含氧量检测

含氧量检测（共10篇）

含氧量检测 篇1

耗氧量 (Oxygen Consumed或Oxygen Consumption OC) 又称高锰酸盐指数。耗氧量可以作为水体被污染的标志之一对水质污染情况进行综合地分析评价, 因此, 水中耗氧量的检测有着重要的意义。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

25ml棕色滴定管

500ml三角烧瓶

250ml具塞三角烧瓶

多孔电热恒温水浴锅

1+3硫酸溶液:将1份浓硫酸加入到3份纯水中, 煮沸。

0.1000mol/l草酸钠溶液:称取6.701g草酸钠 (Na2C2O4) 溶于少量纯水中, 并定容至1000ml, 至暗处保存。

0.01000mol/l草酸钠溶液:将0.1000mol/l草酸钠溶液稀释10倍。

0.1000mol/l高锰酸钾溶液:称取3.3g高锰酸钾 (KM n O4) 溶于少量纯水中, 并稀释至1000ml, 煮沸15分钟, 静置2天以上, 然后用虹吸法将上部约800ml溶液移入棕色瓶中, 至暗处保存并按下述方法标定浓度。

吸取25.0ml 0.1000mol/l草酸钠溶液于500ml三角瓶中, 加入225ml新煮沸放冷的纯水中, 再加入10ml浓硫酸, 摇匀。加热70—80℃, 迅速自滴定管中滴加高锰酸钾溶液, 滴至溶液呈微红色并保持30秒内不褪色即可。滴定中了时, 溶液温度应不低于55℃, 计算高锰酸钾的准确浓度。

0.01000mol/l高锰酸钾溶液:用浓的高锰酸钾溶液进行稀释, 注意现用现标定。

1.2 试验方法

取100ml充分混匀的水样, 至于250ml具塞三角烧瓶中, 加入5mL1+3的硫酸溶液, 用滴定管加入10.00ml 0.01000mol/l高锰酸钾溶液, 将具塞三角瓶放入沸腾的水浴锅内, 准确加热30分钟, 取下三角烧瓶待水样冷至70-80℃时, 滴加10.00ml 0.01000mol/l草酸钠溶液, 然后摇匀。再于白色背景上, 自滴定管加入0.01000mol/l高锰酸钾溶液, 至溶液呈微红色且30秒内不褪色即可, 记录用量V1 (ml) 。向滴定至终点的水样中, 趁热 (55-80℃) 加入10.00ml 0.01000mol/l草酸钠溶液, 立即用0.01000mol/l高锰酸钾溶液滴定至微红色, 记录用量V2 (ml) 。如高锰酸钾溶液浓度为准确的0.01000mol/l, 滴定时用量应为10.00ml, 否则可求一校正系数:K=10/V2

计算公式:耗氧量 (O2, mg/L) =[ (10+V1) K-10]*0.08*1000/100

2 原理与结论

2.1 氧化还原的特点的掌握氧化还原的特点, 一是反应速度比

较慢, 二是反应分步进行, 因为不同的反应条件决定不同的反应方向, 产生不同的反应结果。

2.2 滴定过程

2.2.1 滴定速度

耗氧量的操作中高锰酸钾的滴定速度也不能忽视, 必须引起注意。在滴定时, 应遵守先慢后快的程序, 高锰酸钾在开始加入时, 当第一滴高锰酸钾加上颜色褪去后再加第二滴, 至高锰酸钾的颜色稀释褪掉成自身催化剂后再逐滴快速加入, 否则太快会影响反应速度, 太慢又会使水样的温度过低。

2.2.2 滴定终点

水样的滴定终点也应该注意, 因为终点掌握不好也容易产生误差。水样滴定时的终点与标定时的终点应完全一致。高锰酸钾既是标准溶液, 又是自身指示剂。准确标定终点应该是:当水样刚出现不褪的红色后再多加2滴或2滴半高锰酸钾至产生的粉红色30秒不褪色即可。

