飞灰含碳量是燃煤电厂运营水平的主要指标之一,它直接反映了机械未完全燃烧损失大小,并且关系到NOx排放水平。实现飞灰含碳量的在线测量,有助于指导调整合理的煤粉粒度和风煤比,提高锅炉燃烧控制水平。传统的飞灰含碳量测量采用人工取样和离线检测,其取样时间长,分析滞后,难以满足实时调整锅炉运行的需求,而现有的飞灰含碳量在线测量技术又存在着测量腔堵灰,煤种适应性差等问题。因此,实现可靠的飞灰含碳量在线测量具有广阔的研究前景,它可以为自适应燃烧优化系统提供实时数据。本学位论文利用原子发射光谱技术对颗粒流样品进行直接测量。在调研了飞灰含碳量测量的技术水平和研究现状的基础上,阐述了本论文的研究背景和意义,并介绍了激光诱导击穿光谱技术(Laer-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)。由LIBS在飞灰含碳量及颗粒流样品测量上的研究现状,提出本文的研究内容。论文搭建了一套适用于颗粒流测量的原子发射光谱实验装置。针对无效光谱的真实起源,掌握了LIBS技术中激光与颗粒流样品的作用机制,并对颗粒粒径和质量流量引起的等离子体特性差异进行研究。在深入研究LIBS技术测量颗粒流的基础上,提出了颗粒流-电火花诱导击穿光谱技术(Particle Flow-Spark Induced Breakdown Spectroscopy,PF-SIBS)测量飞灰含碳量的新方法,对其电极材料和粒径效应对等离子体特性的影响展开研究,并分析了PF-SIBS的测量优势。随后利用PF-SIBS技术对飞灰样品进行含碳量测量,在对电极材料钨谱线和飞灰中铁谱线进行干扰修正后,结合多元回归分析方法建立飞灰含碳量分析模型,提高了飞灰含碳量的测量准确度和精度,测量结果满足现场应用标准需求,验证了该技术的可行性。最后,对全文进行了概括总结,并对PF-SIBS技术应用于飞灰颗粒流含碳量在线测量进行了展望。