电能质量分析仪范文第1篇

【关键词】电能质量分析仪 谐波检测 不确定度分析

在这几年时间中，由于科学技术不断进步，电力系统内部产生了许多非线性元件，同时也形成了较多质量方面的问题。而在这些问题中，最为重要的内容是谐波问题，所以谐波测量准确性也因此被越来越多的人关注。就电能质量分析仪谐波测量模块来说，普遍是通过快速傅里叶变换来达到目的。同时算法本身也存在频谱泄露现象以及栅栏效应，并且还能够采用增强频谱分辨率的手段进一步降低栅栏效应。所以国家标准明确提出，仪器谐波在测量过程内，使用的频谱分析长度必须保证为十个周期，同时方式也一直为矩形加权。根据该项标准了解到，其更加注重谐波分析对应的分析率，并需要相关仪器增强同步性，进而降低频谱泄露现象。

1 谐波测量算法原理与方法

1.1 加窗算法原理

加窗算法产生的主要原因是因为频谱泄露，进而产生测量误差。而频谱泄露内部的信号普遍都不是F的倍数，这时就能够从两个不同方面展开研究：首先经由采样频率出现的转变促使信号内部现存频率不在F整数倍上；其次使用非整周期截断的方式，促使F出现极大的转变。

依照不同窗函数自身特点及主瓣过渡宽带针对性掌握矩形窗向对应的频率分辨率在相对较高的水平，不过阻带衰减则较为缓慢，甚至具备一定的泄露。在大多数环境内，巴特利窗、哈明窗以及汉宁窗普遍都属于主瓣宽度数值的两倍左右，同时其频谱分辨率以及阻带衰减速度都与矩形窗情况相反，并对泄漏现象存在一定的抑制作用。根据上述分析得到的优缺点，当前大量厂商普遍都使用汉宁窗展开生产。

1.2 频谱分析长度检测方法

按照文章之前对加窗算法原理展开的研究能够知道，与国家标准一致的仪器谐波测量必须具备针对F整数倍频点进行分辨的能力，而非整数倍频率则不能够顺利展开分辨工程，进而形成频谱泄露现象。

通过矩形窗展开研究的过程内，需要对频谱分析长度展开检测，明确T的具体值是否为10周波，该标准也能够直接视为检测频谱分辨率是否能够达到5Hz。在通过汉宁窗加权的过程内，若F对应5Hz，对么测量得到的频谱分析长度则必须对应是20周期。因此需要通过检测的方式来决定具体方法的使用。在展开分组算法的时，检测结果也会发生相应转变，因此需要设计下述检测计划：

（1）针对仪器谐波展开进一步精度测量工作；

（2）保证仪器频率分辨达到5Hz；

（3）按照分辨率检测得到的结果，分析电能质量分析仪具体应该使用的方式。

2 数学模型

通过仪器上测量的实际结果与有股那标准值进行针对性比较，得出下述内容：

在本公式中：d代表仪器测量的精准程度；ih表示的含义则是第N次谐波电波测量完成之后得到的实际测量数值；而ihN表示的含义则是第N次谐波电流对应定值。

除此之外，d表示的含义是非正弦电压信号下第N次谐波电流测量值中相对基波之间产生的误差，最后ih则表示测量过程中，某一次谐波电流出现的测量不确认度。

3 分析不确定度发生原因

目前测量得到结果内产生的不确定主要涵盖以下几种来源：测量的环境、方式、设备以及测量人员。针对文章研究过程中出现的测量不确定性，其发生原因为：因为被检电能质量分析仪器在测量过程中发生的重复性，使得标准出现确定性不显著的分量uA，并且主要通过A类方式进行评定；因为实际电能质量分析仪在分辨率方面出现的不确定度分量uIB1、uUB1，运用B类方式进行评定；最后由于校准仪器精准度等级实际标准产生的不确定分量uIB2、uUB2，一般使用B类方式进行评定。

4 标准不确定度评定

（1）针对性测量重复性引入标准不确定度分量结果，分别用uIA、uUA表示

基于重复性条件，针对性进行10次实验，同时保证实验系统谐波电流值维持在0.5A，谐波电压值维持在5%，最后获取的被检仪器谐波电流值的结果及谐波电压含有率结果如表1内容所示。

经由贝塞尔公式计算结果得出的标准不确定度分量uIA、uUA表示为以下内容：

（2）基于电能质量分析仪实际分辨率差异性导致的不确定度分量uIB1、uUB1

本次实验应用的电能质量分析仪主要为Fluke435A电能质量分析仪，其现有分辨率为0.001，与均匀分布原则相吻合，其包含因子，所以实际测量过程中，分辨率准确度引入产生的绝对标准不确定度为下述内容：

