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1、第一部分 WBA产品整体介绍第一章 概述一、 影响飞灰含碳量的因素1） 煤种；2） 氧量；3） 负荷；4） 煤粉细度；5） 烧方式和燃烧角的调整；6） 运行人员的实际操作；二、 为何要使用WBA产品实时检测飞灰中碳的含量，快速反应锅炉燃烧工况，将有利于（1）及时正确调整风煤比，提高锅炉燃烧控制水平。（2）合理控制飞灰含碳量，能够降低发电成本。（3）有助于分析锅炉燃烧效率，提高制粉系统和送风系统的安全性。三、 WBA产品的特点1） 无动力、自抽式等速取样，克服了部分其他WBA产品用撞击法取样分析灰样颗粒较大且不具有代表性的缺点。2） 先进的传感技术，微波谐振测量法并结合电调稳幅扫频技术，使测量精

2、度更高。3）解决灰路堵塞问题，保证了系统长期可靠运行。 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。 四、功能指标 1）测量范围： 015 （常规测量范围） 2）测量误差： 0.5 （含碳量在06时） 0.8 （含碳量在615时） 3）检测周期： 26分钟（视灰流量而定） 4）历史数据： 保留时间大于12个月5）电源功耗： 220VAC，平均0.5kW，最大2.2kW 6）工作气源： 400kpa600kpa 耗气量约为0.03m3/分钟7）信号输出： 模拟量 2路隔离的420mA含碳量信号。 开关量 3路报警继电器结点信号。8）通信接口： RS-

3、4859）环境温度： 主机单元 050 电控单元 1055 测试单元 1055第二章 组成单元介绍装置构成：取样单元，微波测试单元，电控单元，主机单元。一、 取样单元组成：吸气嘴、取样管、引射管（拉法尔喷管）、弯管组件（排气管）、旋流集尘器、静压管、锁紧螺栓、电源座、连接板 二、主机单元SBC-456主板 WBA-1.1 多功能卡工业微处理器 PCL-818L AD采集卡工业级电源 PCL-728 DA输出卡真空荧光显示器 PCL-730 DIO卡专用键盘和机箱 WBA-2.1 LED指示卡风扇、硬盘、底板等。三.微波测试单元由微波源、隔离器、微波测量室、微波检测器、振动器、灰位探测器、气动组

4、件、加热器、前置处理电路等组成。四、电控单元控制操作器、电源变换箱、专用接线端子及保险丝等组成。实现手动操作，电源变换与分配，信号转接和安全等功能 。第二章 WBA的工作过程和测量原理一、 装置测量原理通过采样系统将烟道中的灰样采集到微波测量单元，根据飞灰中未燃尽的碳和微波谐振频率和振幅之间存在一定的函数关系，经过在线标定和校准来获得飞灰中的含碳量数值。图2中曲线1表示谐振腔中没有灰样时的谐振曲线，其曲线峰值幅度为A0，谐振中心频率为f0，图中可见曲线幅值最大，曲线形图2 测量原理图（横坐标代表频率，纵坐标表示检波器输出的幅度）状最为陡峭。图2中曲线2表示谐振腔中装有灰样时的谐振曲线，其曲线峰

5、值幅度为A1，谐振中心频率为f1，图中可见曲线幅值比曲线1小，曲线形状陡峭性下降。相应的曲线3、4皆表示谐振腔中装有灰样时的谐振曲线。（曲线4）Carbon3（曲线3）Carbon2%（曲线2）Carbon1%（曲线1）。将各个已知含碳量的谐振曲线峰值点用曲线连接起来所形成的曲线5就是含碳量标定曲线，由此可见其含碳量信号是一个和信号幅值及谐振频率有关的函数：Carbon%=func(A,F)将标定好的含碳量标定曲线存储于计算机中，当在线检测飞灰含碳量时便通过调用此标定曲线计算出当前的飞灰含碳量。二、 工作过程 取样器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

6、，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，并在真空荧光屏上显示含碳量的数值及曲线。已分析完的灰样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，然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。第二部分 WBA装置系统分析和软硬件技术第一章、硬件技术（1） 取样技术飞灰取样器由吸气嘴、取样管、引射管、排气管、旋流集尘器、等部件组成。飞灰取样器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。由于取样器没有抽气泵等转动部件，因而取样器的运行可靠性大大增强。取样器的

