烟气含氧量测量方法研究.pdf

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1、第23卷第2期仪器仪表用户EICVo1．232016年2月NSTRUMENTAT10N20l6No．2烟气含氧量测量方法研究李健，张彬文(华北电力大学控制与计算机工程学院，北京102206)摘要：针对氧化锆分析仪测量烟气含氧量过程中存在的一些问题，分析了其测量过程中的主要影响因素，给出了常见的软测量建模方法以及流程图，并且重点分析了软测量建模过程中辅助变量选取、辅助变量建模与主导变量校正、样本选择以及模型校正等关键技术。分析表明，尽管软测量模型具有较高的精度和动态响应速度，但是现有的研究并不能完全解决直接

2、测量结果误差大、滞后等问题。关键词：烟气含氧量；氧化锆；软测量；辅助变量；样本选择中图分类号：TH文献标识码：A文章编号：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电站锅炉通常采用烟气含氧量来计算过量空气系数，根据能斯特方程测量通过氧化锆的氧离子浓度，如公式(1)从而判断燃烧状态，控制进入炉膛的空气量，实现燃烧过所示。程中风煤比的有效调整，保持锅炉运行燃烧在最佳状态。因此，氧量在线监测和控制要求其检测传感器具有准确、：In稳定、响应快并且耐用等性能。rip，⋯氧量测量不准确将带来机组风机电耗增加、排烟温度升高、锅炉效率下降等一系列问题。文献[1]研究了烟气含式中，尺为理想气体常数，F为法拉第常数，为电氧量对

6、灰渣平均含碳量、烟气中一氧化碳含量、排烟温度化学反应常数，为绝对温度，为参考氧量浓度，为以及送引风机电耗等热经济性指标的微增量方程，并建立被测氧量浓度。了以最小供电煤耗率为目标的最佳烟气含氧量偏微分方程。氧化锆分析仪系统结构简单，灵敏度高，一般工作在文献【2】研究了不同工况条件下运行氧量对锅炉热效率、风700~C一800~C的高温环境下。由公式(1)可知，传感器温机电耗以及NOx排放量的影响。文献[3】指出，氧量测量度的变化将引起输出电势的偏差，可以在使用过程中通过的不准确会增加飞灰含碳量，并且由于增加了

7、还原性气氛热电偶先标定温度。同时由于非理想状态下会引入附加电导致炉膛结焦等。因此保证炉膛出口烟气含氧量的测量精动势，因此对公式(1)通常会进行修正。度对于整个锅炉燃烧的经济性至关重要。当测量气体中含有一氧化碳等未燃尽气体、NOx、SOx等腐蚀性气体以及水滴、灰尘、颗粒等，都会影响测量准1氧化锆传感器确性，严重的会造成读数错误甚至损坏传感器。目前电厂使用的直接测量氧气的传感器主要为氧化锆另外烟气流量、取样方式也会影响测量的精度和使用收稿日期：2015—09—01基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(20

8、15MS26)。作者简介：李健(1988一)，男，陕西人，硕士，工程师，研究方向：检测技术与数据分析。仪器仪表用户INSTRUMENTATION第23卷寿命。表1为几种氧化锆式氧量分析仪的性能参数与我国磨出口风压与一次风差压建立给煤量的软测量模型。检定规程的对比。在主导变量方面，文献[5】指出，应当选取新表或检修后的仪表测得的氧量进行修正，以保证软测量的精度。表1氧化锆分析仪性能参数对比3．2样本选取Table1Compari