高温烟气流速测量系统关键技术的研究
发布时间：2020-12-15 18:46
随着我国国民经济的迅速发展,燃煤电厂装机容量随之日益增加,直接导致了二氧化硫、氮氧化物等大气污染物的大量排放,也带来了酸雨、雾霾等环境问题,对燃煤锅炉运行过程中重要参数的准确监控和精细化调控提出了更高的要求。其中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统入口烟气流速的实时测量为喷氨过程提供了非常重要的指导,对于提高脱硝效率、降低NOx的排放有重要作用;电厂尾部烟气排放量的精确计量对于实现污染物排放的实时监测和有效控制有重要意义。对于电厂烟气流速的测量,热线测速法、光学法和声学法容易受到灰尘、噪音等的干扰,皮托管等测量方法易受待测流体密度的影响,需要定期进行标定和校正。静电测速法作为一种成本较低、稳定可靠的测量方法在电厂一次风粉速度测量中取得了较好的应用,但由于探头结构尺寸较大,并未在其他应用场合得到推广应用。本文基于静电测速法的基本原理,对探头结构和测速算法同时进行了改进,旨在将其推广应用于高温烟气速度分布的测量。目前,高温烟气流速测量存在以下问题需要解决,主要包括:(1)电厂烟道的截面尺寸较大,直管段少,流场分布不均匀,皮托管等单点测速...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 气体流速测量技术的研究现状
1.2.1 接触式测量法
1.2.2 非接触式测量法
1.3 静电测速法的发展与研究现状
1.3.1 国外静电测速技术的发展与研究现状
1.3.2 国内静电测速技术的发展与研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 基于静电传感器的速度测量原理
2.1 静电传感器测量原理
2.1.1 静电传感器的工作原理及特点
2.1.2 静电传感器的理论测量模型
2.1.3 静电传感器的等效测量电路
2.1.4 静电传感器测速原理
2.2 信号分析方法
2.2.1 时域分析方法
2.2.2 频域分析方法
2.3 本章小结
第三章 速度信息提取算法优化与探头设计
3.1 实验平台搭建
3.2 信号采样率的确定
3.3 感应信号的分析和噪声消除方法
3.3.1 实测感应信号的频谱分析
3.3.2 噪声信号对渡越时间计算结果的影响
3.3.3 实测信号的噪声消除
3.4 互相关计算优化
3.4.1 互相关计算积分时间的选取
3.4.2 信号幅值对渡越时间计算的影响
3.4.3 互相关快速寻峰算法
3.5 静电测速探头的结构设计
3.5.1 感应电极的材料选取
3.5.2 测速探头的结构参数确定
3.6 本章小结
第四章 高温烟气流速测量系统的设计
4.1 单点静电测速装置总体结构
4.2 信号采集处理模块硬件电路设计
4.2.1 模拟信号调理电路
4.2.2 信号采集传输电路
4.2.3 数字信号处理电路
4.2.4 其他外设电路
4.3 信号采集处理模块软件设计
4.3.1 FPGA设计
4.3.2 ARM设计
4.4 现场烟气流速测量实验
4.5 基于静电测速探头阵列的速度场测量系统
4.5.1 静电测速探头阵列布置方式
4.5.2 基于探头阵列的多路速度测量
4.6 本章小结
第五章 基于离子示踪的气体流速测量
5.1 基于离子示踪的气体流速测量原理
5.1.1 示踪离子的产生机理
5.1.2 基于离子示踪的气体流速测量原理
5.2 离子测速探头结构设计
5.2.1 高压离子源的参数选取
5.2.2 感应电极的结构参数确定
5.2.3 高压离子源与感应电极的距离选取
5.3 风洞实验
5.3.1 直流式风洞系统
5.3.2 气流中示踪离子的感应信号
5.3.3 感应电极间距的标定
5.3.4 风洞流速测量验证
5.4 流场中探头干扰的仿真研究
5.4.1 烟道三维模型的建立
5.4.2 网格划分和边界条件
5.4.3 数值模拟结果与分析
5.5 现场烟气流速测量验证
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的主要学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]660MW电厂SCR脱硝系统导流板协调优化[J]. 卢洪波,杨弘阳. 东北电力大学学报. 2018(01)
[2]基于声学技术的非接触式烟气流速测量实验[J]. 陈栋,任思远,沈国清,杨杰栋,刘伟龙,安连锁. 热力发电. 2018(01)
