CTY-II锅炉飞灰含碳量监测装置是用于电站锅炉烟气飞灰含碳量在线连续监测的仪器。它是利用安装于锅炉尾部烟道内的灰样收集器，适时收集待测灰样。利用介质微波检测传感器将灰样的含碳量转换成与之相对应的电压信号。经微机处理单元运算，向系统传送飞灰含碳量数据，为锅炉运行提供燃烧调整以及热效率计算的依据。

    使用本装置对锅炉经济运行，节约能源将起到很大的促进作用。

    CTY-II锅炉飞灰含碳量监测装置由智能取样装置、现场电控单元、系统主机单元通过现场总线连接组成。

    两套智能取样装置分别安装在甲、乙侧烟道除尘器前，尾部烟道水平段下方。智能取样装置为带有微处理器的智能化设备，能够自动完成烟道飞灰的采样、检测、排灰、故障报警等功能，并将检测的数据进行预处理，通过现场总线传送到现场电控单元。压缩空气气源通过预留的马压嘴口接入。

    现场电控单元向智能取样装置提供控制电源，并通过现场总线与智能取样装置连接起来，可完成现场参数设置，含碳量显示、数据标定及仿真试验等功能，留有两通道隔离的模拟量输出4～20mA，向其他系统（如DCS等）传送含碳量信号。一通道隔离的开关量输入，接受外部来的投油保护接点信号。一通道隔离的开关量输出，指示系统运行正常/故障报警状态。通过高速现场总线与系统主机单元通讯，相互传递数据。

    系统主机单元完成对含碳量数据的显示、记录及分析处理，并能够以图形方式显示实时含碳量曲线、年月周日平均含碳量或某一段时间内的历史曲线等，通过系统主机单元可对现场电控单元和智能取样装置进行参数设置。

   GB11920-98        电站电气部分集中控制装置通用技术条件

   GB4720-84         低压电器电控设备

   JB616-84           电力系统二次电路用屏（台）通用技术

   IEC144             低压开关和控制设备的外壳防护等级

   ANSI488           可编程仪器的数字接口

   ISA-55．2          过程运算的二进制逻辑图

   ISA-55．3          过程操作的二进制逻辑图

   ISA-55．4          仪表回路图

   SAMA  PMS 22．1  仪表和控制系统功能图表示法

   NEMA-ICS4        工业控制设备及系统的端子板

   NEMA-ICS6        工业控制设备及系统的外壳

   TCP/IP             网络通讯协议

   IEEE802            局域网标准

4．1 实时含碳量数值及曲线显示

系统能随时跟踪锅炉烟道飞灰含碳量的变化，显示含碳量的数值和发展趋势，供电厂相关人员及时调整锅炉的燃烧，控制含碳量的数值。

4．2 平均含碳量数值及曲线显示

系统能根据电厂的运行要求，处理、显示一时间段内的平均含碳量数值。

4．3  历史含碳量曲线显示，可保留一月内的快速趋势和一年的历史趋势。

4．4  系统报警及状态显示。

4．5  含碳量模拟信号输出。

4．6  数据外存功能。

4．7  在线标定功能。

4．8  同步留灰功能。

4．9  在线防真功能。

4．10 现场总线接口。

a)  测量范围0～20％含碳量

b) 输出模拟量信号：4~20mA 

c) 输出一路数字信号

d) 输出开关量信号：干接点 

e)  测量周期：2~30 分钟可调

f)             测量精度   ±0.4％  （含碳量在0～ 10％时）

±0.6％  （含碳量在10～ 20％时）

 

l      系统采用智能化前端设备及现场总线技术，实现了数据控制、采样、传输、处理的全程数字化，有效的保证了数据的完整性、实时性和可靠性。方便了操作使用及维护。提高设备的可用率。

l      现场电缆连接全部采用IP67防护等级的连接器，保证可靠连接的要求。

l      系统主机单元采用工业控制计算机，配以彩色液晶显示器，使用工业图形组态软件平台，显示操作界面更加科学化、人性化，具备丰富的图形处理功能。

l      智能取样装置中的电磁阀均采用进口品牌，保证其动作的可靠。

l      取样头采用高抗磨损的不锈钢金属材料。

l      微波检测单元采用波导管传输微波，减少传输损失，采用导波管隔离器，防止微波反射干扰，提高检测的精度和稳定性。

l      完善的系统故障在线检测和诊断功能

l      设备寿命管理功能，可显示阀门动作次数，便于系统维护。

l      具有在线仿真功能，方便系统调试和维护。

每套CTY-II飞灰含碳量在线检测装置包含三部分：智能取样装置（包含取样头、取样管、收灰单元、排灰单元等）2套，现场电控单元1套，系统主机单元1套。其中智能取样装置和现场电控单元安装在现场，系统主机单元安装在集控室。

