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1、烟气含氧量软测量方法研究李健,等烟气含氧量软测量方法研究ResearchontheSoftSensingMethodsofOxygenContentinFlueGas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:针对火电厂烟气含氧量测量过程中存在的一些问题,分析了氧化锆氧分析器运行中的主要影响因素。软测量技术为烟气含氧量提供了新的测量手段。给出了常见的烟气含氧量软测量建模方法,并且重点分析了软测量建模过程中辅助变量的选取与处理、样本的选择与处理、主导变量的校准以及模型的更新校正等关键技术。分析表明,
2、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测量结果误差大、滞后等问题。由于软测量模型以硬件测量作为参考,因此应首先考虑从硬件方面提升测量的精准度和响应速度。关键词:火电厂烟气含氧量氧化锆软测量传感器辅助变量样本选择模型校正中图分类号:TH83;TP216+.3文献标志码: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准确、稳定、响应快并且耐用等性能。本文就这些性0引言能,对硬件测量和软测量方法作了简要分析。电站锅炉一般采用锅炉尾部烟气含氧量来计算过1氧化锆传感器量空气系数,从而判断燃烧状态、控制进入炉膛的空气量,以实现燃烧过程中风煤比的有效调整,保持锅炉在目前,电厂使用的直接测量烟气含氧量的传感器最佳状态
7、运行燃烧。如果氧量测量不准确,将带来机主要为氧化锆传感器,采用能斯特方程测量通过氧化组风机电耗增加、排烟温度升高、锅炉效率下降等一系锆的氧离子浓度,如式(1)所示。列问题。文献[1]建立了烟气含氧量对灰渣平均含碳RTPRE=ln(1)量、烟气中一氧化碳含量、排烟温度以及送引风机电耗nFPM等热经济性指标的微增量方程;文献[2]研究了不同工式中:R为理想气体常数;F为法拉第常数;n为电化学况条件下运行氧量对锅炉热效率、风机电耗以及NOx排反应常数;T为绝对温度;P为参考氧量浓度;P为被RM放量的影响;文献[3]指出,烟气含量
8、不足不但会增加飞测氧量浓度。灰含碳量,还会使炉膛产生还原性气氛,导致结焦等。氧化锆氧分析器一般由陶瓷过滤器、氧化锆元件、考虑到整个锅炉燃烧的经济性和安全性,对于烟加热器、测温热电偶等组成,系统结构简单、灵敏度高,气含氧量的在线监测和控制,要求其检测传感器具有可以在高温环境下使用。由式(1)可知,传感器温