（3）基于电能质量分析仪精准度等级引入实际标准产生的不确定度分量uIB2、uUB2

本次实验应用的电能质量分析仪主要为Fluke435A电能质量分析仪，其谐波电流及电压的精准度波动范围为±0.2%，与均匀分布原则吻合，其包含因子，实际测量谐波电流值半宽为=0.01A。谐波电压半宽为=0.2v，所以实际测量过程中，仪器自身精准度等级引入实际标准产生的不确定度为以下内容：

5 不确定度评定拓展以及最佳估计值

正常情况下，被检仪器的谐波电流值在测量过程中，其所得到的最佳估计值往往会采取平均数，而本次实验中最佳估计值数值为0.50055A，此外被检仪器所选取的谐波电压最佳估计值同样也是选择算数平均值，而其最佳估计值数值为5.0005%V。

若置信概率维持在95%水平时，通过t分布表的查询结果得出，最终=1.96，那么最终得到的谐波电流极其电压扩展不确定度内容为一下内容：

=1.96×0.0083=0.01627，

=1.96×0.01214=0.02379。

6 结语

根据本文研究得到电能质量分析仪谐波电压以及电流最佳估计值应该是5.0005%V以及0.50055A，而对应的扩展不确定度则是0.02379以及0.01627。根据比较能够知道最终数据对应的绝对值差值普遍低于0.0368%，而这里分析的电能质量分析仪测量不确定度的评定应该属于合格范围内。

参考文献

[1]丁文，袁志民.窗在插值FFT算法中应用的研究[J].电测与仪表，2014，45（12）：15-19.

[2]何伟，蔡维，王建伟.基于虚拟仪器技术的电能质量分析仪校准检测系统设计与应用[J].电网技术，2013，34（01）：84-88.

[3]郑恩让，杨润贤，高森.关于电力系统FFT谐波检测存在问题的研究[J].继电器，2013，34（18）：52-57.

电能质量分析仪范文第2篇

关键词：仪器分析；发展趋势；应用

中图分类号：O657 文献标识码：A

仪器分析自20世纪30年代后期问世以来，不断丰富分析化学的内涵并使分析化学发生了一系列根本性的变化。随着科技的发展和社会的进步，分析化学将面临更深刻、更广泛和更激烈的变革。现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，是这些变革的重要内容。因此，仪器分析对化学学科本身的发展和化学有关的各科学领域起着极为重要的作用。

仪器分析的发展趋势

仪器分析行业正向智能化方向发展，发展趋势主要表现是：基于微电子技术和计算机技术的应用实现分析仪器的自动化，通过计算机控制器和数字模型进行数据采集、运算、统计、分析、处理，提高仪器分析数据处理能力，数字图像处理系统实现了仪器分析数字图像处理功能的发展;仪器分析的联用技术向测试速度超高速化、分析试样超微量化、仪器分析超小型化的方向发展。 世界仪器分析行业持续快速发展从技术发展角度来看，世界仪器分析技术可以说正在经历一场革命性的变化，传统的光学、热学、电化学、色谱、波谱类分析技术都已从经典的化学精密机械电子学结构、实验室内人工操作应用模式，转化为光、机、电、算(计算机)一体化、自动化的结构，并正向更名副其实的智能系统发展(带动有自诊断自控、自调、自行判断决策等高智能功能)。 多台仪器、多个实验室结合的综合分析管理系统已经推广应用;仪器计算机内装上调制解调器可以上网、制造厂商可与全球用户或用户之间实现信息交流(例如厂商对用户正在使用的仪器进行远距诊断、指导正确使用或提出维修指导，各同类仪器用户或相同分析工作用户直接进行数据交换、情报共享等)，已经不是研究开发的方向，普遍应用已指日可待。 从世界仪器根系行业销售增势来看，在农业、能源、信息、环境、材料、生物、医学等领域快速发展的全球需求刺激下，加上仪器分析技术发展推动的仪器分析更新换代周期不断缩短，使多年来世界分析仪器市场销售额保持10%左右甚至更高的年增长率，这说明仪器分析行业不是“夕阳产业”，而是能不断更新保持Ⅵ盛的生命力。

