D3风粉在线系统介绍

1、西安科瑞自动化有限责任公司世界先进的气固两相流世界先进的气固两相流浓度和流量浓度和流量在线监测技术成果！在线监测技术成果！D/3-SCMD/3-SCM交流电荷感应式风粉在线系统交流电荷感应式风粉在线系统 主要功能主要功能煤粉绝对流速煤粉绝对流速煤粉浓度或质量流量煤粉浓度或质量流量煤粉细度的变化煤粉细度的变化各煤粉管道煤量平衡各煤粉管道煤量平衡煤粉管道不稳定流现象煤粉管道不稳定流现象实时监测：实时监测：高精度高精度 免维护免维护D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统锅炉风粉全参数在线监测系统D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统锅炉风粉全参数在线监测系统当前市场主要的风粉在线监测系统当前市场

2、主要的风粉在线监测系统 传统的差压式（靠背管）风粉在线系统传统的差压式（靠背管）风粉在线系统 微波原理的风粉在线系统微波原理的风粉在线系统 传统差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统传统差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统 静电荷法风粉在线系统：静电荷法风粉在线系统： 采用插入式传感器探头的风粉在线系统采用插入式传感器探头的风粉在线系统 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 基于超声波原理的风粉在线系统基于超声波原理的风粉在线系统 基于交流电荷耦合技术和数字信号处理技术的风粉在线系统基于交流电荷耦合技术和数字信号处理技术的风粉在线系统风粉在线产品系

3、统的选择风粉在线产品系统的选择传统的差压式风粉在线系统传统的差压式风粉在线系统 已经被证明无法满足现场需求，并且无煤粉浓度测功能。已经被证明无法满足现场需求，并且无煤粉浓度测功能。差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统 虽然增加了煤粉浓度测量功能，但是其自身的缺陷依然存在。虽然增加了煤粉浓度测量功能，但是其自身的缺陷依然存在。 采用静电荷法测量煤粉浓度，也存在稳定性问题；采用静电荷法测量煤粉浓度，也存在稳定性问题；煤粉浓度测量需要进行流速修正煤粉浓度测量需要进行流速修正流速测量精度也会影响浓度测量流速测量精度也会影响浓度测量风粉在线产品系统的选择风粉在线产

4、品系统的选择微波原理的风粉在线系统微波原理的风粉在线系统作为前些年的新技术产品，微波法风粉在线作为前些年的新技术产品，微波法风粉在线系统，在国内电厂有过一些应用。系统，在国内电厂有过一些应用。主要存在的问题：主要存在的问题： 测量受环境因素影响较大测量受环境因素影响较大 信号清晰度不够，无法通过交相信号清晰度不够，无法通过交相 关性算法，精确计算流速。关性算法，精确计算流速。 有源探头，难以解决磨损问题有源探头，难以解决磨损问题 实用中设备的维护量大，需要经常性维护和更换备品备件。实用中设备的维护量大，需要经常性维护和更换备品备件。最主要问题是，因基础信号源不稳定，带来的测量问题最主要问题是，

5、因基础信号源不稳定，带来的测量问题风粉在线产品系统的选择风粉在线产品系统的选择静电荷法风粉在线系统：静电荷法风粉在线系统： 采用插入式传感器探头的风粉在线系统采用插入式传感器探头的风粉在线系统 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 静电荷法测量技术，最初是针对破袋系统提出的，静电荷法测量技术，最初是针对破袋系统提出的， 用于定性的反映被测介质的流速和浓度突变现象，用于定性的反映被测介质的流速和浓度突变现象， 从而对布袋除尘系统进行破袋报警。从而对布袋除尘系统进行破袋报警。不适合定量测量设备不适合定量测量设备风粉在线产品系统的选择风粉在线产品系统的选择

6、电荷感应式技术的分类电荷感应式技术的分类电荷感应式产品，依据采集信号的方式可分为：电荷感应式产品，依据采集信号的方式可分为： 静电荷法静电荷法 交流电荷感应式交流电荷感应式静电荷法测量原理：静电荷法测量原理：从磨煤机出口进入送粉管道的煤粉颗粒，在气力输送的过程中从磨煤机出口进入送粉管道的煤粉颗粒，在气力输送的过程中因摩擦碰撞等因素，表面会积累一定的电荷。该电荷会在金属因摩擦碰撞等因素，表面会积累一定的电荷。该电荷会在金属传感器上产生静电信号。通过对上述静电信号进行分析处理，传感器上产生静电信号。通过对上述静电信号进行分析处理，从而得到煤粉的流速和浓度值。从而得到煤粉的流速和浓度值。被测介质必须