2.2.3 滴定温度

耗氧量的滴定温度要求比较严格, 耗氧量滴定温度要求在70—85℃之间。温度大小对耗氧量的滴定反应有影响, 一般在室温下反应缓慢, 而加热能加快反应, 但当反应温度大于85℃时, 会引起其他的不利因素, 比如:部分草酸钠则容易分解;当反应温度低于70℃时, 则影响氧化反应的程度。因此必须严格控制反应的温度。当室温为25℃时, 水样从水浴锅中取下2分钟时水样温度一般在85℃, 此时正好进行滴定。滴定后水样温度一般都会在70℃以上。

3 耗氧量检测的关键

3.1 水浴量要高于水样量

水样在加热时除了要准确掌握加热时间, 还应注意水浴锅内的水量要高于水样瓶中的水样, 才能保证水样瓶内的水样都进行充分的加热反应, 否则加热反应不完全, 易造成检测结果偏低。耗氧量水样一般每10—15分钟放一个水样, 一个水浴锅放3个水样即可。这样既不会使水浴锅内的温度受到影响, 又有比较充分的时间进行间隔滴定。

3.2 关于加热处理

3.2.1 控制加热时间

耗氧量测定前水样需先放在水浴锅中加热反应30分钟然后进行滴定。准确的加热时间非常重要, 因为加热时间的长短与检测结果的准确度有关。一定浓度的耗氧量, 加热时间越长, 检测结果越高:反之则偏低。所以应严格控制加热时间, 注意不要使加热时间超出规定要求。

3.2.2 加盖进行

在水浴锅内加热水样时, 加盖加热与不加盖加热的检测结果是不一样的。不加盖加热的最高温度只能达到95℃, 而加盖加热可以使瓶内水样温度更高一些。温度高了, 反应充分, 氧化程度就会更好。除此之外, 加盖加热还可以防止检测结果偏低。

3.3 水对分析滴定准确性的影响

在耗氧量的检测中, 因为所用的蒸馏水能消耗一定的高锰酸钾溶液, 所以蒸馏水中存在着空白值的问题。

普通蒸馏水、去离子水中都存在一定量的空白值。加入硫酸及高锰酸钾处理, 结果空白值虽然可以得到一定程度的降低, 但是不能将其去除。将处理后的蒸馏水再进行重复处理, 其结果空白值依然存在。也就是说蒸馏水中的空白值在现有条件下是不容易将其从根本上去除的。用不处理的蒸馏水直接进行稀释滴定, 其检测结果的准确性是不会受到影响。普通蒸馏水的空白值一般在0.35-0.50mg/l, 若用其直接稀释CODMn标准样品, 蒸馏水中的空白值可以在减空白时去除, 若用其进行溶液的配置及标定, 蒸馏水中的空白值造成的误差很小, 可忽略不计。

3.4 关于K值计算

虽然二者差异可用校正系数进行校正, 但二者的浓度最好还是取向一致为最好, 标定时高锰酸钾的消耗量一般在9.94-10.06ml之间为宜。

4 结论

试验结果表明:在试验过程中要掌握好检测所需的各种条件, 如:滴定温度、温度和时间, 水样加热方式时间和温度, 水浴温度等, 特别是水样加热时间及滴定温度的严格控制, 更是准确检测耗氧量的关键。只要掌握好上述的各种反应条件, 耗氧量的检测就会得到比较满意的结果。

参考文献

[1]中华人民共和国卫生部卫生法制与监督司.生活饮用水卫生规范[S].2001, 6.

[2]陈亚妍.生活饮用水检验规范注解》[M].重庆:科学技术文献出版社, 2001, 9.

[3]夏青.水质基准与水质标准[G].北京:中国标准出版社, 2004, 9.