仪器分析技术的应用

健康是重要的生存质量的标志。维持健康状态靠预防和治疗两方面，以预防为主。预防疾病是21世纪医学的中心任务。化学可以从分子水平了解病理过程，提出预警生物标志物的检测方法，建议预防途径。主要包括以下应用：1、电化学分析仪器与电化学分析方法电化学分析方法是根据分析物质在电化学电池中的电化学特性而建立的分析方法。电化学分析法主要有经典极谱法、方波极谱法、示波极谱法、脉冲极谱法、新极谱法（半积分极谱法、半微分极谱法）、电位滴定法、电流滴定法、库仑分析法、溶出伏安法。电化学分析仪器相应有：经典极谱仪、方波极谱仪、示波极谱仪、脉冲极谱仪、新极谱仪、电位分析仪（电位滴定仪）、库仑分析仪（库仑仪、库仑计）、电导仪（电导率分析仪、电导率仪）、电泳仪、电泳槽、酸度计（PH分析仪、PH仪、PH计、离子活度计、离子计、PX计）、溶出分析仪、伏安仪等。电化学分析仪器结构简单、携带方便、灵敏度高，准确度高，广泛应用于环境、医学、生物化学等领域。2、光学分析仪器与光学分析方法光学分析方法是根据物质对光具有吸收、散射、发射光的物理特性而建立的分析方法。光学分析法主要有原子发射光谱法、原子吸收光谱法、分子吸收光谱法（分光光度法）、原子荧光光谱法、分子荧光分光光度法、X射线荧光光谱法、红外光谱法、傅立叶变换红外光谱法、拉曼光谱法。对应的光学分析仪器有：原子发射光谱仪(摄谱仪、光电光谱仪、直读光谱仪、光电直读光谱仪、棱镜光谱仪、光栅光谱仪、干涉光谱仪、电感耦合等离子体光谱仪、ICP光谱仪、光栅摄谱仪、高频等离子体发射光谱仪)、原子吸收光谱仪（原子吸收分光光度计、单光束原子吸收分光光度计、双光束原子吸收分光光度计）、分子吸收光谱仪（分光光度计、可见分光光度计、紫外-可见分光光度计、紫外-可见-近红外分光光度计、单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计）、原子荧光光谱仪（原子荧光光度计）、分子荧光分光光度计（分子荧光光谱仪、荧光分析仪）、X射线荧光光谱仪（波长色散X射线荧光光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪、扫描型X射线荧光光谱仪、多通道X射线荧光光谱仪）、红外光谱仪（红外分光光度计、光栅红外光谱仪、红外线气体分析器、红外碳硫分析仪）、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪3、质谱仪质谱仪是利用电磁学的原理，使物质的离子按照其特征的质核比来进行分离并进行质谱分析的仪器。质谱仪主要有：同位素质谱仪、有机质谱仪、无机质谱仪、单聚焦质谱仪、双聚焦质谱仪、氦质谱检漏仪、飞行时间质谱仪、四极杆质谱仪、傅里叶变换质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、ICP-MS、气相色谱质谱联用仪、高效液相色谱质谱联用仪、色谱-质谱联用仪4、核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪（NMR波谱仪）用于有机化合物结构分析、定量分析和动态核磁共振研究。主要仪器有：连续核磁共振波谱仪（CW-NMR波谱仪）、脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪（PFT-NMR波谱仪）

三、总结语

总而言之，随着社会科技的不断发展,仪器分析技术在化学学科本身和化学有关的各科学领域中的不断应用,对现代仪器分析技术提出了更高的要求,如何使现代仪器技术得到进一步的提高,应采取相应的方式,不断引入新方法和新技术,进行深入的研究,使现有的仪器分析技术得到改善和创新,向着更为快速、灵敏和准确的方向发展。参考文献:

[1]谭湘成.仪器分析(第3版)[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]黄一石.仪器分析(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2008.

[3][日]泉美治,等.仪器分析导论(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2005.

电能质量分析仪范文第3篇

关键词： 火力 发电厂 化验中心配置及优化

按“火力发电厂化学设计技术规程”（DL/T5068-2006）第18章规定：“化学试验仪器的精确度等级和配置数量应满足机组在各种运行工况下的监测要求”，并对化学试验室面积和主要仪器设备配置水平也作了相关规定。本文将对上述各试验室的功能及仪器设备的配置进行简单的介绍，分析各试验室合并的可能性，阐述成立化验中心的优点。

1各试验室的职能及配置

1.1化学分析试验室

化学分析试验室是全厂重点的化验监测部门，用于分析及测定全厂的水、汽、油及煤的品质，主要职能包括水质全分析，各水处理设施进、出口水质分析，循环水水质监测，热力系统的水汽品质分析，新油及运行中汽轮机油和变压器油的检验，入厂煤及入炉煤的分析等，以便及时发现水、汽、油及煤等质量状况，保证发供电设备安全、经济、稳定运行。