7、带有一定量的电荷。静电荷被测介质必须带有一定量的电荷。静电荷法产品，采集的是煤粉颗粒表面所携带的法产品，采集的是煤粉颗粒表面所携带的电荷量，由于煤粉自身携带的电荷量是一电荷量，由于煤粉自身携带的电荷量是一个随机值，并且会因环境因素随时发生变个随机值，并且会因环境因素随时发生变化，造成测量参数的波动。化，造成测量参数的波动。风粉在线产品系统的选择风粉在线产品系统的选择静电荷法测量原理应用于风粉在线系统的缺陷静电荷法测量原理应用于风粉在线系统的缺陷 信号源不稳定信号源不稳定 测量信号不能反映被测介质的特征值测量信号不能反映被测介质的特征值由于采集的是煤粉颗粒表面的电荷量，并不能反映被测煤由于采集的

8、是煤粉颗粒表面的电荷量，并不能反映被测煤粉颗粒本身的特征曲线，因而无法直接通过相关性算法计粉颗粒本身的特征曲线，因而无法直接通过相关性算法计算流速和煤粉细度，仅能定性的反映煤粉颗粒浓度和流量算流速和煤粉细度，仅能定性的反映煤粉颗粒浓度和流量的变化。的变化。风粉在线产品系统的选择风粉在线产品系统的选择静电荷法产品的优势静电荷法产品的优势 技术门槛比较低技术门槛比较低 静电感应信号非常容易采集，无需数字信号处理。静电感应信号非常容易采集，无需数字信号处理。 产品研发和生产成本比较小，易于普及。产品研发和生产成本比较小，易于普及。交流电荷感应技术的简介交流电荷感应技术的简介相对于静电荷法技术，交流电

9、荷感应技术的在风粉参数精确测量方相对于静电荷法技术，交流电荷感应技术的在风粉参数精确测量方面有着非常明显的优势，但是技术难度也非常高。由于采集的信号面有着非常明显的优势，但是技术难度也非常高。由于采集的信号源相比静电荷信号相差源相比静电荷信号相差56个数量级，因此需要非常精密的硬件芯个数量级，因此需要非常精密的硬件芯片来支撑；同时，交流电荷感应技术需要采集被测介质的特征信号片来支撑；同时，交流电荷感应技术需要采集被测介质的特征信号曲线进行交相关性计算，因此还需要结合高精度的数字信号处理技曲线进行交相关性计算，因此还需要结合高精度的数字信号处理技术。下面我们将着重介绍交流电荷感应技术。术。下面我

10、们将着重介绍交流电荷感应技术。D/3D/3交流电荷感应原理交流电荷感应原理每一种物质都在每一种物质都在电荷感应序列电荷感应序列中占有一个席位中占有一个席位D/3交流电荷感应原理在动态状态下在动态状态下，任何两种不同物质将相互感应产生电荷，任何两种不同物质将相互感应产生电荷。撞击撞击摩擦摩擦感应感应E=f(N,V)其中：其中：E电荷感应信电荷感应信号强度号强度N煤粉浓度煤粉浓度V-风粉流速风粉流速 D/3D/3测速原理测速原理交相关数学模型求出交相关数学模型求出时间差时间差 t t感应电感应电荷信号荷信号流速测量特点n在线精准测量介质平均流速、重复度优于在线精准测量介质平均流速、重复度优于0.1

11、%0.1%n直接测量流速、无需标定直接测量流速、无需标定n本质零漂移本质零漂移n高粉尘介质对于测量没有影响，无需吹扫、免维护高粉尘介质对于测量没有影响，无需吹扫、免维护n要求更少的直管段要求更少的直管段n不受介质成分变化的影响不受介质成分变化的影响n不受介质温度、压力变化的影响不受介质温度、压力变化的影响交流电荷耦合技术感应的信号来自于交流电荷耦合技术感应的信号来自于大范围的耦合电荷，不是撞击、摩擦大范围的耦合电荷，不是撞击、摩擦电荷。电荷。D/3D/3煤粉浓度测量原理煤粉浓度测量原理n采用交流电荷耦合技术n交流耦合技术是测量电荷信号围绕着电荷平均值的扰动量n电荷信号扰动量的标准偏移与粉尘的排