电厂凝结水溶氧量超标原因和处理 篇2

【关键词】凝结水；溶氧量；真空度；超标

【中图分类号】V351.31 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0053-01

凝结水溶氧量超标是多种因素综合作用造成的，结合设备的设计特点和运行状况，通过对系统中各种可能存在的因素进行研究分析、试验排查、预防控制和改造处理，可以有效解决了凝结水溶氧量超标的问题。

一、导致凝结水溶氧超标的因素及分析

理论上讲，如果液体在当前压力下达到饱和状态且过冷度为零，则氧气在液体里的溶解度趋于零。实际上，机组在运行中不可避免地存在真空系统漏入空气和凝结水过冷的现象。结合机组设备的设计、安装工艺及长期运行磨损老化等问题，笔者分析认为，凝结水溶氧量大的原因主要有3个方面。（1）机组真空系统严密性不合格，外部空气漏入真空系统溶解于凝结水。（2）凝汽器回收水和补充水溶氧量大或携带空气。（3）凝汽器真空度低，除氧效果不好及凝结水过冷度过大。

二、凝结水溶氧量超标的分析、查找及应对措施

2.1 凝汽器真空系统漏点的查找

在机组正常运行期间，分别对真空系统的阀门、法兰、管道焊接处、排大气口等部位喷射氦气，利用专用氦气质谱检漏仪检测运行真空泵出口的氦气浓度，从而检查真空系统漏点。使用氦气质谱检漏仪查出机组低压加热器抽汽管道与低压缸焊接处，如有一个较大漏点，利用机组检修机会进行修复封堵，提高了除氧器的运行温度，这样机组真空度有了明显提高。该漏点漏入的空气经低压加热器逐级自流换热及低压加热器连排排至凝汽器喉部除氧，对凝结水溶氧量影响不大，处理后凝结水溶氧量有一定程度的降低，长期维持在50-60μg/L。另外，对真空系统的疏放水门、高/低压加热器危疏管道法兰、阀门阀体接合面、人孔门、取样门、螺栓等处进行压紧，并在法兰接合面处粘贴塑料薄膜、抹黄油以减少空气漏入真空系统的量，但凝结水溶氧量未见明显下降。

在机组停运检修期间，对凝汽器进行灌水查漏试验，试验结果均达到合格标准，可排除凝汽器存在较大的内、外泄漏点的可能。从运行调整情况看，真空系统的阀门关闭不严会引起外部空气漏入真空系统，对凝汽器真空度有一定影响，但微量的空气漏入凝汽器对凝结水溶氧量影响不大。在机组正常运行阶段，每个月应定期进行凝汽器真空严密性试验。通过查阅机组凝汽器真空严密性试验数据发现，真空度下降速度一直在0.3kPa/min以下，达到合格标准，可排除大量空气漏入真空系统的可能。

2.2 改善凝汽器的真空度

原设计循环水在浅海区域明渠取水，大量贝壳类海洋生物迅速滋生和较多生活垃圾随水流进入循环水系统，使凝汽器循环水室堵塞，通流量降低，且真空泵冷却水水源取自循环水，造成凝汽器真空除氧效果不佳，真空度远低于同类型机组。加大循环水前池加药量和连续运行旋转滤网，效果不明显，凝汽器循环水室和真空泵冷却器经常需要隔离清理，影响机组的安全性和经济性。在认真研究后，为改善凝汽器真空，进行了2项改造。

（1）凝汽器循环水室入口处加装循环水二次旋转滤网，定期进行滤网反冲洗和正反转切换，从而降低海洋生物和生活垃圾堵塞凝汽器循环水室的几率。

（2）真空泵冷却水系统加装增压水泵，提高冷却水压力，改善水环式真空泵工作介质的换热效果，加强其工作能力。改造后，明显提高了凝汽器真空度和真空除氧效果，对凝结水溶氧量的影响不大（下降约5 μg/L）。同时，对凝结水过冷度进行分析，得出机组运行时凝结水过冷度<0.5℃、凝汽器端差<3.0℃，其指标均达到控制要求。因此，可排除凝结水过冷却因素的影响。

