煙氣含氧量測量方法研究.pdf

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1、第23卷第2期儀器儀表用戶EICVo1．232016年2月NSTRUMENTAT10N20l6No．2煙氣含氧量測量方法研究李健，張彬文(華北電力大學(xué)控制與計算機工程學(xué)院，北京102206)摘要：針對氧化鋯分析儀測量煙氣含氧量過程中存在的一些問題，分析了其測量過程中的主要影響因素，給出了常見的軟測量建模方法以及流程圖，并且重點分析了軟測量建模過程中輔助變量選取、輔助變量建模與主導(dǎo)變量校正、樣本選擇以及模型校正等關(guān)鍵技術(shù)。分析表明，盡管軟測量模型具有較高的精度和動態(tài)響應(yīng)速度，但是現(xiàn)有的研究并不能完全解決直接

2、測量結(jié)果誤差大、滯后等問題。關(guān)鍵詞：煙氣含氧量；氧化鋯；軟測量；輔助變量；樣本選擇中圖分類號：TH文獻標識碼：A文章編號：1671-1041(2016)02—0011-02ResearchonSensingMethodsofOxygenContentinFlueGasLiJian，ZhangBinwen(SchoolofControlandComputerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing，102206，China)Abstract：

3、Forsomeproblemsofzirconiaoxygensensor，themaininfluencefactorsinmeasuringoxygencontentinfluegasareanalyzed．Wehavegiventhecommonsoft-sensingmethodsandflowchart，andhaveanalyzedthekeytechnologyincludingsecondaryvariablesselectionandmodeling，modelcorrectionasw

4、ellassampleselection．Analysisshowsthatalthoughthesoftmeasurementmodelhashighprecisionandfastspeedofdynamicresponse，itcannotcompletelysolvetheproblemssuchaslagginginthedirectmeasurement．Keywords：oxygencontentinfluegas；zirconiaoxygensensor；soft—sensing；seco

5、ndaryvariables；sampleselection電站鍋爐通常采用煙氣含氧量來計算過量空氣系數(shù)，根據(jù)能斯特方程測量通過氧化鋯的氧離子濃度，如公式(1)從而判斷燃燒狀態(tài)，控制進入爐膛的空氣量，實現(xiàn)燃燒過所示。程中風(fēng)煤比的有效調(diào)整，保持鍋爐運行燃燒在最佳狀態(tài)。因此，氧量在線監(jiān)測和控制要求其檢測傳感器具有準確、：In穩(wěn)定、響應(yīng)快并且耐用等性能。rip，?氧量測量不準確將帶來機組風(fēng)機電耗增加、排煙溫度升高、鍋爐效率下降等一系列問題。文獻[1]研究了煙氣含式中，尺為理想氣體常數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，為電氧量對

6、灰渣平均含碳量、煙氣中一氧化碳含量、排煙溫度化學(xué)反應(yīng)常數(shù)，為絕對溫度，為參考氧量濃度，為以及送引風(fēng)機電耗等熱經(jīng)濟性指標的微增量方程，并建立被測氧量濃度。了以最小供電煤耗率為目標的最佳煙氣含氧量偏微分方程。氧化鋯分析儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，一般工作在文獻【2】研究了不同工況條件下運行氧量對鍋爐熱效率、風(fēng)700~C一800~C的高溫環(huán)境下。由公式(1)可知，傳感器溫機電耗以及NOx排放量的影響。文獻[3】指出，氧量測量度的變化將引起輸出電勢的偏差，可以在使用過程中通過的不準確會增加飛灰含碳量，并且由于增加了

7、還原性氣氛熱電偶先標定溫度。同時由于非理想狀態(tài)下會引入附加電導(dǎo)致爐膛結(jié)焦等。因此保證爐膛出口煙氣含氧量的測量精動勢，因此對公式(1)通常會進行修正。度對于整個鍋爐燃燒的經(jīng)濟性至關(guān)重要。當測量氣體中含有一氧化碳等未燃盡氣體、NOx、SOx等腐蝕性氣體以及水滴、灰塵、顆粒等，都會影響測量準1氧化鋯傳感器確性，嚴重的會造成讀數(shù)錯誤甚至損壞傳感器。目前電廠使用的直接測量氧氣的傳感器主要為氧化鋯另外煙氣流量、取樣方式也會影響測量的精度和使用收稿日期：2015—09—01基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(20

8、15MS26)。作者簡介：李健(1988一)，男，陜西人，碩士，工程師，研究方向：檢測技術(shù)與數(shù)據(jù)分析。儀器儀表用戶INSTRUMENTATION第23卷壽命。表1為幾種氧化鋯式氧量分析儀的性能參數(shù)與我國磨出口風(fēng)壓與一次風(fēng)差壓建立給煤量的軟測量模型。檢定規(guī)程的對比。在主導(dǎo)變量方面，文獻[5】指出，應(yīng)當選取新表或檢修后的儀表測得的氧量進行修正，以保證軟測量的精度。表1氧化鋯分析儀性能參數(shù)對比3．2樣本選取Table1Compari