烟气含氧量测量技术与应用
点击次数：3724 更新时间：2011-07-29
一侧铂电极得到电子显负电，因而在两铂电极之间产生氧浓差电势。此电势在温度一定时只与两侧气体中氧气含量的差（氧浓度差）有关。若一侧氧气含量已知（如空气中氧气含量为20．8％，是一常数），则另一侧氧气含量（如烟气中氧气含量）就可用氧浓差电势表示，测出氧浓差电势，便可知道烟气中氧气含量。当温度改变时，即使烟气中氧气含量不变，输出的氧浓差电势也要改变。所以，现在使用的氧化锆氧量计均装有恒温装置，使氧化锆氧量计工作在恒定温度下，以保证测量准确度。
3应用
火电厂对锅炉烟气含氧量的监测和控制，都要求氧量计具有准确、稳定、响应迅速和经久耐用等基本性能。
热磁式氧量计虽然具有结构简单，便于制造和调整等优点，但由于其反应速度慢、测量误差大、容易发生测量环室堵塞和热敏元件腐蚀严重等缺陷，使热磁式氧量计在火电厂的应用日趋减少，逐渐被氧化锆氧量计所取代。
某电厂在氧化锆氧量计投入正常使用后，对机组（2台200MW）有关运行参数进行了一次测定。结果是：飞灰可燃物降低了4％；炉渣损失降低了5％；排烟温度降低了3℃；煤耗降低了75g；锅炉效率提高了0．5％—1％。2台锅炉每年节约标准煤900-1200t，合计人民币约12万元。由此可见，氧量计能否正常投入使用对火电厂火力发电机组的经济运行有着很大影响。
虽然氧化锆氧量计与热磁式氧量计相比具有优势，但在应用中仍存在下列问题：
a．投资大，寿命短（目前约为1—3a）。
b．测量滞后仍较大。直插式为1～5s；炉壁式为3—los；旁路式为几十秒。这不利于过程的在线监视和提供在线闭环控制所需的反馈信号，影响送风自动控制系统的投入。
c．在加热炉上，其设计结构虽然小巧、功耗低，但炉丝经常烧断，维护工作量增大。
d．氧化锆探头虽然设计为可更换结构，但在长期运行后，探头的四个螺栓出现烧结现象，在现场无法更换。
e．氧化锆本底电势（两侧氧浓度相等时，应无输出电势，但实际上仍有一定电势）离散性大，经常需要调整。
f．氧化锆材料在高温下膨胀，易出现裂纹或使铂电极脱落。
g．在氧化锆表面有尘粒等污染时往往会造成较大的测量误差，在使用过程中需要经常清理。
4烟气含氧量软测量
近年来，对软仪表的研究十分活跃。软仪表也可称为虚拟仪表，一般认为它是仪表技术发展的第5个阶段。这5个阶段是模拟仪表、电子仪表、数字仪表、智能仪表、虚拟仪表。软仪表指在测量中，不存在直接的物理传感器实体，而是利用其他由直接物理传感器实体得到的信息，通过数字模型计算手段得到所需检测信息的一种功能实体。这足以可见，软件部分是软仪表技术的核心部分。软仪表不仅可以解决工程上某些变量难以检测的问题，而且也可以为用硬件方法能检测到的变量提供校正参考，可靠的软仪表可以避免昂贵的硬件设备费用。
在火电厂锅炉烟气含氧量软测量模型中，可选择与烟气含氧量有直接或隐含关系的变量作为实时检测的变量。如可选择主蒸；气流量、给水流量、燃料量、排烟温度、送风量、送风机电流、引风量、引风机电流等工艺参数作为软测量模型的输入，由这些输入通过模型来估算出烟气含氧量，以供监视和控制之用。
软测量技术为火电厂锅炉烟气含氧量测量提供了新的手段，这不但对实现燃烧系统的闭环控制和优化调整具有重要意义，而且也可对现有的氧量计提供校正参考，从而提高烟气含氧量测量的准确性。
参考文献
[1]任海燕．氧化锆测氧技术的应用。东北电力技术，1996，12．
[2]韩璞等．基于神经网络的火电厂烟气含氧量软测量．信息与控制，2001，2．
3应用
火电厂对锅炉烟气含氧量的监测和控制，都要求氧量计具有准确、稳定、响应迅速和经久耐用等基本性能。
热磁式氧量计虽然具有结构简单，便于制造和调整等优点，但由于其反应速度慢、测量误差大、容易发生测量环室堵塞和热敏元件腐蚀严重等缺陷，使热磁式氧量计在火电厂的应用日趋减少，逐渐被氧化锆氧量计所取代。
某电厂在氧化锆氧量计投入正常使用后，对机组（2台200MW）有关运行参数进行了一次测定。结果是：飞灰可燃物降低了4％；炉渣损失降低了5％；排烟温度降低了3℃；煤耗降低了75g；锅炉效率提高了0．5％—1％。2台锅炉每年节约标准煤900-1200t，合计人民币约12万元。由此可见，氧量计能否正常投入使用对火电厂火力发电机组的经济运行有着很大影响。
虽然氧化锆氧量计与热磁式氧量计相比具有优势，但在应用中仍存在下列问题：
a．投资大，寿命短（目前约为1—3a）。
b．测量滞后仍较大。直插式为1～5s；炉壁式为3—los；旁路式为几十秒。这不利于过程的在线监视和提供在线闭环控制所需的反馈信号，影响送风自动控制系统的投入。
c．在加热炉上，其设计结构虽然小巧、功耗低，但炉丝经常烧断，维护工作量增大。
d．氧化锆探头虽然设计为可更换结构，但在长期运行后，探头的四个螺栓出现烧结现象，在现场无法更换。
e．氧化锆本底电势（两侧氧浓度相等时，应无输出电势，但实际上仍有一定电势）离散性大，经常需要调整。
f．氧化锆材料在高温下膨胀，易出现裂纹或使铂电极脱落。
g．在氧化锆表面有尘粒等污染时往往会造成较大的测量误差，在使用过程中需要经常清理。
4烟气含氧量软测量
近年来，对软仪表的研究十分活跃。软仪表也可称为虚拟仪表，一般认为它是仪表技术发展的第5个阶段。这5个阶段是模拟仪表、电子仪表、数字仪表、智能仪表、虚拟仪表。软仪表指在测量中，不存在直接的物理传感器实体，而是利用其他由直接物理传感器实体得到的信息，通过数字模型计算手段得到所需检测信息的一种功能实体。这足以可见，软件部分是软仪表技术的核心部分。软仪表不仅可以解决工程上某些变量难以检测的问题，而且也可以为用硬件方法能检测到的变量提供校正参考，可靠的软仪表可以避免昂贵的硬件设备费用。
在火电厂锅炉烟气含氧量软测量模型中，可选择与烟气含氧量有直接或隐含关系的变量作为实时检测的变量。如可选择主蒸；气流量、给水流量、燃料量、排烟温度、送风量、送风机电流、引风量、引风机电流等工艺参数作为软测量模型的输入，由这些输入通过模型来估算出烟气含氧量，以供监视和控制之用。
软测量技术为火电厂锅炉烟气含氧量测量提供了新的手段，这不但对实现燃烧系统的闭环控制和优化调整具有重要意义，而且也可对现有的氧量计提供校正参考，从而提高烟气含氧量测量的准确性。
参考文献
[1]任海燕．氧化锆测氧技术的应用。东北电力技术，1996，12．
[2]韩璞等．基于神经网络的火电厂烟气含氧量软测量．信息与控制，2001，2．
