气力输送粉体过程是典型的气固两相流,由于气固两相流时空分布的不均匀及流型的复杂性,粉体的流动参数,尤其是粉体的质量流量计量是工业中亟需解决的检测难题。基于电容检测原理的粉体质量流量计量是目前最为适用,也是最为常用的方法。但是,电容式相浓度检测以粉体介电常数不变为前提。在实际生产中,粉体的介电常数由于温度、湿度和粉种配比等因素经常发生变化,容易引起较大的测量误差,导致质量流量的检测精度降低。因此,需要研究实现在线介电常数补偿的粉体质量流量技术。本文以柳钢2#高炉煤粉喷吹系统为工艺背景,以煤粉质量流量在线计量为研究对象,对具有固相介质介电常数补偿功能的煤粉质量流量检测系统进行了研究,对结合软测量技术实现粉体质量流量在线检测的方法进行了分析,减小由于粉体介电常数变化带来的检测误差。本文的主要工作如下:(1)针对柳钢2#高炉煤粉传输距离远,煤粉流型不稳定和煤粉介电常数不固定的工艺现状,提出基于电容传感器的在线检测系统,并增加补偿传感器获取煤粉介电常数信息,并分析双传感器检测对介电常数变化的补偿效果;(2)采用多元回归拟合的方式建立质量流量检测模型。以电子秤计算瞬时流量作为系统输出变量,结合回归分析和工艺机理分析确定系统输入变量。以罐压稳定等条件筛选有效历史数据实现检测模型的建立。从工艺和数据非线性角度分析,以罐压为模型分段依据,确定分段边界;(3)以使用需求确定系统偏差阈值,以系统检测值偏差超出阈值作为在线校正时机,通过罐压、阀门开度和喷吹设定量等参数作为相同模型判断依据,选取相应历史数据,通过回归拟合在线更新检测模型;(4)提出双传感器检测方案。在保证补偿传感器体积分数固定时,通过公式推导,可得出检测传感器的浓度只与两个传感器的检测电容和标定参数相关的结论,确定补偿传感器可以有效消除介电常数变化导致的误差。以罐重、罐压和上钟阀下钟阀状态判断介电常数补偿时机;(5)对速度采样原始数据进行互相关分析,发现上下游速度信号相关性较低。提出“波形比较法”作为速度改进算法。通过比较上下游信号波峰的高度和宽度,寻找相似波峰,计算所有相似波峰速度差值的算术平均值得到渡越时间,实现速度计算;(6)结合柳钢现场状况,确定安装方案。保证补偿传感器的耐磨性和绝缘性,确定柳钢数据库读取方案和IP地址分配等技术问题,通过断线重连和下位机定时重启等方法解决由于通信距离较远导致连接状况不稳定的问题。