水质分析项目有浊度、碱度、pH值、化学耗氧量、硬度、钠、导电度及二氧化硅等。水质全分析资料是电厂运行的重要数据，也是每年必须进行的分析；补给水处理、凝结水精处理及热力系统通常设有在线仪表，仍需每天一次或定期进行人工分析，以便与在线仪表的测量值相对照，从而校核仪表的准确性；日常还要对一些监测项目如热力系统的铁、铜、硅的含量作重点查定；当在线仪表进行测量值显示系统可能存在故障时也需人工取样分析进行排查。

循环水水质监测一般只分析水的硬度、碱度、Cl-等项目，分析间隔一般每天进行一次，具体视现场情况而定。

燃料的常规监测周期和检测项目一般按下表执行：

表1

品种 检测周期 检测项目

入厂煤 每批 合同计价指标(如:全水分、工业分析、全硫、低位热值等)

每月至少一次

(主要煤种) 全水分、工业分析、含硫量、低位热值

新煤种 全分析(工业分析、元素分析、全水分、含硫量、低位热值、可磨性、灰熔性)，有条件时增加分析煤灰成份

每年至少1次 主要煤种的全分析

入炉煤 每值1次 飞灰可燃物，煤粉细度，水分

每值至少1次 挥发份、低位热值

运行中汽轮机油一般每周一次检测外观(外状、水份、机械杂质)每半年检测的项目包括外状、水份、运动粘度(50℃)、闪点(开口)、机械杂质、酸值、液相锈蚀、破乳化度等。

运行中变压器油一般每年至少测量水溶性酸(pH值)、酸值、闪点(闭口)、机械杂质、游离碳、水分、界面张力(25℃)、介损(90℃)、击穿电压等。

综合水、煤、油的分析特点，主要是对部分项目续连续监测、对一些项目按时间定期检验、对某些项目要进行重点查定等。实际操作中大多数的分析过程是现场取样，然后到化验室进行分析。分析场所和仪器相当比较固定。

1.2环保监测站

环境监测站负责电厂环境管理及环境监测工作。其监测的对象主要为电厂各类外排水、锅炉烟道主要污染物、电厂厂界工频电磁场、厂界噪声等。电厂环境监测项目及周期如下：

(1)工业废水监测项目：每旬监测一次悬浮物、pH、化学耗氧量；每月监测一次氟化物、油类、总砷、水温、排水量；每年监测一次挥发酚。

(2)灰场地下水(监测井)监测项目：每旬监测一次悬浮物、pH、化学耗氧量；每月监测一次氟化物、硫化物、总砷；每年监测一次挥发酚。

(3)锅炉的烟气：每年进行一次监测，主要项目有：烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放量和排放浓度；烟气含氧量、温度、湿度、压力、流苏、流速、烟气量(标准干烟气量)等辅助参数。

(4)工频电磁场：每年监测两次厂界工频电场强度、工频磁场强度，测量时间分别为当年的冬季和夏季。

(5)噪声：每年对厂界噪声(A计权等效连续噪声)监测两次，应在接近厂年75%发电负荷时和夏季进行监测。

环保监测分析一般是定期进行。除水质测定外，其他测量仪表多为便携式，即平时将仪器存放在试验室，定期将其带到现场进行测量。而水质测定仪器完全可以和化学试验室合用。

环保监测站的主要仪器清单如下表：

表2

1.3劳动安全及工业卫生监测站

劳动安全及工业卫生监测站负责对生产过程中可能发生的火、爆、尘、毒、化学伤害、电伤、机械伤、暑、寒、噪声、振动灾害等作业点进行有效地监测，确保人身安全及各种设施的安全运行。

劳动安全及工业卫生监测一般是定期进行，其测量仪表多为便携式。很多测量仪器可以与环保监测站合用。水、煤及油等分析仪器可以与化学试验室合并使用。

2化验中心

2.1化验中心的形成

综合各化验室的特点：化学分析试验室的主要分析对象为水、煤、油；环保监测站的主要分析对象为水、气、尘、声、磁；脱硫试验室的主要分析对象为水、气；劳动安全及工业卫生监测站分析对象为水、气、油、声、磁等。由于各种分析化验大多数是间断进行，因此可以将相同的监测项目集中到同一类试验室进行。由于化学分析试验室的分析项目多，仪器设备功能齐全，因而将其他化验室迁至化学分析试验室成立化验中心。化验中心汇集了运行化验室、环保监测中心、劳动安全与工业卫生监测站等试验室的功能，设有水分析、煤分析、油分析、烟气分析、粉尘分析、噪声分析等，负责全厂的化学、环境及劳动安全及工业卫生等方面监督。