12、放总量（mg/s）成线性关系n介质浓度：介质浓度介质浓度= =总排放量总排放量（流速（流速x x管道截面积）管道截面积） mg/m= mg/s mg/m= mg/s m/s m/s x m x m 介质流速的变化直接影响介质浓度的检测值D/3D/3系列产品可同步测量介质流速，可实时输出准确系列产品可同步测量介质流速，可实时输出准确的浓度值的浓度值n分辨率可达0.01 mg/m (mg/m (光闪射仪和浊度仪的分辨率达不到光闪射仪和浊度仪的分辨率达不到10 mg/m 10 mg/m 以下以下) )D/3D/3煤粉浓度测量原理煤粉浓度测量原理n煤粉颗粒度不同，煤粉颗粒质量就不同，当粒度不同的煤粉颗

13、粒煤粉颗粒度不同，煤粉颗粒质量就不同，当粒度不同的煤粉颗粒流过传感器探头时，感应的电荷信号的动量特征就不同，反映在流过传感器探头时，感应的电荷信号的动量特征就不同，反映在信号上表现为功率密度谱不同，通过高速数据采集带有粒度特征信号上表现为功率密度谱不同，通过高速数据采集带有粒度特征的感应电荷信号，经过数字信号处理技术和快速谱分析数学模型，的感应电荷信号，经过数字信号处理技术和快速谱分析数学模型，就可测量出稳定的相对煤粉细度，连续测量可得到准确的细度变就可测量出稳定的相对煤粉细度，连续测量可得到准确的细度变化信息。经过现场取样标定，化信息。经过现场取样标定， 可以可以RX RX 方式表示煤粉细度

14、，如方式表示煤粉细度，如R75R75、R200R200、R90R90表示，常用表示，常用R90R90形式表示。形式表示。 根据下式可以计算出出煤粉均匀性系数：根据下式可以计算出出煤粉均匀性系数：21lg100lnlg100lnlg21xxRRnxxD/3D/3煤粉细度测量原理煤粉细度测量原理D/3D/3煤粉细度测量原理煤粉细度测量原理D/3交流电荷耦合技术及本质优点n探头表面被粉尘覆盖n探头材质与粉尘颗粒性质接近n探头材质不单纯，导致对同一种粉尘颗粒同时产生正和负电荷n探头涂覆非导电体材料n粉尘颗粒由于碰撞达到平衡态以上情形交流电荷耦合技术都能有效测量，直流电荷感应技术将失效。总结：总结：为什

15、么选择交流电荷感应技术为什么选择交流电荷感应技术D/3 D/3 环境适应性环境适应性检测与标准制造与检测(风粉试验台)技术发展历程电电 荷荷 感感 应应 测测 量量 技技 术术 发发 展展 历历 程程技术分代技术分代感应技术感应技术技术应用技术应用代表厂家代表厂家第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代静电感应静电感应开关报警开关报警破袋检测破袋检测静电感应静电感应模拟检测模拟检测烟尘排放烟尘排放浓度检测浓度检测交流感应交流感应模拟检测模拟检测烟尘排放烟尘排放交流感应交流感应数字技术数字技术流速检测流速检测英国英国CODEL 中国企业中国企业澳大利亚澳大利亚GOYEN西安科瑞西安科瑞第五代第五代浓度检测浓度检测交流感应交流感应数字技术数字技术德国德国promecon西安科瑞西安科瑞国产、进口国产、进口整体技术先进性比较 采用国际先进的交流电荷耦合技术； 现代数字信号处理技术； 网络技术和交相关技术； 直接测量煤粉浓度及风粉流速。 采用静电感应法采用静电感应法（即直流电荷感应（即直流电荷感应技术）与模拟信号技术）与模拟信号处理方法和传统靠处理方法和传统靠背管差压式流量测背管