用于一次風(fēng)煤粉檢測的靜電傳感器性能及結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、在熱一次風(fēng)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(jìn)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(jìn)而確保鍋爐的安全運(yùn)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(jī)性與復(fù)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(jié)構(gòu)設(shè)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(diǎn)，在煤粉濃度、速度檢測方面擁有十分廣闊的應(yīng)用前

2、景。然而其依然存在一些尚未解決的難點(diǎn)，諸如不均勻的靈敏度分布、加權(quán)濾波的空間效應(yīng)等。本文通過對內(nèi)置型靜電傳感器的傳感性能進(jìn)行了相關(guān)研究，進(jìn)而選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計參數(shù)對靜電傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)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(jìn)行仿真，進(jìn)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(guān)鍵結(jié)構(gòu)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(quán)濾波的傳感機(jī)理，推導(dǎo)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(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料特性對其頻率響應(yīng)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(shí)際工況下的煤粉輸送管道，選取由理論分析得到的設(shè)計參數(shù)對靜電傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括靜電傳感環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計、電荷信號輸出裝置設(shè)計、傳感器安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計等，最后選用S