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1、煙氣含氧量軟測量方法研究李健,等煙氣含氧量軟測量方法研究ResearchontheSoftSensingMethodsofOxygenContentinFlueGas李健張彬文(華北電力大學控制與計算機工程學院,北京102206)摘要:針對火電廠煙氣含氧量測量過程中存在的一些問題,分析了氧化鋯氧分析器運行中的主要影響因素。軟測量技術(shù)為煙氣含氧量提供了新的測量手段。給出了常見的煙氣含氧量軟測量建模方法,并且重點分析了軟測量建模過程中輔助變量的選取與處理、樣本的選擇與處理、主導變量的校準以及模型的更新校正等關鍵技術(shù)。分析表明,
2、盡管軟測量模型具有較高的精度和動態(tài)響應速度,但是現(xiàn)有的研究并不能完全解決直接測量結(jié)果誤差大、滯后等問題。由于軟測量模型以硬件測量作為參考,因此應首先考慮從硬件方面提升測量的精準度和響應速度。關鍵詞:火電廠煙氣含氧量氧化鋯軟測量傳感器輔助變量樣本選擇模型校正中圖分類號:TH83;TP216+.3文獻標志碼:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201606021Abstract:Forsolvingsomeproblemsindetectionprocessoftheoxygencontent
3、influegas,themainfactorsinfluencingmeasurementofZirconiaanalyzerareanalyzed.SoftmeasurementtechnologyprovidesanewmeasuringmethodforOxygencontentinfluegas.Thecommonseenmodelingmethodsforsoftsensingofoxygencontentinfluegasaregiven,andthekeytechnologiesincludingselec
4、tionandprocessingofsecondaryvariables,selectionandprocessingofsamples,calibrationofdominantvariable,andmodelupdatingandcorrection,etc.,areanalyzedemphatically.Theanalysisshowsthatalthoughthesoftsensingmodeloffershigheraccuracyandhigherdynamicresponsespeed,someofth
5、eproblemsindirectmeasurementstillcannotberesolved,suchasbigerror,timelaggingandsoon.Becauseofhardwaremeasurementisusedasareferenceofsoftmeasurementmodel,theaspectsofhardwareshouldbefirstlyconsideredinimprovingmeasurementprecisionandspeedaccordingly.Keywords:Fossil
6、-firedpowerplantOxygencontentinfluegasZirconiaoxygenSoft-sensingSensorSecondaryvariableSampleselectionModelcorrection準確、穩(wěn)定、響應快并且耐用等性能。本文就這些性0引言能,對硬件測量和軟測量方法作了簡要分析。電站鍋爐一般采用鍋爐尾部煙氣含氧量來計算過1氧化鋯傳感器量空氣系數(shù),從而判斷燃燒狀態(tài)、控制進入爐膛的空氣量,以實現(xiàn)燃燒過程中風煤比的有效調(diào)整,保持鍋爐在目前,電廠使用的直接測量煙氣含氧量的傳感器最佳狀態(tài)
7、運行燃燒。如果氧量測量不準確,將帶來機主要為氧化鋯傳感器,采用能斯特方程測量通過氧化組風機電耗增加、排煙溫度升高、鍋爐效率下降等一系鋯的氧離子濃度,如式(1)所示。列問題。文獻[1]建立了煙氣含氧量對灰渣平均含碳RTPRE=ln(1)量、煙氣中一氧化碳含量、排煙溫度以及送引風機電耗nFPM等熱經(jīng)濟性指標的微增量方程;文獻[2]研究了不同工式中:R為理想氣體常數(shù);F為法拉第常數(shù);n為電化學況條件下運行氧量對鍋爐熱效率、風機電耗以及NOx排反應常數(shù);T為絕對溫度;P為參考氧量濃度;P為被RM放量的影響;文獻[3]指出,煙氣含量
8、不足不但會增加飛測氧量濃度?；液剂?還會使爐膛產(chǎn)生還原性氣氛,導致結(jié)焦等。氧化鋯氧分析器一般由陶瓷過濾器、氧化鋯元件、考慮到整個鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和安全性,對于煙加熱器、測溫熱電偶等組成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高,氣含氧量的在線監(jiān)測和控制,要求其檢測傳感器具有可以在高溫環(huán)境下使用。由式(1)可知,傳感器溫