7、连接板焊装在烟道上，取样管和引射管在烟道内，旋流集尘器和排气管在烟道外，连接烟道和大气的是拉法尔喷嘴，其形状是两端扩张中间收缩的一段圆管。锅炉正常运行时烟道中呈现负压状态，烟道外的空气便通过拉法尔喷嘴向烟道内流动，根据伯努利定律可知，在收缩管截面最小处的流速最快，压力最小，形成接近真空状态。排气管的调节喷嘴处于拉法尔喷嘴收缩段，因此调节喷嘴出口压力也接近真空，造成烟道中取样管吸嘴处压力大于调节喷嘴出口压力，因此气流带着飞灰就沿取样管向调节喷嘴流动，由于气流流速很快，在旋流集尘器中由于离心力的作用，飞灰颗粒落入测试箱管道中，气体则通过排气管进入烟道，完成飞灰颗粒和气体分离的作用。为了完成等速取样

8、，在取样器的吸嘴处设有两个静压测试口，一个是测量烟道内流动气流的静压，另一个是测量取样管内的静压，要达到等速的目的就是要保持这两个静压力相等，通过调节排气管上的调节喷嘴进退，改变调节喷嘴出口的压力，也即改变取样管的吸嘴处压力和调节喷嘴出口压力的压力差，调节流速，实现等速取样功能。(2)气路设置吹扫气源有三个目的：加热收集灰样的管道，防止渡灰；将测量过的灰样吹回烟道；将测量过的灰样吹到收灰瓶中。三通球阀提供主副通道，决定测量完的灰样是吹入集气瓶还是吹回烟道。作为振动器的动力。（3）加热技术加热套：A，B侧各一个/220V/100W/约500 无温度设定。加热棒：A，B侧各两根/220V/500W

9、/约100 温控仪设定加热片：A，B侧各一组/24V / 红（主加热）：23左右，黑（保温）：33左右 程序设定（4） 振动与防堵灰压缩空气提供动力：一、振实灰样，以提高测量精度；二、防止灰样粘附在管道中，使下灰更为顺利。震动器原理：压缩空气推动内部的一个塞芯。为了减少塞芯和内壁之间的磨损，添加润滑油，油物器的作用（1）就是使润滑油雾化，随同空气一道进入震动器。增加使用寿命（2）是震动器的频率更加稳定。（5） 过滤与防堵灰减压阀过滤单向阀过滤：一、阻止灰样无限制下落，二、过滤吹扫空气二、系统分析（1）信号传输流程微波扫频发射与检测信号流程：818L（05V） WBA1.1（020mA，05V）

10、 WBA3.1（CN1：3，410V） SMA线 微波源 L16线 谐振腔 检波器（0200mV） Q9线 WBA3.1（CN1：5 ，020mA）250采样电阻 818L（05V）温度信号流程：WBA6.1（546mA+室温*2） WBA3.2（CN1：2） WBA3.2（CN1：6，14mA左右） 818L（2）一个测量周期程序控制流程不保留灰样：吹扫 吹扫电磁阀关 落灰 振动（3秒） 落灰 振动 落灰 振动（完成最后的收灰） 测量 电磁阀打开 反吹（40秒） 振动保留灰样： 吹扫 吹扫电磁阀关闭 落灰 振动 落灰 振动 落灰 振动（最后收灰） 测量 转阀 吹扫电磁阀开 吹入集气瓶 转阀

11、反吹 振动第三章 板卡控制WBA4.1板卡 开关： SW1 间接控制吹扫（常开,两通直动）电磁阀 SW2 间接控制换向（常闭，五通直动）电磁阀SW3 间接控制振动（常闭，两通直动）电磁阀继电器 SSD1 控制加热棒 SSD2 备用 SSD3 控制吹扫电磁阀 SSD4 控制换向电磁阀 SSD5 控制振动电磁阀 SSD6 控制加热片加热 SSD7 控制加热片加热WBA3.1板卡 VR1 调节信号幅值 顺时针增大 VR6（粗调） 调节信号扫描频率 顺时针变小（左移）VR7（精调） 调节信号扫描频率 顺时针变小（左移）JP1（粗调） 调整信号幅值 介入电路为小JP2（精调） 调整信号幅值 介入电路为小

