煙氣含氧量測量技術(shù)與應用
點(diǎn)擊次數：3776 更新時(shí)間：2011-07-29
一側鉑電極得到電子顯負電，因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時(shí)只與兩側氣體中氧氣含量的差（氧濃度差）有關(guān)。若一側氧氣含量已知（如空氣中氧氣含量為20．8％，是一常數），則另一側氧氣含量（如煙氣中氧氣含量）就可用氧濃差電勢表示，測出氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。當溫度改變時(shí)，即使煙氣中氧氣含量不變，輸出的氧濃差電勢也要改變。所以，現在使用的氧化鋯氧量計均裝有恒溫裝置，使氧化鋯氧量計工作在恒定溫度下，以保證測量準確度。
3應用
火電廠(chǎng)對鍋爐煙氣含氧量的監測和控制，都要求氧量計具有準確、穩定、響應迅速和經(jīng)久耐用等基本性能。
熱磁式氧量計雖然具有結構簡(jiǎn)單，便于制造和調整等優(yōu)點(diǎn)，但由于其反應速度慢、測量誤差大、容易發(fā)生測量環(huán)室堵塞和熱敏元件腐蝕嚴重等缺陷，使熱磁式氧量計在火電廠(chǎng)的應用日趨減少，逐漸被氧化鋯氧量計所取代。
某電廠(chǎng)在氧化鋯氧量計投入正常使用后，對機組（2臺200MW）有關(guān)運行參數進(jìn)行了一次測定。結果是：飛灰可燃物降低了4％；爐渣損失降低了5％；排煙溫度降低了3℃；煤耗降低了75g；鍋爐效率提高了0．5％—1％。2臺鍋爐每年節約標準煤900-1200t，合計人民幣約12萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，氧量計能否正常投入使用對火電廠(chǎng)火力發(fā)電機組的經(jīng)濟運行有著(zhù)很大影響。
雖然氧化鋯氧量計與熱磁式氧量計相比具有優(yōu)勢，但在應用中仍存在下列問(wèn)題：
a．投資大，壽命短（目前約為1—3a）。
b．測量滯后仍較大。直插式為1～5s；爐壁式為3—los；旁路式為幾十秒。這不利于過(guò)程的在線(xiàn)監視和提供在線(xiàn)閉環(huán)控制所需的反饋信號，影響送風(fēng)自動(dòng)控制系統的投入。
c．在加熱爐上，其設計結構雖然小巧、功耗低，但爐絲經(jīng)常燒斷，維護工作量增大。
d．氧化鋯探頭雖然設計為可更換結構，但在長(cháng)期運行后，探頭的四個(gè)螺栓出現燒結現象，在現場(chǎng)無(wú)法更換。
e．氧化鋯本底電勢（兩側氧濃度相等時(shí)，應無(wú)輸出電勢，但實(shí)際上仍有一定電勢）離散性大，經(jīng)常需要調整。
f．氧化鋯材料在高溫下膨脹，易出現裂紋或使鉑電極脫落。
g．在氧化鋯表面有塵粒等污染時(shí)往往會(huì )造成較大的測量誤差，在使用過(guò)程中需要經(jīng)常清理。
4煙氣含氧量軟測量
近年來(lái)，對軟儀表的研究十分活躍。軟儀表也可稱(chēng)為虛擬儀表，一般認為它是儀表技術(shù)發(fā)展的第5個(gè)階段。這5個(gè)階段是模擬儀表、電子儀表、數字儀表、智能儀表、虛擬儀表。軟儀表指在測量中，不存在直接的物理傳感器實(shí)體，而是利用其他由直接物理傳感器實(shí)體得到的信息，通過(guò)數字模型計算手段得到所需檢測信息的一種功能實(shí)體。這足以可見(jiàn)，軟件部分是軟儀表技術(shù)的核心部分。軟儀表不僅可以解決工程上某些變量難以檢測的問(wèn)題，而且也可以為用硬件方法能檢測到的變量提供校正參考，可靠的軟儀表可以避免昂貴的硬件設備費用。
在火電廠(chǎng)鍋爐煙氣含氧量軟測量模型中，可選擇與煙氣含氧量有直接或隱含關(guān)系的變量作為實(shí)時(shí)檢測的變量。如可選擇主蒸；氣流量、給水流量、燃料量、排煙溫度、送風(fēng)量、送風(fēng)機電流、引風(fēng)量、引風(fēng)機電流等工藝參數作為軟測量模型的輸入，由這些輸入通過(guò)模型來(lái)估算出煙氣含氧量，以供監視和控制之用。
軟測量技術(shù)為火電廠(chǎng)鍋爐煙氣含氧量測量提供了新的手段，這不但對實(shí)現燃燒系統的閉環(huán)控制和優(yōu)化調整具有重要意義，而且也可對現有的氧量計提供校正參考，從而提高煙氣含氧量測量的準確性。