2.2化验中心的布置

化验中心与水处理车间组成一个L形建筑，化验中心长53.5m，跨距8.8m。共三层。一楼为电子设备间、配电间等，2楼为水分析室、精密仪器室、天平室、煤分析室、加热室、量热室、三层为油分析室、色谱分析室、天平室、仪器室、药品贮存室、环保检测室、工业卫生化验室等。入场煤及入炉煤均在现场就地制样，送至化验中心进行化验。对于一些便携式测量仪器，没有设专用的试验室，仅设有仪器室进行存放。

2.3化验中心的优点

本工程改变传统的各试验室分开布置的形式，成立化验中心，避免了仪器及人员的重复设置，具有如下优点：

(1)化验室的合并，降低了设备投资，节约了设备占地，同时也减少了运行人员。

注：1）化学试验室面积根据DL/T5068-2006规定；

2）环保专业：劳动保护基层监测站面积100平方，安全教育室面积100平方，环境监测站100平方（5间房，每房20平方）

从上表可知化验中心比原各室验室总占地节省了152m2，仪器设备投资减少了50万元，化验人员减少了2人，一年的人工工资就可节省8万元左右。

(2)试验室集中便于化验人员的调配和管理。

(3)化验设备集中，提高了各仪器设备的利用率，也有利于仪器的贮存和维护。

(4)集中化验可以节省分析药品的耗量，降低运行成本。

3结语

火力发电厂建立化验中心，集化学分析试验室、环保监测站、劳动安全及工业卫生监测站的功能于一体。化验室的仪器配置满足原有各试验室的配置要求但不重复设置。合理利用资源，减少了设备投资，节约了占地180m2，减少了化验人员，方便运行和管理。

参考文献

【1】 王辉;火力发电厂检修管理现代化的研究[D];华北电力大学;2001年

电能质量分析仪范文第4篇

关键词：煤质；在线分析；系统；火电厂；应用

Abstract: based on the author's work experience, this paper introduces the development of coal quality analysis system online survey, this device functionality and technology principle, and combining with the actual power production of coal testing technology and application status analysis research.

Keywords: coal; Online analysis; System; The power plant; application

中图分类号：TM62文献标识码：A 文章编号：

1前言：

火力发电厂正从生产型组织向以效益、成本为核心的市场型企业转变，为大幅度降低煤价，改烧低质煤或混配煤已成为越来越多电厂首要考虑的问题。入炉煤质的变化对锅炉燃烧具有重大影响，尤其是在锅炉燃煤偏离设计煤种时，将给运行调整带来更大的困难。过去，通过采制样化验煤质的方法尽管具有很高的分析精度，但存在较大的采制样误差，而且至少要数小时才能分析出结果，对实时燃烧调整和优化运行的促进作用非常有限，因此迫切需要能在线分析煤质的新技术和新产品。此外，燃料资源的质量不稳定性和多样性也会影响到制粉系统和锅炉燃烧的安全性，直接关系到电厂的安全经济运行。因此，为保持和控制燃料质量而进行配煤，并对整个燃烧过程进行有效监测以便确定混煤对燃烧效率和污染物排放的影响就变得尤为重要。煤质在线实时检测技术可以快速、准确地对入炉煤进行实时分析测量，达到有效把握和控制煤炭质量的目的，使燃煤质量更具科学性和可靠性，在提高电力生产的安全性和经济性、实现过程控制方面具有极其重要的意义和巨大的经济潜力。该技术从80年代中期开始就在美国、澳大利亚和欧洲得到了较快地发展，近10年才引入国内。设备多为进口，价格较高，多用于选煤厂和洗煤厂，在电厂的应用较少。

2煤质在线分析装置的功能根据燃煤电厂的运营特点，该类装置的功能体现在以下几方面：

2.1控制燃料成本

将煤质在线分析装置用于入厂煤的分析，可以通过以每分钟显示的数据掌握电厂来煤的灰份、水分、热值等重要指标，从而根据机组燃煤特性控制购煤参数，为电厂购煤提供检验手段和依据，更好地控制燃料成本。

2.2控制混煤特性

目前，越来越多的电厂开始燃用混配煤，入炉煤质的变化会给锅炉燃烧带来很大影响，给运行调整带来更大的困难。如果能实时掌握入炉混煤的煤质数据，可以根据锅炉设计的燃煤特性合理控制混配的煤种和比例，最大限度地满足锅炉安全运行要求。