智能取样装置安装在锅炉除尘器前，尾部烟道水平段下方。现场电控单元的安装靠近飞灰取样装置。左、右侧烟道各安装一台智能取样装置。

飞灰取样头安装于锅炉除尘器前的尾部烟道的底部。

安装时在烟道底部中心线上开取灰孔，然后将飞灰取样头基座焊接在烟道下方。焊接要求周边密封，不允许有漏风。详细内容请参照飞灰取样头基座安装图。

智能取样装置机柜尺寸为550mm×600mm×1500mm（宽×深×高），机柜要求安装在飞灰取样头的正下方，飞灰取样头至机柜集灰器部件的取样管要保证垂直。机柜顶部距烟道底部应留有1m空间。若烟道较高时，应制做牢固的机柜安装支撑架。支撑架顶面距烟道底部为2.5m间距，并在机柜的前面和后面留有足够的人员工作面积。

现场电控单元机柜尺寸为550mm×600mm×1500mm（宽×深×高），靠近智能取样装置，便于现场操作。

机柜安装地脚开孔尺寸参照附图。

智能取样装置要求有压缩空气气源，可采用现场仪用压缩空气气源。

智能取样装置留有气源输入马压嘴接口。

智能取样装置机柜与现场电控单元机柜、现场电控单元机柜与系统主机单元机柜和外部电气信号连接现场采用IP67防护等级的航空插头；系统主机单元与外部电气信号连接采用接线端子连接，智能取样装置、现场电控单元与系统主机单元采用现场总线连接。现场电控单元供电电源为单相220VAC 50Hz 200VA，系统主机单元供电电源为单相220VAC 50Hz 1KVA。详细内容请参照系统接线图。

智能取样装置、现场电控单元、系统主机单元要求有可靠的电气接地。

烟道飞灰通过取样枪进入集灰器，14级红外式灰位检测器可以准确检测灰位高度，当集灰器收满飞灰后，微波检测单元开始检测飞灰含碳量，检测完后（大约3毫秒），集灰器下端的排灰电磁阀打开，集灰器下端通过空气过滤器与大气连通，由于烟道为负压，飞灰经由原取样回路迅速排入烟道（大约2秒），灰位检测器可准确检测排灰状况，排灰完成后集灰器下端的排灰电磁阀关闭，负压消失，又进入收灰过程。

当机组在启动/停机过程时，有时负压比较小，不足以在规定时间内将灰排出。这时集灰器下端的排灰电磁阀关闭，动力排灰电磁阀打开，利用现场提供的仪用压缩空气，将飞灰反吹回烟道。排灰完成后，动力排灰电磁阀关闭，又进入收灰过程。彻底解决了堵灰问题。

特点：电磁阀只通过空气或仪用压缩空气，不通过飞灰，提高了电磁阀的寿命。

    现有个别飞灰含碳量检测装置的厂家因解决不了防堵问题，而将微波检测装置和发射装置直接安装在烟道两侧测量，并引入蒸气流量信号校正，说明如下：

     微波是一种高频电磁波，是一种电磁能量，频率大约为9GHz，它不同与超声波，因为超声波只是一种机械能，它只对被测介质的体积有反应。 锅炉飞灰中含有未燃尽的碳微粒，由于碳具有导电性，它对微波具有吸收作用，吸收要求被测介质在静止状态，需要一个短的时间过程。吸收作用来自两个方面；

1、被测飞灰样本的多少。同样含碳量的灰样，被测样本越多，对微波的吸收就越多。

2、被测飞灰样本的含碳量。在同样多的灰样下，含碳量越多，对微波的吸收也就越多。

CTY-II飞灰含碳量在线监测装置，通过取样器每次将灰样收集在固定大小的集灰器内，每次测量取同样多的灰样，这就剔除了灰样多少的因素对微波的吸收作用。只留下样本的含碳量对微波的吸收作用。

所有的微波检测设备只能对飞灰含碳量测出一个相对线性关系值，含碳量的绝对值，需要通过人工对同一飞灰样本（仪器测量过的样本）进行化学分析一次，测出含碳量的绝对值，对微波检测设备进行一次标定，这样微波检测设备每次就可以测量出飞灰含碳量的绝对值。

如果将微波发射和检测设备直接安装在烟道两侧，随着机组负荷的变化烟道飞灰量是个变量，两相介质流场也是个变量，微波无法区分是灰样多少的变化还是飞灰中含碳量的变化引起检测信号的变化，直接影响含碳量的测量。 锅炉蒸汽流量和烟道飞灰量不具备唯一的对应关系，烟气中飞灰的浓度和风量、燃煤的挥发份都有直接的关系。用锅炉蒸汽流量只能粗劣地补偿烟道的飞灰量，每次瞬间测量的飞灰量根本无法确定，样本不确定，何谈测量精度？实际测出的是烟气中烟尘的浓度，而不是含碳量。这种引入外部信号校正飞灰含碳测量装置的做法已经失去了在线测量的意义。

人工标定无法做到取同一个飞灰样本，也就无法标定设备。如果设备不能标定，它所测出的值就失去了实际意义。国内外许多厂家做过大量的试验，将微波发射和检测设备直接安装在烟道两侧，都是由于被测样本不确定，放弃了该方案。我国的热工所、中试所和电厂的化学分析，都是采用取样定量分析法。因此，将微波发射和检测设备直接安装在烟道两侧来测量飞灰含碳量，原理上就有缺陷，所谓新技术更无从谈起。