12、R3电阻 调整信号幅值， 减小其值变大。WBA5.1板卡 提供+24V（22.5V+1V），15V（13.8V+0.5V）电源WBA7.1板卡 手动操作控制：禁止取样，留灰，振动（4）仪用低压电源220V ：主机，加热套，电磁阀，加热棒+24V ：压力开关WBA4.2电源，光电开关，加热片（线性电源提供，24V+0.5V）微波源（线性电源提供）+15V ：微波源（10V+0.5V），WBA3.2电源，WBA6.1（AD590）源-15V ：微波源（10V+0.5V），WBA3.2电源第四章 参数设置总减压阀： 0.4Mpa吹扫减压阀：0.250.35 Mpa振动减压阀：0.20.25 Mpa压

13、力开关 ：0.3 Mpa温控仪 ：100度120度（6）影响精度的因素煤种变化飞灰密实度变化标定拟合误差（7） 电厂信号投油信号：提供一无源干结点，投油时禁止取样，对装置起保护作用。含碳量输出：4-20mA，实际电流值为4+实时含碳量报警信号：采用常开干结点输出 两类报警（1）高碳报警 （2）系统报警：压力报警 温度报警：低于60度报警。三、软件技术（1） 测试程序运行指令：C：CTTESTCT1参数说明：LOWF 低频 HIF 高频 XRAT X轴系数 YRAT Y轴系数 CHNO 通道选择 2为A侧 3为B侧 GAIN 增益RUN 运行TEMP 温度VAL 能量操作说明 Q键 退出 空格

14、暂停 C 刷新 （2） 主程序运行 C：CTCT参数说明：pjA，pjB 满灰时测得各自的微波能量值。C_A ，C_B 空管时测得的微波能量值。TA，TB 谐振腔加热片的温度 运行一小时后稳定在82-84度。fA,fB 峰值频率操作说明：键退出刷新（3） 编译程序运行：（：）操作说明：OPEN 打开工程文件OPEN打开源文件X 退出程序A清空画面BUILD 编译进入另一画面保存全屏（4） 装置标定将收取的灰样做好标记，送试验室化验，根据试验分析所得的含碳量数值和装置测量得到的数据来进行含碳量曲线的标定拟合。 （5） 面板说明：设置功能下菜单含义说明：取样禁止：装置的软禁止功能。 “是”代表装置

15、处于吹扫状态，此时禁止取样，不进行含碳量的测量。 “不”代表装置处于正常取样测量状态。 收灰方式： “自动”表示通过设置下面“收灰时间”和“收灰次数”参数后，装置自动完成灰样的收集。“手动”表示由人工通过手操开关执行收灰功能。收灰时间：此参数只在“收灰方式”设定为“自动”时才有效，此时间自设定之时起，每隔一段时间装置就开始收灰。收灰次数：此参数只在“收灰方式”设定为“自动”时才有效，其含义为：在上面设定的“收灰时间”内，自动收集几次灰样到收灰筒。收完灰样后装置自动恢复成向烟道排灰。平均时间：此参数作为计算平均含碳量的平均时间值。A侧高碳：设定A侧含碳量的高碳报警值，一旦A侧含碳量的测量值高于设

16、定值，装置将进行报警输出。B侧高碳：设定B侧含碳量的高碳报警值，一旦B侧含碳量的测量值高于设定值，装置将进行报警输出。下限负荷：这是设定锅炉正常燃煤工作的最低负荷，装置在此负荷以下将自动进入取样禁止状态。燃煤种类：这是为了在煤种变化较大的情况下，针对不同的煤种设定不同的定标曲线。这一步需要根据各个用户使用煤种的实际情况设定。 A侧系数：此参数是为了修正装置取样点的代表性而设定的，装置测量的含碳量和化验的含碳量之间存在一定的偏差，可用此参数进行适当的修正。 B侧系数：同A侧。 第四章、操作方法和注意事项（1） 校验说明在锅炉运行稳定的情况下，收取一定的灰样，同时记录装置的含碳量实时值，计算出平均值，一般收取5种以上的灰样样本，送化验室分析，以化验值作为含碳量的真值来校准装置显示值。校准方法：通过修改主机设置功能中的“煤种”和“A、B侧系数”来调校显示值。“斜率（煤种）”参数值用k来表示，“A或B 侧系数”用b来表示，灰样含碳量显示均值用x来表示，调校后的显示均值用y表示，则有校准关系式：说明：煤种系数为时，k=1.01.4 煤种系数为时，k=0.50.9 b的范围为.（2） 收灰方法一 手动方式：在电控箱内把灰样保留开关拨向上方,此时上方指示灯亮(红),装置就进入灰样保留状态。二