2.3 凝汽器补、回水溶氧大

正常进入凝汽器的水源大致可分为机组正常补充水（除盐水）和低压加热器、轴承加热器等热力系统的正常疏、回水。如果参数调节不当或设备缺陷导致非正常疏水进入凝汽器，会导致凝结水溶氧量增大。

2.3.1 凝结水补水对溶氧量的影响

凝结水补水从喉部进入凝汽器，充分利用了凝汽器真空除氧的功能，使凝結水补水进入热井前被深度除氧，大大降低凝结水补水对凝结水溶氧量的影响。将凝结水补水至凝汽器管路进行隔离，观察凝结水溶氧量变化。机组补水率一般为0.7%-1.2%，小于设计值（3.0%）。结果显示，凝结水补水对机组凝结水溶氧量的影响非常小，凝结水补水进入凝汽器后，除氧效果良好。

2.3.2 汽动给水泵密封水回水管道的改造汽动给水泵轴端采用机械密封，密封水由凝结

水供给，回水经多级水封后回凝汽器。回水调节开度过大或者多级水封密封效果不好，都可能造成回水携带空气进入凝汽器而导致凝结水溶氧量升高。因此，将汽动给水泵密封水回水切换至排地沟观察凝结水溶氧量变化，对比切换前后3h的数据发现，切换后凝结水溶氧量比切换前降低了约15μg/L。为确保给水泵密封良好，对汽动给水泵密封水回水管路进行改造（如图1所示），在回水管加装针型调节阀和节流孔板，有效控制了汽动给水泵密封水回水在管道内的充满度，防止汽动给水泵密封水回水携带大量空气进入凝汽器，同时也提高了机组的真空水平。改造后，凝结水溶氧量维持在40 μg/L左右，较之前有所降低。

2.3.3 凝结水泵机械密封冷却水源的改造凝结水泵为立式、筒袋式结构，采用双端面机械密封形式，凝结水为密封水，工业水为冷却水，凝结水泵在长期运转后机械密封的动静环形成磨损。工业水由于不断循环，本身溶氧量就高，在凝汽器负压的作用下直接进入凝结水，对凝结水含氧量有较大影响。因此，对凝结水泵冷却水源进行改造，在凝结水泵冷却水管路上增加一路取自凝结水母管的冷却水水源（如图2所示）。凝结水系统启动时，凝结水泵使用工业水作为冷却水水源，运行正常后，将冷却水水源切换为凝结水母管供给。改造后，凝结水含氧量下降明显，凝结水溶氧量合格率达到97%左右，实现了预期目标。

2.3.4 热力系统正常疏水的主要防范措施

（1）防止内漏。保持加热器正常水位运行，防止无水位、长期低水位或常开危急疏水运行，避免非正常疏水或汽水进入凝汽器：一是增加了机组热损失；二是增加凝汽器热负荷，汽阻增大，凝汽器内空气分压升高，导致凝结水溶氧量增加。

（2）防止外漏。加强对疏水系统阀门、法兰等接合部位的检查，避免因疏水系统泄漏将空气带入凝结水系统而造成凝结水溶氧超标及凝汽器真空度下降。

参考文献

[1]黄奎.凝结水精处理现状及新技术应用探讨[J].科技创新与应用，2012，（19）

[2]戚更生.某660MW超超临界机组凝结水精处理系统运行技术[J].江苏电机工程，2012，（4）

含氧量检测 篇3

关键词：耗氧量,反应时间,滴定温度,滴定速度

水中耗氧量项目在水质分析中属于卫生方面的检测指标,是每日必检项目,它不仅可以间接反应水中还原性物质的相对含量,而且可以作为水体被污染的重要标志之一,当水体出现污染时,耗氧量指标可以对水质污染情况进行综合分析评估。