參考文獻
[1]任海燕．氧化鋯測氧技術(shù)的應用。東北電力技術(shù)，1996，12．
[2]韓璞等．基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的火電廠(chǎng)煙氣含氧量軟測量．信息與控制，2001，2．
3應用
火電廠(chǎng)對鍋爐煙氣含氧量的監測和控制，都要求氧量計具有準確、穩定、響應迅速和經(jīng)久耐用等基本性能。
熱磁式氧量計雖然具有結構簡(jiǎn)單，便于制造和調整等優(yōu)點(diǎn)，但由于其反應速度慢、測量誤差大、容易發(fā)生測量環(huán)室堵塞和熱敏元件腐蝕嚴重等缺陷，使熱磁式氧量計在火電廠(chǎng)的應用日趨減少，逐漸被氧化鋯氧量計所取代。
某電廠(chǎng)在氧化鋯氧量計投入正常使用后，對機組（2臺200MW）有關(guān)運行參數進(jìn)行了一次測定。結果是：飛灰可燃物降低了4％；爐渣損失降低了5％；排煙溫度降低了3℃；煤耗降低了75g；鍋爐效率提高了0．5％—1％。2臺鍋爐每年節約標準煤900-1200t，合計人民幣約12萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，氧量計能否正常投入使用對火電廠(chǎng)火力發(fā)電機組的經(jīng)濟運行有著(zhù)很大影響。
雖然氧化鋯氧量計與熱磁式氧量計相比具有優(yōu)勢，但在應用中仍存在下列問(wèn)題：
a．投資大，壽命短（目前約為1—3a）。
b．測量滯后仍較大。直插式為1～5s；爐壁式為3—los；旁路式為幾十秒。這不利于過(guò)程的在線(xiàn)監視和提供在線(xiàn)閉環(huán)控制所需的反饋信號，影響送風(fēng)自動(dòng)控制系統的投入。
c．在加熱爐上，其設計結構雖然小巧、功耗低，但爐絲經(jīng)常燒斷，維護工作量增大。
d．氧化鋯探頭雖然設計為可更換結構，但在長(cháng)期運行后，探頭的四個(gè)螺栓出現燒結現象，在現場(chǎng)無(wú)法更換。
e．氧化鋯本底電勢（兩側氧濃度相等時(shí)，應無(wú)輸出電勢，但實(shí)際上仍有一定電勢）離散性大，經(jīng)常需要調整。
f．氧化鋯材料在高溫下膨脹，易出現裂紋或使鉑電極脫落。
g．在氧化鋯表面有塵粒等污染時(shí)往往會(huì )造成較大的測量誤差，在使用過(guò)程中需要經(jīng)常清理。
4煙氣含氧量軟測量
近年來(lái)，對軟儀表的研究十分活躍。軟儀表也可稱(chēng)為虛擬儀表，一般認為它是儀表技術(shù)發(fā)展的第5個(gè)階段。這5個(gè)階段是模擬儀表、電子儀表、數字儀表、智能儀表、虛擬儀表。軟儀表指在測量中，不存在直接的物理傳感器實(shí)體，而是利用其他由直接物理傳感器實(shí)體得到的信息，通過(guò)數字模型計算手段得到所需檢測信息的一種功能實(shí)體。這足以可見(jiàn)，軟件部分是軟儀表技術(shù)的核心部分。軟儀表不僅可以解決工程上某些變量難以檢測的問(wèn)題，而且也可以為用硬件方法能檢測到的變量提供校正參考，可靠的軟儀表可以避免昂貴的硬件設備費用。
在火電廠(chǎng)鍋爐煙氣含氧量軟測量模型中，可選擇與煙氣含氧量有直接或隱含關(guān)系的變量作為實(shí)時(shí)檢測的變量。如可選擇主蒸；氣流量、給水流量、燃料量、排煙溫度、送風(fēng)量、送風(fēng)機電流、引風(fēng)量、引風(fēng)機電流等工藝參數作為軟測量模型的輸入，由這些輸入通過(guò)模型來(lái)估算出煙氣含氧量，以供監視和控制之用。
軟測量技術(shù)為火電廠(chǎng)鍋爐煙氣含氧量測量提供了新的手段，這不但對實(shí)現燃燒系統的閉環(huán)控制和優(yōu)化調整具有重要意義，而且也可對現有的氧量計提供校正參考，從而提高煙氣含氧量測量的準確性。
參考文獻
[1]任海燕．氧化鋯測氧技術(shù)的應用。東北電力技術(shù)，1996，12．
[2]韓璞等．基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的火電廠(chǎng)煙氣含氧量軟測量．信息與控制，2001，2．