[3]基于小波阈值消噪的激光多普勒速度信号处理[J]. 刘让雷,张达,姚静,张明. 激光与光电子学进展. 2017(12)
[4]针-板电极正负电晕放电离子风的对比研究[J]. 缪劲松,陈阳,张宇,靳振刚. 北京理工大学学报. 2017(01)
[5]油中悬浮粒子激光多普勒测速瞬时速度的分析[J]. 陈彬,颜欢,刘阁. 强激光与粒子束. 2017(02)
[6]基于非均匀入口条件SCR系统气固相组分的分布特性优化[J]. 周英贵,金保昇. 环境工程学报. 2017(01)
[7]基于阵列式静电传感器的气固两相流流速检测[J]. 周云龙,闫芦,王迪. 科学技术与工程. 2016(36)
[8]基于流场不均匀度对SCR效率影响的探究[J]. 牛彩伟,刘汉涛,张培华,贾建东. 热能动力工程. 2016(10)
[9]基于ESMD的浓相气力输送颗粒静电信号分析及速度测量[J]. 丁佐榕,李健,王胜南,许传龙,王式民. 东南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[10]基于静电传感器的稀相气力输送流动特性分析[J]. 王超,高文宾,张靖宇. 电子测量与仪器学报. 2016(09)
博士论文
[1]基于静电信号的气固流化床中颗粒运动的表征和颗粒荷质比的测量研究[D]. 张擎.浙江大学 2016
[2]气固两相流动参数静电与电容融合测量方法研究[D]. 李健.东南大学 2016
[3]特里切尔脉冲特性及应用研究[D]. 邓富城.浙江大学 2014
[4]空气湿度对直流电晕放电影响的研究[D]. 徐明铭.山东大学 2014
[5]静电法稀相气固两相流测量机理研究[D]. 张文彪.天津大学 2014
[6]大型电站锅炉SCR烟气脱硝系统关键技术研究[D]. 毛剑宏.浙江大学 2011
[7]静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D]. 李耀华.南京航空航天大学 2011
[8]针阵列双极电晕放电及其捕集颗粒物研究[D]. 陈海丰.大连海事大学 2009
[9]气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究[D]. 许传龙.东南大学 2006
硕士论文
[1]离子风空气加速器性能提升研究[D]. 李林.哈尔滨工业大学 2017
[2]不均匀电场下直流电晕放电与大气相对湿度关系研究[D]. 蒋沛.南京信息工程大学 2015
[3]气/固流速度测量静电传感器优化设计研究[D]. 田硕.北京交通大学 2014
[4]超声波技术在钻井液流量测量中的应用研究[D]. 陈磊.电子科技大学 2011
[5]多针对板电晕放电装置优化及甲醛去除研究[D]. 王晓臣.大连海事大学 2004
本文编号：2918734
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 气体流速测量技术的研究现状
1.2.1 接触式测量法
1.2.2 非接触式测量法
1.3 静电测速法的发展与研究现状
1.3.1 国外静电测速技术的发展与研究现状
1.3.2 国内静电测速技术的发展与研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 基于静电传感器的速度测量原理
2.1 静电传感器测量原理
2.1.1 静电传感器的工作原理及特点
2.1.2 静电传感器的理论测量模型
2.1.3 静电传感器的等效测量电路
2.1.4 静电传感器测速原理
2.2 信号分析方法
2.2.1 时域分析方法
2.2.2 频域分析方法
2.3 本章小结
第三章 速度信息提取算法优化与探头设计
3.1 实验平台搭建
3.2 信号采样率的确定
3.3 感应信号的分析和噪声消除方法
3.3.1 实测感应信号的频谱分析
3.3.2 噪声信号对渡越时间计算结果的影响
3.3.3 实测信号的噪声消除
3.4 互相关计算优化
3.4.1 互相关计算积分时间的选取
3.4.2 信号幅值对渡越时间计算的影响
3.4.3 互相关快速寻峰算法
3.5 静电测速探头的结构设计
3.5.1 感应电极的材料选取
3.5.2 测速探头的结构参数确定
3.6 本章小结
第四章 高温烟气流速测量系统的设计
4.1 单点静电测速装置总体结构
4.2 信号采集处理模块硬件电路设计
4.2.1 模拟信号调理电路
4.2.2 信号采集传输电路
4.2.3 数字信号处理电路
4.2.4 其他外设电路
