双参量微波测碳技术及实验研究

发布时间：2017-07-13 11:00

  本文关键词：双参量微波测碳技术及实验研究

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【摘要】：飞灰含碳量作为反映火力发电厂锅炉燃烧效率的重要参数,长期由于采样代表性差、测量时效性差、测量方法有缺陷、量值不满足溯源性等诸多因素,而忽略了它能带来的社会效益和经济效益。如果能直观快速地掌握运行锅炉的飞灰含碳量变化情况,运行人员便可选用适当的过剩空气系数和合适的一、二次风速与风量比例,及时进行燃烧调整,使锅炉保持在最佳工况下运行,达到节能降耗的目的,对于电厂提高经济效益也有着非常重要的意义。因此,能精确、及时、有效地监测飞灰中的含碳量的新的方法的研究对于减少锅炉热损失、提高燃烧效率有着非常重要的意义。首先,本文通过总结归纳国内外现有微波测碳方法的优缺点,提出量值溯源性问题。深入了解飞灰、微波的物理特性,以及微波测碳技术的基本原理,进一步分析造成微波信号衰减及相位变化的原因,以及飞灰浓度对微波测碳准确性的影响。然后,结合国外用于谷物湿度测量提出的双参量微波测量技术,借鉴该技术利用双参量消除浓度对测量的影响的方法,提出新的微波测碳法一一双参量微波测碳技术。同时设计完整的模拟实验方案,并对其中涉及的重要部分,如取样技术、双参量微波测碳装置、天线及对应自由空间的确定等设计进行论证,并将其中基于AD8302芯片的幅相检测电路在Matlab/Simulink中进行等效仿真,证明幅相检测电路的可行性。最后,基于前文所论述的各关键部分的基本要求,设计出完整的微波测碳模拟烟道系统,并叙述系统的工作流程,以便进行后续设计验证工作。
【关键词】：飞灰含碳量 微波测碳 双参量 幅相检测 模拟烟道
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 离线测量法11
• 1.2.2 微波测碳法11-14
• 1.3 微波测碳装置测量的溯源性14-16
• 1.3.1 溯源性14
• 1.3.2 应用现状14-16
• 1.4 本文的主要工作内容16-17
• 第2章 微波测碳原理17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 灰的介电性能17-19
• 2.2.1 介电常数与介质损耗17-18
• 2.2.2 复合介质的介电常数模型18-19
• 2.3 微波的物理特性19-21
• 2.3.1 微波的特点19-20
• 2.3.2 微波问题的分析方法20-21
• 2.4 微波测碳的依据及原理21-24
• 2.4.1 碳的导电性21-22
• 2.4.2 电介质的极化22-23
• 2.4.3 电介质的漏电流23
• 2.4.4 基本测量原理23-24
• 2.5 讨论与分析24-28
• 2.5.1 微波场中飞灰造成微波能量衰减的原因24
• 2.5.2 发射频率对微波能量衰减量的影响24-25
• 2.5.3 微波场中飞灰造成相位变化的原因25-26
• 2.5.4 飞灰浓度对测量的影响26-28
• 2.6 小结28-29
• 第3章 双参量微波测碳技术29-35
• 3.1 引言29
• 3.2 双参量微波测碳技术的原理29-31
• 3.3 密度不相关函数φ/A31-33
• 3.3.1 密度不相关函数原理31-32
• 3.3.2 密度不相关函数原理适用性32-33
• 3.3.3 φ/A 比值的解析33
• 3.4 幅相检测技术比较33-34
• 3.4.1 矢量网络分析法33-34
• 3.4.2 六端口技术34
• 3.4.3 幅相测量模块34
• 3.5 小结34-35
• 第4章 双参量微波测碳系统的研制方案35-47
• 4.1 引言35
• 4.2 旁路取样技术35-37
• 4.2.1 旁路取样技术的应用根据35
• 4.2.2 旁路取样技术的工作原理35-36
• 4.2.3 取样器安装位置36-37
• 4.2.4 旁路取样技术的优点37
• 4.3 参量微波测碳装置37-40
• 4.3.1 微波器件38
• 4.3.2 幅相检测单元38-39
• 4.3.3 工作频率的选择39-40
• 4.4 喇叭天线及自由空间的选择40-46
• 4.4.1 天线41
• 4.4.2 喇叭天线及其辐射场41-43
• 4.4.3 天线的方向图及基本参数43-45
• 4.4.4 自由空间45-46
• 4.5 小结46-47
• 第5章 双参量微波测碳系统建模仿真47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 AD8302芯片仿真模型设计研究47-56
• 5.2.1 幅值衰减检测电路的仿真模型搭建47-50
• 5.2.2 相位滞后检测电路的仿真模型搭建50-55
• 5.2.3 片整体模型搭建55-56
• 5.3 系统仿真模型搭建56-58
• 5.4 小结58-59
• 第6章 微波测碳模拟烟道系统59-62
• 6.1 引言59
• 6.2 模拟烟道系统的组成59-61
• 6.2.1 烟道模拟系统59-60
• 6.2.2 微波测量系统60-61
• 6.3 系统工作流程61
• 6.4 小结61-62
• 第7章 结论与展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谭厚章;高镪;刘海玉;王学斌;徐通模;惠世恩;;飞灰含碳量与微波功率衰减关系特性的实验研究[J];工程热物理学报;2009年03期

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本文编号：536628