入烟道内后，通过测量枪顶端的电极释放高压电，电极间的烟气被击穿形成等离子体，烟气中的飞灰颗粒流经等离子体区域时被快速激发，并同时发射光谱信号，接着通过光纤和光谱分析处理模块采集并处理光谱数据，得到对应的飞灰含碳量测量结果。本发明专利技术无需取样、测量周期短、结构简单轻便、成本低、易维护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞灰含碳量测量
，具体涉及一种基于脉冲放电等离子体光谱 的飞灰含碳量测量装置及方法。
技术介绍
飞灰含碳量直接反映了炉内煤粉的燃烧效率，快速测量飞灰含碳量，有助利于指 导运行人员正确调整风煤比和煤粉细度。在燃烧调整试验期间，可大大提高试验效率，快速 诊断锅炉性能，保障锅炉的高效燃烧，并减少试验所需的人力物力财力成本。目前燃烧调整 试验期间的飞灰含碳量测量均是在烟道上进行取样，在实验室分析根据燃烧失重法获得飞 灰含碳量测量结果。该方法分析时间长，导致测量结果不能及时反映当前的燃烧工况，降低 了燃烧调整试验的效率。此外，国内外也有飞灰含碳量在线测量装置在现场应用，大多是基 于微波吸收法和快速灼烧法。这类设备大多是利用取样枪将飞灰从烟道中取出，当取样量 或取样时间达到预设值时开始检测，检测完的飞灰再通过排灰管排回烟道。取样枪堵灰是 该类飞灰含碳量在线测量装置存在的主要问题之一。其中，微波吸收法的测量精确度受煤 种变化的影响较大，测量稳定性和精度都不理想；快速灼烧法的测量周期通常需要10-15 分钟，较难满足飞灰含碳量快速测量的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决飞灰含碳量快速/在线测量结果不理想的问题，提供一种 基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置，并提供一种基于脉冲放电等离子体光 谱的飞灰含碳量测量方法。 本专利技术涉及的一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置是通过以 下技术方案实现的： -种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置，包括主机和测量枪， 所述主机包括显示屏、控制模块、光谱分析处理模块、脉冲高压电源模块，所述光 谱分析处理模块用于根据采集透镜和光纤采集到的光谱信号计算和存储获得的飞灰含碳 量数据；所述脉冲高压电源模块用于向放电电极提供脉冲高压电；所述控制模块用于控制 测量装置的参数设置，包括装置启动开关、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时和门 宽；所述显示屏用于显示飞灰含碳量测量结果、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时 和门宽； 所述测量枪包括筒状腔体、延伸地设置在腔体前端的放电电极、设置在腔体内的 采集透镜、光纤和导线，所述的光纤一端设置在腔体内用于采集光谱信号，另一端与光谱分 析处理模块连接，所述放电电极的两极通过导线连接脉冲高压电源模块。 进一步地，所述脉冲高压电源模块的脉冲电压为2000-20000V，脉冲频率为 I-IOHz0 进一步地，所述光谱采集的门宽为O-Ims。 本专利技术涉及的一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量方法是通过以 下技术方案实现的： 一种采用如所述测量装置的飞灰含碳量测量方法，包括以下步骤： 1)通过烟气管道上开设的测量孔把测量枪插入烟气管道内，打开测量装置启动开 关，脉冲高压电源模块以设置好的频率通过放电电极释放高压电，放电电极间的烟气被激 发形成等离子体，烟气中的飞灰颗粒流经等离子体区域时被快速激发，并同时发射光谱信 号； 2)飞灰颗粒激发形成的发射光谱信号通过测量枪内的采集透镜聚焦后进入光纤， 由光纤传输至测量装置内的光谱分析处理模块进行采集； 3)由采集到的光谱数据，根据飞灰含碳量和特征谱线强度的标定函数，计算得到 对应的飞灰含碳量的测量结果，所述标定函数为： C为飞灰含碳量，单位为wt. %， b为标定函数的常数， 为对含碳量有显著贡献的飞灰中所含的第i个元素的强度回归系数， I1为对含碳量有显著贡献的飞灰中所含的第i个元素的谱线强度， k为对含碳量有显著贡献的元素个数； 将检测得到的光谱数据中对含碳量有显著贡献的元素特征谱线强度数据依次代 入上述公式，即可计算得到飞灰含碳量； 4)将飞灰含碳量的测量结果由测量装置中的显示屏进行显示，并存储在测量装置 的光谱分析处理模块。 