【摘要】：目前,煤粉爐依然是我國火電廠應(yīng)用最為普遍的鍋爐類型之一,在煤粉氣力輸運(yùn)的過程中,煤粉細(xì)度是電廠燃燒優(yōu)化控制的核心參數(shù)之一。煤粉細(xì)度的精確測量對于鍋爐的燃燒優(yōu)化有著巨大的參考價(jià)值。超聲波在工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,具有非接觸、自清潔等優(yōu)點(diǎn),在煤粉細(xì)度測量上具有很好的應(yīng)用前景。本文研究的目的是驗(yàn)證超聲法用于煤粉細(xì)度測量的可行性,主要進(jìn)行了以下幾個方面的研究工作:(1)通過篩分法確定了三個電廠的煤粉粒徑分布,考慮到煤粉的易揚(yáng)塵、形狀不規(guī)則、易吸濕以及長期堆積易自燃的特性,本文后續(xù)研究用相同粒徑系列的玻璃微珠代替煤粉。(2)堆積狀態(tài)下超聲波信號衰減特性研究,選用不同頻率的超聲波通過不同粒徑的玻璃微珠層,研究不同頻率的超聲波衰減系數(shù)與粒徑之間的關(guān)系,結(jié)果表明:使用40kHz和80kHz這兩種頻率的超聲波分別通過不同粒徑的同一粒徑的玻璃微珠層,其衰減系數(shù)差值在電廠煤粉粒徑集中段40μm-120μm內(nèi)存在單調(diào)對應(yīng)關(guān)系,可用于粒徑的測量。(3)模擬電廠煤粉管道內(nèi)氣力輸運(yùn)過程,設(shè)計(jì)并搭建了煤粉細(xì)度動態(tài)循環(huán)實(shí)驗(yàn)臺以及配套的煤粉細(xì)度測量系統(tǒng),完成了整個實(shí)驗(yàn)平臺的調(diào)試工作。(4)在上述實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行不同混合粒徑的超聲波信號衰減特性實(shí)驗(yàn),得到和顆粒堆積狀態(tài)下相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,即通過兩種不同頻率的超聲波可以對不同的混合粒徑進(jìn)行區(qū)分,可用于電廠一次風(fēng)管道煤粉細(xì)度的測量。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM621.2
【圖文】：

邐超聲法煤粉細(xì)度在線測量研宄逡逑意圖如圖１．１所示。逡逑輸運(yùn)邐壓差計(jì)Ｐｉ溫度計(jì)逡逑管道邐！邐士逡逑取樣頭邐ＬｊＪ邐Ａ逡逑加熱器￣￣Ｌｉ＿邐＿＾＜３＿逡逑＞ｋ邋ｔＭ邐流Ｍ計(jì)邐ｐ１－Ｌ｜逡逑曑邐１邐迦逡逑氣流邐：ｒ－：逡逑圖ｉ．ｉ取樣篩分稱重法原理示意圖逡逑為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，要求在測量的過程中，流體速度保持穩(wěn)定，并且取樣逡逑頭應(yīng)該正對兩相流的來流方向，不能發(fā)生偏斜。如果測量條件達(dá)不到上述要求，則測量逡逑出來的結(jié)果是有誤差的，其誤差的變化情況如圖１．２所示。文獻(xiàn)［１２］中對測量過程中的各逡逑種情形做了更加詳盡的說明，在此不再贅述。逡逑取樣篩分稱重法的優(yōu)點(diǎn)是測量結(jié)果準(zhǔn)確，但是，要想表示真實(shí)的煤粉粒徑分布，對逡逑取樣位置的要求較高，另取樣時(shí)工作環(huán)境非常差，測量具有較大的滯后性，無法做到實(shí)逡逑時(shí)測量’不能滿足現(xiàn)在電廠對燃燒系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理的要求。邐逡逑ｖｖ0邐ｗ０邐ｗ０逡逑—邐＾？＼＼邐ｊ邋ｉｉｊｕ邋＾逡逑Ｗ邐Ｗ邐＞Ｖ邐＇邋ｗ逡逑取樣速度邐Ｗ邋＝邋ｗ。邐ｗ邋＜邋ｗ0邐？Ｖ邋＞邋ｗ0邐ｗ邋＝邋ｗ0逡逑取樣粉塵濃度邐準(zhǔn)確邐偏高邐偏低邐偏低逡逑取樣粉塵平均直徑邐準(zhǔn)確邐＾邐＾邐變小逡逑圖１．２取樣頭各種測量情形逡逑１．３．２顯微鏡法逡逑到目前為止，顯微鏡法依然是為數(shù)不多的能對單個顆粒進(jìn)行測量的方法之一，除了逡逑可以測量粒徑的大小

１．３．３基于Ｍｉｅ散射理論丨叫４丨的多相流粒徑測量方法逡逑１．３．３．１光散射？法逡逑如圖１．３所示，當(dāng)光束（比如激光）通過待測的氣－固兩相流時(shí)，在遠(yuǎn)處的光靶上，逡逑會出現(xiàn)顆粒群的衍射圖形，并且顆粒的大小分布與光靶上的衍射圖形是一一對應(yīng)的。通逡逑過衍射理論可知，衍射圖形就是激光通過兩相流中的單個顆粒時(shí)衍射結(jié)果的簡單疊加。逡逑將光靶上的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過測量得到的電信號的強(qiáng)弱分布，也就是衍射光強(qiáng)逡逑分布，結(jié)合優(yōu)化理論，就可以計(jì)算出兩相流中固體顆粒的大小和分布情況［１５］。逡逑衍射式激光粒度儀［１６］就是基于光散射法的理論制造的，現(xiàn)在己經(jīng)在兩相流固體粒度逡逑的測量上得到了應(yīng)用。逡逑邐邋ｒ邐＿邐Ｉ利葉透鏡邐恍逡逑空間濾、被測費(fèi)粒逡逑ｒ＿邐邐１逡逑計(jì)算機(jī)｜Ｌ１邐Ｉ—邐邐逡逑ＬＩＺＭ邋—逡逑圖１．３光散射法原理圖逡逑１．３．３．２光脈動法逡逑蔡小舒等［１７］通過光脈動法測量煤粉管道內(nèi)煤粉顆粒的粒徑，基本原理如下：利用一逡逑定表面積的光束照射氣－固兩相流時(shí)，因?yàn)楣腆w顆粒對光束的散射與吸收會造成照射光逡逑束的衰減。在被光束照亮的部分

通過式（１．４）可知，當(dāng)減小禹，即使用細(xì)的光束時(shí)，照射到的固體顆粒也將變少，Ｎ逡逑木減小到一定程度后，可以假定照射到的固體顆粒是隨機(jī)出現(xiàn)的。山式（１．５）ｎＵｌｌ，得到逡逑的透射光強(qiáng)信號／會出現(xiàn)脈動信號。如圖１．５所示。圖屮當(dāng)出現(xiàn)固體顆粒是，就會出現(xiàn)逡逑衰減，衰減的程度與顆粒數(shù)與顆粒直徑有關(guān)，這樣就可以建立三者之間的關(guān)系，通過假逡逑定顆粒數(shù)模型，根據(jù)脈沖信號就ｎ丨以得到顆粒的直徑。逡逑５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2770365