本文根据GB/T5749-2006《生活饮用水卫生标准》中耗氧量的第一检测方法酸性高猛酸钾滴定法,指出了准确检测水中耗氧量的几个关键因素。通过实验结果表明:只要严格掌握好检测所需的各种条件,如加热时间、滴定温度、滴定速度、滴定终点的判断等因素,耗氧量的检测就会得到比较准确的结果。

1 主要实验部分

1.1 主要仪器与试剂

数显式电热恒温水浴锅、高猛酸钾标准溶液(分析纯)、草酸钠(基准级)、硫酸(分析纯)。

1.2 实验内容

(1)实验全过程中严格按照GB/T5749-2006《生活饮用水卫生标准》中耗氧量的第一检测方法酸性高猛酸钾滴定法进行;

(2)采样缩短和延长加热时间两种方式进行对比实验;

(3)通过控制不同的滴定温度进行比对实验;

(4)通过控制不同的滴定速度来进行比对实验。

2 结果与讨论

2.1 加热时间的控制

本次实验采用缩短和延长加热时间的方法,证明加热时间对最终结果的影响非常大,假若时间控制在30min±12 min内,则检测结果的相对偏差非常大。从实验数据上来看,如果延长加热时间会产生正偏差,缩短加热时间则会产生负偏差,由此可见掌握精确的反应时间非常重要,反应时间将直接影响反应的进行程度。由实验结果得出,反应时间必须准确控制在30 min。实验结果详见表1。

2.2 滴定温度的控制

为了准确检测水中耗氧量,滴定温度也需要严格把控。一般耗氧量的滴定温度要求在65～85℃,当反应温度大于90℃时,草酸钠易分解;当反应温度低于60℃时,会影响氧化反应的程度。以一般实验条件为例,当室温为20℃时,水样从水浴锅中取下后直接加入草酸纳,2分钟左右的温度在65～85℃,这个时候为滴定的最佳温度,滴定完成后的温度也一般会在60℃以上,滴定后水样的温度最低不要低于55℃。

2.3 滴定速度的控制

控制耗氧量的滴定速度同样重要。滴定速度不能太快,也不能太慢。速度太快,会影响反应速度,速度太慢又会使水温偏低,当水温低于55℃时,实验结果会产生较大偏差。所以在滴定耗氧量时,遵循慢-快一慢的速度为佳。

为了清楚证明适当滴定速度的重要性,本次实验使用中国计量科学研究院生产的浓度为2.31 mg/L的质控样品,按照较快、均速、慢-快-慢、较慢的滴定速度进行滴定,从实验结果中可以看出滴定时间过长或过短都会导致结果误差增大。详细实验结果详见表2。

2.4 滴定终点的判断

在滴定过程中,当溶液颜色为微红就到达滴定终点,所以应在锥形瓶的底部放置白纸,更便于观察颜色细微的变化。为了避免滴定过量,在靠近滴定终点时,应以半滴加入,同时对照白纸查看颜色。同一批水样应由一人滴定、读数、判断终点,减少人为误差。

3 结论

酸性高锰酸钾滴定法测定耗氧量是一个综合性指标,过程中有许多不确定因素,任何一个条件的偏差,都会对结果产生较大影响。在实验中只要严格控制各个不同的条件,就可以极大减小实验中可能出现的误差。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疲总局,中国国家标准化管理委员会.GB./T5750.7-2006生活饮用水标准检验方法有机物综合指标[S].北京:中国标准出版社,2007.

含氧量检测 篇4

A. 鉴别A和甲烷可选择酸性高锰酸钾溶液

B. B、D均能与金属钠反应

C. 物质C的结构简式为CH3CHO

D. B+D→E的化学方程式为：CH3CH2OH+CH3COOH[H2SO4（浓）

△] CH3COOC2H5

2. 下列说法正确的是（ ）

A. 纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色

B. 蛋白质、乙酸和葡萄糖均属电解质

C. 溴乙烷与NaOH、乙醇溶液共热生成乙烯[

D. 乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇

3. 某有机物A的化学式为C6H12O2，已知A～E有如下图所示转化关系，且D不与Na2CO3溶液反应，C、E均能发生银镜反应，则A的结构可能有（ ）

A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种

4. 由乙醇制取乙二酸乙二酯，最简便的流程途径顺序正确的是（ ）

①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④还原反应 ⑤消去反应 ⑥酯化反应 ⑦中和反应 ⑧缩聚反应