2.3指导运行，优化燃烧

在电厂的实际运行中，经常发生由于锅炉燃用煤质变差或频繁波动而影响运行的安全性和经济性。控制电厂入炉煤质量，其关键性指标是煤的灰份、水分、挥发分及热值。运行人员主要以这些指标作为指导锅炉运行调整的科学依据，根据经验实时调整燃烧工况，优化制粉系统运行，合理调整风煤比，优化锅炉燃烧。

3煤质在线分析技术原理

传统的煤质工业分析一直沿用烧灼法进行测定，现国际上流行采用的在线分析装置主要是以下几种类型：

3.1水分分析

过去采用的水分测量技术，如红外线、电导或电容法等，都受到多种干扰参数的影响，无法应用推广。目前，最成功的工业在线水分测定仪是利用微波技术。当微波信号穿透煤层时，引起自由水分子旋转，这一效应降低了微波的强度和速度，即微波发生了衰减和相移。水分仪通过测量微波的衰减和相移来得出水分。早期的微波水分仪只能工作在一种频率下，而现在它的工作频率范围很宽，可抑制由于多次反射而引起的谐振干扰现象。为避免煤层厚度和堆积密度变化的影响，加入闪烁计数器和在屏蔽容器内的放射源组成的射线测量质量补偿单元，可在负荷变化的输煤皮带上测量煤中水分。

3.2灰份分析

煤质在线监测装置所采用的放射源有中子源和γ射线源两种，其中以中子源为放射源的设备又分中子诱发瞬发γ射线技术与快速γ中子活化技术，以下将分别作以介绍。

3.2.1双能γ射线测量灰份

双能γ射线快速测灰仪一般采用镅(Am241)作为低能放射源，铯(Cs137)作为高能放射源。低能γ射线穿过物质时的减弱强度随物质的原子序数增大而增大。煤中挥发分与固定碳为可燃组分，由原子序数较小的原子组成，而灰份是不可燃组分，主要由硅、铁、钙等原子序数较大的原子组成。当γ射线穿过煤层时，可燃组分中的各元素吸收效应较弱，γ射线衰减系数小；反之，灰份中各元素吸收效应较强，低能γ射线衰减系数也大。高能γ射线吸收率与煤单位面积重量有关。这样利用高、低两种能量的射线，经闪烁探测器测量穿过煤炭后的射线强度，就可显示煤中的灰份含量。

3.2.2中子诱发瞬发γ射线法测量灰份

中子诱发瞬发γ射线法是核技术在煤质在线分析方面的应用，主要是基于中子与煤的核反应，包括弹性散射等6种形式，其中在煤质分析中最重要的是以下两种：

（1）快中子非弹性散射，测量煤中C和O的含量；

（2）热中子辐射俘获反应，可测得煤中大部分元素的含量，如H、Ca、N、Fe等。

3.2.3快速γ中子活化技术测量灰份

快速γ中子活化分析技术（PGNAA）是国际上较先进的能够实现在线分析确定煤中灰主要成分的技术。煤中灰分含量和煤中矿物质元素之间有一定关系。作为放射源的热中子可以激发被测煤样中各元素的原子核，使其处于不稳定的高能激发态。这些激发态原子核跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态时放出γ射线。分析仪的探测器根据γ射线能谱检测煤中硫、硅、铝、铁、钙、钛、钾等元素的含量，继而得到煤的灰份.

3.3煤的发热量

煤中灰分和发热量之间有很好的相关性，目前无论是国产设备还是国内的引进设备，都是通过回归方程由灰分值计算出煤发热量。

3.4各种测量原理的比较

3.4.1测定精度

双能γ射线法的测量精度为0.5%～1%。与其相比，中子活化技术的测量精度较高。

3.4.2煤种相关性

双能γ射线法的主要缺点是其标定与煤种有关。该技术对煤中铁和钙元素较敏感，若电厂来煤的铁、钙元素变化范围较大，则采用γ射线测量方法的误差会较大。而中子活化技术则与煤种无关。

3.4.3防护要求

与γ射线法相比，中子穿透力强，对人体的危害也更大，故对屏蔽防护要求高，一般要采用水或石蜡等含氢物质、镉片及铅片共同组成屏蔽防护。

3.4.4测量指标

双能γ射线法可测量煤的灰份、水分、发热量；中子活化技术除人们通常感兴趣的灰份、水分、发热量外，还可测定硫分、对锅炉结焦有影响的钠、氯，以及硅、钙等元素成分。

3.4.5中子源

大多数的PGNAA分析仪采用同位素中子源，即锎－252（Cf252），它是一种自发裂变中子源，平均能量2.5MeV，半衰期为2.5年，之后直接更换中子源。 2发 电241设备不工作时辐射安全性较好，标定后不需额外维护，所以在正常工作时分析仪周围不需要操作或维护人员。设备周围的屏蔽主要采用碳氢元素。但Cf252的造价高，中子通量也容易波动。另一种中子源是14MeV的(D,T)中子管，体积较 Cf252大，以电子脉冲式工作，但中子管的寿命较短，为4000h。

