用于一次風煤粉檢測的靜電傳感器性能及結構研究.pdf

1、在熱一次風的輸送作用下，火電廠中煤粉顆粒以一定的濃度、速度經(jīng)輸粉管道流入爐膛內(nèi)進行燃燒。在線測量這些流動參數(shù)有助于更好地控制鍋爐的燃燒過程，進而確保鍋爐的安全運行、提高煤粉的燃燒效率、降低氮氧化物的排放。然而煤粉顆粒的輸送過程明顯屬于氣固兩相流，其流動的隨機性與復雜性為煤粉濃度、速度的檢測帶來了很大的困難。靜電傳感器因靈敏度高、結構設計簡單、適用于惡劣的工況環(huán)境、易于安裝在大口徑管道上等優(yōu)點，在煤粉濃度、速度檢測方面擁有十分廣闊的應用前

2、景。然而其依然存在一些尚未解決的難點，諸如不均勻的靈敏度分布、加權濾波的空間效應等。本文通過對內(nèi)置型靜電傳感器的傳感性能進行了相關研究，進而選取適當?shù)脑O計參數(shù)對靜電傳感器進行結構設計，具體研究內(nèi)容如下：（1）利用有限元分析軟件Comsol創(chuàng)建了兩種內(nèi)置型靜電傳感器（圓環(huán)式與陣列式）的三維有限元模型，通過對其靜電場進行仿真，進而求解出靜電傳感器的靈敏度，并定量分析了兩種傳感器的關鍵結構參數(shù)、材料特性對其靈敏度及其分布的影響，旨在從靈敏場角

3、度優(yōu)化靜電傳感器的工作性能。（2）通過研究靜電傳感器對"靜電流噪聲"加權濾波的傳感機理，推導出了靜電傳感器的頻域特性，并定量分析了兩種傳感器的關鍵結構參數(shù)、材料特性對其頻率響應能力、頻帶寬度的影響，旨在從頻域特性角度優(yōu)化靜電傳感器的工作性能。（3）綜合上述的分析，針對火電廠某一實際工況下的煤粉輸送管道，選取由理論分析得到的設計參數(shù)對靜電傳感器進行結構設計。主要包括靜電傳感環(huán)結構設計、電荷信號輸出裝置設計、傳感器安裝結構設計等，最后選用S