A. ⑤②①③⑥ B. ①②③④⑤⑦

C. ⑤②①③⑧ D. ①②⑤③⑥

5. 下列实验能获得成功的是（ ）

A. 将乙醛滴入银氨溶液中，加热煮沸制银镜

B. 苯与浓溴水反应制取溴苯

C. 向浓溴水中加几滴苯酚观察沉淀

D. 2 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，加热煮沸观察沉淀的颜色

6. 转变为的方法是（ ）

A. 与足量NaOH溶液共热后，再通入CO2

B. 溶液加热，通入足量的SO2

C. 与稀硫酸共热后，加入足量NaOH溶液

D. 与足量稀硫酸共热后，加入足量Na2CO3

7. 下列说法不正确的是（ ）

A. 麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应

B. 用溴水即可鉴别苯酚、2，4-已二烯和甲苯

C. 在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH

D. 用甘氨酸（H2N—CH2—COOH）和丙氨酸（[CH3—CH—COOH][NH2][—]）缩合最多可形成4种二肽

8. （1）某物质中可能有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯中的1种或几种，在鉴定时有下列现象：①有银镜反应；②加入新制Cu（OH）2悬浊液沉淀不溶解；③与含酚酞的NaOH溶液共热发现溶液中红色溶液逐渐消失以至无色，下列叙述正确的有 。

A. 几种物质都有

B. 有甲酸乙酯、甲酸

C. 有甲酸乙酯、甲醇

D. 有甲酸乙酯，可能有甲醇

（2）一种有机物的结构简式如图，关于它的性质不正确的是 。

[OH][HO—][—C—O—] [OH][OH][HO][COOH][—][—][—][—][—] [O]

A. 有酸性，可与NaOH反应

B. 可以水解生成两种有机物

C. 可以发生取代反应

D. 可与H2发生加成反应

E. 可与溴水发生取代反应

9.根据下图填空。

（1）化合物A含有的官能团是 ；

（2）B在酸性条件下与Br2反应得到E，E在足量的氢氧化钠、醇溶液作用下转变成F，由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是 ；

（3）D的结构简式是 ；

（4）1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol G，其反应方程式是 。

含氧量检测 篇5

火电厂作为我国电力发展的主力军,其发电量仍在我国总发电量中占有很高的份额。电厂的经济运行与锅炉燃烧效率的高低有直接关系,判断锅炉燃烧效率的方法,一般是通过过剩空气系数来确定的,但是直接测量过剩空气系数目前比较困难,一般来说是通过测量与过剩空气系数密切相关的烟气中氧气的含量来间接确定。

软测量技术主要由辅助变量的选择、数据采集和处理、软测量模型及在线校正四个部分组成,而建模方法的选择是重点。

本文所采用的建模方法为数据成组处理法,它是一种以多层神经网络原理和自组织结构思想为指导,适用于复杂非线性系统的启发式自组织建模方法。由前苏联学者A.G.Ivaknenko在60年代末提出。该方法对于复杂系统的建模、预测表现出良好的效果,因此很快就受到了各国学者的重视,并对其进行了许多改进和发展研究。此方法在烟气含氧量的软测量方面目前还没有应用。

1 辅助变量的选取及数据预处理

a)辅助变量的选取

本文所采用的辅助变量选取方法是:先计算出各个变量与烟气含氧量的相关系数,再用主元分析法确定主元的个数k。一般情况下,选择累积贡献率超过85%的k个主元。经分析前8个主元的累积贡献率达到了88.311%,则可确定主元个数为8个。

b)数据预处理

数据中的误差分为随机误差和过失误差,本文采用滑动平均法对数据进行平滑处理,去除了随机误差。再用Grubbs检验法来检验过失误差,确定数据中的误差后将其剔除,得到适合建模的数据。