4国内燃煤电厂的应用现状

目前国内电厂应用在线测量系统的方式主要有两种，一是安装于入炉皮带上，检测入炉煤质，指导燃烧调整；二是固定于入厂皮带上，检验来煤质量，指导入厂煤按质分放，以利于煤的掺配。

4.1微波水分仪，国内尚无成型产品，陡河电厂和上海石洞口二厂安装的水分仪，均是从德国BERTHOLD公司购买的LB354型微波水分仪，与LB420型灰分仪配套安装使用，目的是为了消除水分对灰份测定结果的影响。按照厂商提供数据，1%的水分约相当于 0.2%的灰分测定偏差。假定电厂燃用煤质水分在 5%～10%之间，则水分变化引起的灰分测定偏差为 ±1.0%。水分和灰份仪配合使用，由于微波水分仪测量精度可达±0.2%，由水分引起的灰份测量误差可忽略不计，可以大大提高灰份测量精度。同时，两台仪器可共用一个Cs137辐射源进行单位面积重量的补偿，相对减少投资。

4.2灰份仪

4.2.1双能γ射线测灰仪

目前国内安装双能γ射线测灰仪的电厂较多，如上海石洞口电厂使用的德国Berthold公司的LB420测灰仪。它所配备的闪烁探测器采用漂移和衰减的自动补偿，以保证长期使用的稳定性。国外较典型的双能γ射线快速测灰仪还有澳大利亚SCANTECH公司的COALSCAN3500型、美国Science Application公司的Model 400型等。

TN－2000型测灰仪也是采用双能透射法进行煤质测量。设备安装在锅炉上煤皮带尾部，自动对煤样进行在线测试，测试间隔为1s。界面显示每分钟平均的灰分、热值，每分钟煤量、总煤量、输煤的机组号和仓号以及灰分、热值、煤量曲线。所得实时数据可并入局域网，为电厂发电部、燃煤部、企管部等相关部门提供数据，达到全厂规范管理的目的。利用双能γ射线技术监测煤质所受影响因素较多。

4.2.2中子诱发瞬发γ射线煤质监测仪

比较典型的是MJA电站煤质在线检测装置，国内有黄台电厂、潍坊电厂等11家电厂安装，有的已完成调试，进入正式使用阶段。整套系统主要由煤质元素分析装置、工业分析软件并配套煤质水分仪等装置组成。设备包括安装于皮带上的中子煤质分析仪、微波水分仪、煤层限高器三部分。检测信号可接入 DCS系统和MIS系统。装置使用的是可控制和关断的电子式中子源，断电后无放射性，但中子管的寿命较短，4000h左右即需更换。

4.2.3快速γ中子活化煤质分析仪

较典型的是美国Gamma-Metrics生产的在线测煤仪，包括CQM、ECA、1812C等一系列产品。该公司创建于1953年，隶属于世界著名的美国热电 (Thermo Electron)集团。

CQM是快速γ中子活化分析仪（PGNAA），内置微波水分仪。该分析仪从采样系统获取煤样分析测定主要煤质参数。ECA是跨带式，以实时方式分析皮带上输送煤的组成成分。可以测定灰分和硫分，还可选配微波水分仪，以计算热值以及SO2的排放量。

电能质量分析仪范文第5篇

关键词：电厂；在线化学仪表；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.138

0 引言

在线化学仪表能改善传统人工取样测量中的各种困难和缺陷。但是，电厂在线化学仪表在使用中受到的影响因素也比较多，进而造成测量结果不准确。比如一些电厂虽然水汽质量是合格的，但存在腐蚀结垢问题，其根本还是在于在线化学仪表的准确性受到干扰，最终造成化学监督偏差。

1 电厂在线化学仪表的应用现状

电厂在线化学仪表的配备是按照测量对象的具体情况，比如技术特点、重要程度等作为参考条件的，并不是依据监测点的数量进行配备的。此外在仪表配备、选型上也不是功能越先进、价格越高就好，其也需要根据实际情况选性价比高的型号。在线化学仪表系统承担的是对锅炉水、饱和蒸汽、机组凝结水的水质及加药系统的加药和给水进行控制。在线化学仪表系统主要有在线酸度计、电导率仪、蒸汽钠度仪、氧分析仪、硅酸根分析仪及磷酸根分析仪。在线化学仪表监测的采样具有一定的集中性和连续性，改善了传统人工取样的缺陷，使水汽系统在线化学监督更加准确和及时，按照监测结果能把水汽品质状态和变化情况直观的表现出来。伴随着机组规模的扩大，水汽品质要求不断提高，即使是微小的干扰也会造成测量误差，进而对化学监督准确性产生不利影响。