4.3 信号采集处理模块软件设计
4.3.1 FPGA设计
4.3.2 ARM设计
4.4 现场烟气流速测量实验
4.5 基于静电测速探头阵列的速度场测量系统
4.5.1 静电测速探头阵列布置方式
4.5.2 基于探头阵列的多路速度测量
4.6 本章小结
第五章 基于离子示踪的气体流速测量
5.1 基于离子示踪的气体流速测量原理
5.1.1 示踪离子的产生机理
5.1.2 基于离子示踪的气体流速测量原理
5.2 离子测速探头结构设计
5.2.1 高压离子源的参数选取
5.2.2 感应电极的结构参数确定
5.2.3 高压离子源与感应电极的距离选取
5.3 风洞实验
5.3.1 直流式风洞系统
5.3.2 气流中示踪离子的感应信号
5.3.3 感应电极间距的标定
5.3.4 风洞流速测量验证
5.4 流场中探头干扰的仿真研究
5.4.1 烟道三维模型的建立
5.4.2 网格划分和边界条件
5.4.3 数值模拟结果与分析
5.5 现场烟气流速测量验证
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的主要学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]660MW电厂SCR脱硝系统导流板协调优化[J]. 卢洪波,杨弘阳. 东北电力大学学报. 2018(01)
[2]基于声学技术的非接触式烟气流速测量实验[J]. 陈栋,任思远,沈国清,杨杰栋,刘伟龙,安连锁. 热力发电. 2018(01)
[3]基于小波阈值消噪的激光多普勒速度信号处理[J]. 刘让雷,张达,姚静,张明. 激光与光电子学进展. 2017(12)
[4]针-板电极正负电晕放电离子风的对比研究[J]. 缪劲松,陈阳,张宇,靳振刚. 北京理工大学学报. 2017(01)
[5]油中悬浮粒子激光多普勒测速瞬时速度的分析[J]. 陈彬,颜欢,刘阁. 强激光与粒子束. 2017(02)
[6]基于非均匀入口条件SCR系统气固相组分的分布特性优化[J]. 周英贵,金保昇. 环境工程学报. 2017(01)
[7]基于阵列式静电传感器的气固两相流流速检测[J]. 周云龙,闫芦,王迪. 科学技术与工程. 2016(36)
[8]基于流场不均匀度对SCR效率影响的探究[J]. 牛彩伟,刘汉涛,张培华,贾建东. 热能动力工程. 2016(10)
[9]基于ESMD的浓相气力输送颗粒静电信号分析及速度测量[J]. 丁佐榕,李健,王胜南,许传龙,王式民. 东南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[10]基于静电传感器的稀相气力输送流动特性分析[J]. 王超,高文宾,张靖宇. 电子测量与仪器学报. 2016(09)
博士论文
[1]基于静电信号的气固流化床中颗粒运动的表征和颗粒荷质比的测量研究[D]. 张擎.浙江大学 2016
[2]气固两相流动参数静电与电容融合测量方法研究[D]. 李健.东南大学 2016
[3]特里切尔脉冲特性及应用研究[D]. 邓富城.浙江大学 2014
[4]空气湿度对直流电晕放电影响的研究[D]. 徐明铭.山东大学 2014
[5]静电法稀相气固两相流测量机理研究[D]. 张文彪.天津大学 2014
[6]大型电站锅炉SCR烟气脱硝系统关键技术研究[D]. 毛剑宏.浙江大学 2011
[7]静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D]. 李耀华.南京航空航天大学 2011
[8]针阵列双极电晕放电及其捕集颗粒物研究[D]. 陈海丰.大连海事大学 2009
[9]气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究[D]. 许传龙.东南大学 2006
硕士论文
[1]离子风空气加速器性能提升研究[D]. 李林.哈尔滨工业大学 2017
[2]不均匀电场下直流电晕放电与大气相对湿度关系研究[D]. 蒋沛.南京信息工程大学 2015
[3]气/固流速度测量静电传感器优化设计研究[D]. 田硕.北京交通大学 2014
[4]超声波技术在钻井液流量测量中的应用研究[D]. 陈磊.电子科技大学 2011
[5]多针对板电晕放电装置优化及甲醛去除研究[D]. 王晓臣.大连海事大学 2004
本文编号：2918734
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2918734.html