2 GMDH建模

c) GMDH算法的基本原理

对于一个未知的非线性系统,GMDH算法常用高阶Kolmorgorov-Gaber多项式(式(1)来描述。经过多层筛选,利用局部简单的参考函数不断逼近式(1),从而得到足够复杂的模型。

GMDH算法所采用的数据结构与多元回归模型相类似。通常将所获得的数据分成两个子集:训练集和检验集。这么做的目的是为了对模型进行交叉验证以防止过拟合,使模型保持正则化。传统的GMDH网络利用如下所示的式子建立每一层的输入输出关系,用以进行逐次逼近得到最终模型:

其中ai为系数,i∈{0,1,2,…,5},上式为二次项形式的参考方程,当然也可根据系统的复杂程度选择更复杂的形式。

b) GMDH算法建模步骤

(1)将用于建模的数据分成两组:训练组和测试组。

(2)根据式(2),利用训练组数据计算每一对输入数据(x,xj)的参考方程参数和相应的输出,所有数输入数据对计算得出的输出构成第一层的中间变量;

(3)在测试集上利用式(3)计算第一层的中间变量的准则值e。选取一个阈值R,若中间变量的准则值e<R,则保留该变量。所有变量都经过筛选之后,将保留的变量作为新的输入计算出下一层的变量;

(4)记录每层变量所得最小准则值emin,当网络训练到第k层时,若则训练停止,第K-1层得到最小准则值的方程为最终最优方程。将方程中的各项回溯至最初始变量,即用x1,x2,x3,…,xm来表示最终方程。

3 仿真实验结果

建模所用数据总数为500个,将分成两组,其中前400个数据归入训练组,后100个数据归入测试组,分别导入GMDH网络和BP神经网络进行建模。BP神经网络的学习因子设置为μ=0.9,学习速率η=0.05目标误差为ε=0.0001。

对比两种方法所得结果的均方根误差(RMSE),平均绝对误差(MAE)以及最大正负误差,如表1所示。可见,GMDH预测结果的各项误差均优于BP神经网络,说明GMDH网络建模效果很好。

4 结论

本文所采用的GMDH网络,在软测量建模中目前应用的还比较少,利用电厂实际运行数据对烟气含氧量进行建模预测,所得的结果与应用较多的BP神经网络相比误差更小,预测精度更高,在软测量建模中有很大的应用潜力。

参考文献

[1]陈敏.火电厂锅炉烟气含氧量预测及燃烧系统优化研究[硕士学位论文].北京:北京交通大学,2011

[2]俞金寿.软测量技术及其应用[J].自动化仪表,2008,29(1):1~7

含氧量检测 篇6

鱼是人类摄取动物蛋白的主要来源, 然而随着经济的发展, 人们对自然水资源保护的呼声渐浓, 工厂化养殖是今后都市渔业发展的方向。自动化的养殖方式是减少劳动强度, 实现工厂化养殖的必要措施。在众多的水体参数中, 含氧量是影响渔业生产的一个重要指标。氧是水产品赖以生存的必备条件之一。鱼对水中的含氧量非常敏感, 传统的养殖方式一般是根据经验观察鱼的浮头情况来判断水中是否缺氧。为了防止泛塘的发生, 渔民需花费大量的时间、精力观察鱼塘情况。此种方式存在事后控制、增氧不及时或过度增氧、费时、费力等缺点, 并且增加了人为因素在养殖中所占的比重, 而这也恰是工厂化养殖要避免的。同时, 不同的养殖种类及养殖种类的不同养殖时期对含氧量多少的要求也不相同。完全依靠单一的人工控制, 可能会丧失最佳的含氧量控制时期和控制浓度, 在一定程度上影响了水产品的生长, 增加了养殖成本。