2 电厂在线仪表测量结果准确性的影响因素

随着科学技术的发展，为化学仪表的制造提供有力的保障，再加上二次仪表能通过离线检定来校验其准确性，因此能有效保障仪表质量，因为一般情况下二次仪表自身不会出现问题。在水汽系统的化学监督中，样品采集时要严格按照行业标准进行，以此为样品测量的实时性和实地性提供保障。本文结合多年实践，分析在影响电厂在线化学仪表测量结果准确性的原因主要有以下几个方面：

2.1 系统泄漏

即使是微量系统泄漏也会对在线化学仪表的溶氧表准确性产生很大的影响，空气泄漏到测量系统中时就会影响离子交换柱的处理效果和水汽样品的纯度，同时也有可能会形成气泡，附在电极上，进而造成测量误差。对测量系统而言，其流量计、离子交换柱以及测量池等等位置都容易进入空气，而且漏入时很难察觉，且维护也相对困难。

2.2 电极污染和钝化

因被测溶液里的部分微量杂质离子附在测量池和电极表面，在电极使用过程中难免会出现电极污染和钝化，进而使电极响应出现缓慢，降低测量精度。对pH电极和钠电极而言，电极是很容易老化的，而且定位液标定时也很难发现，通常会出现一些电极都已经失效，但是仍在继续使用，没有及时更换的现象。对那些钠含量比较低的水样，钠电极更易钝化，因此要及时进行电极活化，一般是半个月活化一次。

2.3 标定校验误差

在线化学仪表中的仪器，比如硅酸根分析仪、磷酸根分析仪的测量准确性可用标准物质进行检验，但其它仪器不能用标准物质进行检验。按照目前的标准检定，在线化学仪表是在不同仪表运行状态下完成的，因此造成运行条件下的仪表测量误差不易察觉，且还会对运行单位和维护单位造成一定程度的误导，使其认为检定后就没有测量示值误差。

3 提高在线化学仪表测量准确性的措施

3.1 健全在线化学仪表管理体系

重视在线化学仪表的维护保养，对相关人员定期组织操作技能的培训和考核。对化学仪表进行统一管理，建立化学仪表定期检验机制。必要时还可以制定在线化学仪表检验规程，使检验维护实现规范化和制度化；还要重视标准仪器设备送检；另外，新购仪表时要重视验收工作。

3.2 使用科学的检验方法

在线化学仪表测量误差主要来自纯水因素和在线因素的干扰，国内目前多数使用离线检验方法，其排除了纯水和在线因素。有关企业研制了移动式在线化学仪表检验装置，能够完成电导率表、pH表、Na表和氧表4种主要在线化学仪表的在线检验、误差分析和误差消除工作。其中：第一，电极常数是在动态纯水条件下准确标定的，二次仪表在测纯水时能消除分布电容影响导致的误差，具有纯水非线性温度补偿作用；第二，pH表使用电流法测量，避免普通pH表的纯水测量时因静电荷、液接电位、温度补偿等产生的误差，确保标测量的准确可靠性；第三，氧表的基础原理是用流动加入法产生低浓度的溶解氧标样，然后进行检验；第四，Na表同样是用流动加入法，只是此处是产生低浓度的Na标样进行检验。使用这四种移动式的在线化学仪表检验装置，对在线化学仪表进行检验能保障实际纯水在线测量的准确性。

3.3 完善电极维护工作

电极维护的要点包括以下内容：第一，对电导和溶氧电极进行定期检验和清洗；第二，对流通池和流通回路同样进行定期清洗；操作要按照仪表操作规程进行，对经过冲洗和活化操作后，但响应速度和测量准确性没有改变的电极立刻进行更换，新电极使用前也要做活化处理。

4 结束语

总之，电厂在线化学仪表的准确测量是保障化学监督准确的前提。本文结合实际在分析了电厂在线仪表测量结果准确性的影响因素后，提出提高在线化学仪表测量准确性的措施，仅供参考。

参考文献：

[1]王艳秋.火电厂在线化学仪表测量误差的影响和控制[J].硅谷，2015（01）.

[2]武哲，张庆阳，纪盛超，刘祥亮.辽宁及蒙东地区电厂在线化学仪表管理现状及解决对策[J].东北电力技术，2014（11）.