微波法测量煤质水分频率的选取.pdf

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1、第43卷第6期热力发电Vo1．43NO．62O14年6月THERMALPOWERGENERATIONJun．2014微波法测量煤质水分频率的选取刘海玉，谭厚章，樊保国，金燕(1_太原理工大学电气与动力工程学院，山西太原030024；2．西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710048)[摘要]通过搭建1～4GHz宽频率微波实验台，测定了6种煤的微波功率衰减对煤质水分变化的响应特性。结果表明：采用微波功率衰减法测量煤质水分时，在频率≥3．5GHz下，煤的含水量变化与微波衰减近似为二次曲线关系，并且随着频

2、率升高，拟合精度相差不大；选择较低的频率可以测量较大含水量和较厚的煤样，实际应用中可根据需要选取合适的频率。[关键词]煤；水分；测量；微波功率衰减法；频率[中图分类号]TQ533[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2014)06—0136-05[-DOI编号]10．3969／j．issn．1002—3364．2014．06．136Selectionofemissionfrequencyformoisturemeasurementincoalbymicrowavepowerattenuation

3、LIUHaiyu，TANHouzhang，FANBaoguo，JINYan(1．SchoolofElectricalandPowerEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi'anJiaotongUniversity，Xi'an710048，China)Abstract：Amicrowaveinstrumentwasdesignedtodetermi

4、nethemoisturecontentincoalwithawideemissionfrequencyrangingfrom1to4GHz．Theresponsecharacterofmicrowavepowerat—tenuationtomoisturecontentinsixkindsofcoalshowedthatwhenthefrequencywaslargerthan3．5GHz，theresponsecurveofmicrowavepowerattenuationtomoisturecont

5、entcouldbede—scribedasconicequation．Asthefrequencyincreases，thefittingprecisiontrendstobecloser．However，arelativelowfrequencycanbemorecapableofdeterminingcoalwithlargemoisturecontentandthickness．Inreal—worldusage，wecanselecttheoptimalfrequencyaccordingtor

6、e-quirements．Keywords：coal；moisturemeasurement；microwavepowerattenuation；frequency煤质水分分析是火电厂煤质分析项目之一，煤量整体湿度，而不仅限于检测材料表面L5]，因此使用中水分过大，势必增加输煤、储煤负担，使输煤系统最为广泛[6-1o3。故障率增加；并且在燃烧过程中，因为水蒸气要吸收按测量微波的参量分为功率衰减法和相位一部分热量，使锅炉燃烧热效率降低，因此研究煤中法_1。虽然功率衰减法的分辨力差于相位法，但因水分的快速测量

7、方法具有重要意义。目前煤水分测其装置简单，对信号源频率变化不敏感，故应用更为量方法较多_】]，其中微波法可以实现即时、在线、非广泛_9]。基于功率衰减法开发的微波水分测量仪的接触测量，而且可以穿透相当大截面厚度的材料，测工作频率相对较高_】，但对于该频率的取值范围收稿日期：2013—09—03基金项目：国家自然科学基金项目(51206116)作者简介：刘海玉(1981一)，男，满族，河北易县人，工学博士，从事煤质在线监测及煤的高效低污染燃烧技术研究。E-mail：liuhaiyu@tyut．edu．cn第

8、6期刘海玉等微波法测量煤质水分频率的选取137尚无相关研究。本文通过搭建宽频率微波实验台，e一—J(e”+)(2)得到了功率衰减法的最低频点，并进行了分析，结果雠0可为高精度煤质微波水分测量仪开发提供指导。式中，e”为介电损耗，／雠。为导电损耗，cu正比于微波发射频率。在低频情况下，导电损耗占主流，对1实验方法低频传感器的影响很大。提高频率可降低导电损实验用煤主要为黄陵煤和彬县煤，煤样全部取耗，并使介电损耗占优势，该过程受到离