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1、新型激光光谱技术在电站运行诊断中的应用华南理工大学学报自然科学版第卷第期..年月?文章编号:??新型激光光谱技术在电站运行诊断中的应用术陆继东姚顺春董美蓉郑建平华南理工大学电力学院,广东广州摘要:电力工业的快速发展和用电结构的重大变化,使电站锅炉面临来煤多变、煤质特性复杂多样、负荷变化范围大等问题,这些问题直接影响电站锅炉运行的安全性和经济性.燃煤电站锅炉机组在线测量技术的缺乏已经成为制约火电机组优化运行技术发展的瓶颈之一.为此,一种新型的激光光谱技术??激光诱导击穿光谱技术被引入电站运行诊断领域.文中分别介绍了笔者及其所在团队近年来在从煤质分析、粉煤灰未燃碳分析和受热面失效趋
2、势的快速分析个方面进行的相关研究工作,并探讨了该技术在电站运行诊断领域的发展方向.关键词:电站运行诊断;激光诱导击穿光谱技术;煤;粉煤灰未燃碳;锅炉受热面中图分类号:;:./.....目前我国火电站锅炉主要面临来煤多变、煤质分析技术,将其应用于入炉煤煤质特性和粉煤灰未燃特性复杂多样、因参与调峰而承受大范围的负荷变碳的在线测量、锅炉受热面失效部位和趋势的快速分化等问题,这些问题易导致锅炉运行中出现制粉系析,有利于进一步提高锅炉运行的安全性和经济性.统磨损和振动、燃烧效率偏低、燃烧稳定性差、烟温激光诱导击穿光谱技术是一项基于等偏差、受热面积灰和结渣、受热面磨损、灭火事故等离子体原子
3、发射光谱的定性定量分析方法.随着光问题,直接影响电站锅炉的安全和经济运行,进而影谱仪和激光器技术的快速发展,技术凭借其无响电网的整体安全.先进的优化运行技术是保障电需样品预处理或仅需简单预处理、多元素同步快速站锅炉安全和经济运行的重要措施之一,然而关键测量等优势,已逐步发展成为一项潜在的工业过程参数在线测量技术的缺乏,严重制约了火电机组优监测技术,被越来越多地尝试应用于矿产、冶金和燃化运行技术的发展,尤其是入炉煤煤质特性和粉煤煤等¨。。工业领域的过程质量控制.笔者及其所在团队长期从事技术的应用基础研究¨,文中灰未燃碳等重要运行参数在线测量信息的缺乏,使重点介绍了笔者及其所在团队
4、近年来针对技锅炉的燃烧优化调控缺乏必要和准确的依据.随着术在电站运行诊断中的应用进行的一些研究,探讨大容量和高参数燃煤机组的投入使用,对锅炉安全了入炉煤煤质特性和粉煤灰未燃碳测量、锅炉受热运行的要求越来越高,而锅炉的安全运行很大程度面的失效部位和趋势的快速分析等方面的关键科学上取决于锅炉受热面材料的安全状况.锅炉受热面问题,以期为发展适用于电站运行诊断的新型激光材料在高温和高压环境下长期运行会发生组织和性光谱技术提供参考.能变化,甚至产生缺陷.在停炉检修期间快速确定受热面存在性能恶化趋势的部位,及时了解和掌握金属技术原理部件的安全状况,可以减少非计划停运次数,提高锅炉安全运行的
5、可靠性.因此,发展新型的在线或快速技术属于原子发射光谱技术,根据电子能收稿日期:??基金项目:国家自然科学基金资助项目,;煤燃烧国家重点实验室开放基金资助项目作者简介:陆继东一,男,教授,博士生导师,主要从事清洁能源转换及系统优化研究.:..万方数据第卷华南理工大学学报自然科学版等离子体区的电子密度达到一定程度后,入射激光会级跃迁发射的原子离子谱线进行定性分析和定量分析.脉冲脉宽为纳秒、皮秒或飞秒的激光光被大量吸收;已经形成的样品等离子体消弱或阻止了脉冲激光的后半部分到达样品表面继续烧蚀.束能量通常为几十到几百毫焦经过透镜后聚焦等离子体信号采集的延迟时间是另一个影响到样品的表面
6、,作用点处的一部分样品质量一般在微克级吸收激光能量后熔化、蒸发,并瞬间电离煤质元素分析结果的重要参数,等离子体的产生和演化过程是一个持续时间很短的过程,通常为微秒形成由自由电子、处于激发态的原子和离子组成的量级,而且不同元素之间由于激发、电离特性以及谱高温通常在以上等离子体¨.等离子线的跃迁特性不同,会导致彼此的演化趋势不同.体随着向外界环境膨胀的过程而逐渐冷却,并发射文献.对煤中不同元素谱线强度¨刮和煤中不表征样品组分信息的光谱,一部分等离子体发射光同元素谱线信噪比的时间演化曲线的研被光纤采集并传送到光谱仪,光谱仪将等离子体发究表明,同一煤种中不同元素的谱线强度和的射光包括连
7、续光谱、原子光谱和离子光谱进行分时间特性均存在一定差异.所以在对煤质进行多元光.在光谱仪的出口处安装探测器对光谱信号进行素同步测量时需要综合考虑各个元素的特性,选取探测,并转换成数字信号传输到计算机上进行光谱合适的等离子体信号采集时间参数.分析。通过解析等离子体光谱,并结合定量分析模除了激光光源参数和等离子体信号采集时间会型,可以得到所分析样品组分的类别和含量信息.对煤质分析造成影响外,煤样特性会引起基体效应,相对于传统的光学测量方法,技术虽具有从而影响煤质分析结果的精确度.不同形态燃煤的前