进一步地，把测量枪插入烟气管道上的不同测量孔，以及同一测量孔的不同深度， 可以实现烟道内飞灰含碳量的网格法测量。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术的，通过将测量 枪插入烟道上不同的测量孔及不同的深度，可以实现飞灰含碳量的网格法测量，提高了飞 灰含碳量测量的可靠性，并可以获得烟道内飞灰含碳量的二维分布。电极间的高压放电直 接击穿烟气形成等离子体，从而激发流经等离子体区域的飞灰，解决了由于现有飞灰含碳 量在线测量装置中取样系统堵塞的问题。采用本专利技术的测量装置，结构简单轻便，可以实现 1分钟内完成飞灰含碳量测量，达到快速测量的要求。【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图。 图2为本专利技术实际使用示意图。 其中：1.主机；2.测量枪；3.显示屏；4.控制模块；5.光谱分析处理模块；6.高压 脉冲电源模块；7.腔体；8.放电电极；9.采集透镜；10.光纤；11.导线；12.烟气管道。【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本专利技术的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一 赘述，但本下面结合附图和具体实施专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。 如图1所示，一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置，包括主机1 和测量枪2， 所述主机1包括显示屏3、控制模块4、光谱分析处理模块5、脉冲高压电源模块6， 所述光谱分析处理模块5用于根据采集透镜9和光纤10采集到的光谱信号计算和存储获 得的飞灰含碳量数据；所述脉冲高压电源模块6用于向放电电极8提供脉冲高压电，脉冲电 压为2000-20000V，脉冲频率为I-IOHz ;所述控制模块4用于控制测量装置的参数设置，包 括装置启动开关、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时和门宽；所述显示屏3用于显 示飞灰含碳量测量结果、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时和门宽； 所述测量枪2包括筒状腔体7、延伸地设置在腔体7前端的放电电极8、设置在腔 体7内的采集透镜9、光纤10和导线11，所述的光纤10 -端设置在腔体7内用于采集光谱 信号，另一端与光谱分析处理模块5连接，所述放电电极8的两极通过导线11连接脉冲高 压电源模块6。 本实施例中，所述光谱采集的门宽为O-Ims。 所述测量装置结构简单，使用方便，因为不用抽取飞灰，而是采用电极间的高压放 电直接击穿烟气形成等离子体，从而激发流经等离子体区域的飞灰获得光谱信号，解决了 由于现有飞灰含碳量在线测当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于脉冲放电等离子体光谱的飞灰含碳量测量装置，其特征在于，包括主机(1)和测量枪(2)，所述主机(1)包括显示屏(3)、控制模块(4)、光谱分析处理模块(5)、脉冲高压电源模块(6)，所述光谱分析处理模块(5)用于根据采集透镜(9)和光纤(10)采集到的光谱信号计算和存储获得的飞灰含碳量数据；所述脉冲高压电源模块(6)用于向放电电极(8)提供脉冲高压电；所述控制模块(4)用于控制测量装置的参数设置，包括装置启动开关、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时和门宽；所述显示屏(3)用于显示飞灰含碳量测量结果、脉冲频率、高压电源电压、光谱采集的延时和门宽；所述测量枪(2)包括筒状腔体(7)、延伸地设置在腔体(7)前端的放电电极(8)、设置在腔体(7)内的采集透镜(9)、光纤(10)和导线(11)，所述的光纤(10)一端设置在腔体(7)内用于采集光谱信号，另一端与光谱分析处理模块(5)连接，所述放电电极(8)的两极通过导线(11)连接脉冲高压电源模块(6)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚顺春，徐嘉隆，张怀义，白凯杰，陆继东，魏东明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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