本文重点分析了无线传感器技术在现代鱼塘含氧量控制中的应用, 包括基本硬件电路模块的设计和软件流程。

1含氧量自动控制系统总体设计

在工厂化养殖中, 不同的养殖车间对含氧量的要求不同。借助于传感器技术, 对不同的养殖车间的含氧量分别进行采样, 并按照不同养殖需求分别进行控制。本文设计的自动监控系统可实时监测水中的含氧量, 自动反映给上位机控制台, 管理员可以实时进行控制。若上位机没有及时加以处理, 则把本请求转发给鱼塘业主, 业主可以通过手机短信的方式进行远程控制。倘若业主也没有及时加以处理, 系统则会通过预定设计好的程序进行自动化控制。本系统与以往的监控系统相比, 增加了鱼塘含氧量与用户的双向交流, 可以使用户灵活控制含氧量, 降低了误判的可能。

本系统主要由两部分组成:鱼塘控制中心上位机运行的监控程序和下位机程序。下位机由多个增氧节点 (数据采集、增氧机控制节点) 和一个数据监控节点组成。本文设计的监控系统采用最广泛使用的星型拓扑, 有一个与上位机PC相连的数据监控节点, 监控节点和本系统中的任何一个增氧节点通过无线数据传输方式进行通信。增氧节点按照一定规则分布在工厂化养殖相应车间的适当位置, 负责数据的采集、处理和传输, 并且对监控节点发来的数据、命令进行分析和做出相应的处理, 并完成相应的动作。数据监控节点负责和PC上位机、业主手机进行通信和向增氧节点发出相应的动作命令。系统的具体结构框架如图1所示。

本文介绍的含氧量监控系统能够较好地扩展组合, 容易调整系统中的节点, 满足不同养殖空间对增氧节点数量的不同要求。监控节点和增氧节点通过无线模块nRF905进行直接通信, 每隔一段时间循环查看各个增氧节点是否发来报警信息帧, 把此报警帧转发给上位机监控程序, 并等待上位机程序对其进行处理。若在规定时间内未收到上位机程序的响应命令帧, 说明上位机监控操作人员不在, 则按照紧急情况处理, 把此条报警帧转发给业主手机。如果GSM模块在规定的时间内也没有收到业主手机发来的命令短信, 则按照监控节点下位机预先设置的处理模式、处理时间进行自动处理, 并立即向增氧节点发出此条命令帧, 如启动增氧机运行20min等。这在一定程度上减少了系统的测量偏差, 提高了监控系统的可靠性。

2系统关键硬件模块研究

2.1弱信号调整电路

超微电极因其反应速度快和较高的信噪比, 在电化学探测中应用较多。但超微电极上得到的感应量往往是微小的电信号, 例如电流信号通常在pA～nA级的范围内, 这些微小的电信号不能直接被应用和处理。同时, 微弱的信号极易受到外界因素的干扰, 甚至淹没在噪声中。在微弱信号测量中, 可能因为某个环节的微小欠缺, 而使得这个微弱的感应信号产生很大的畸变, 甚至会影响测量结果, 那么将导致控制系统一系列的动作都不是预期想要的。

各个位置的溶氧传感器将各处的溶氧量浓度转换为相应的微弱电流或电压信号, 经精密放大器调整到标准的0～5V电压后, 送到AD转换器转换为相应的数字电压值, 再送给单片机进行处理, 这里以微弱的电流信号处理为例。

基本的电流-电压转化器 (I-V转化器) 电路如图2所示。

输出电压Vo = -R × i。很明显, 在微弱电流信号较小的情况下, 可能会要求不切实际的大电阻。除非采用适当的电路制造措施, 否则与电阻R并联的周围媒介电阻将会使净反馈电阻减小, 并使电路的准确度受到损失。对于上面调整电路的缺陷, 可以考虑使用高灵敏度I-V转换器, 如图3所示。这个电路利用一种T型网络来实现高灵敏度而无须要求不切实际的大电阻。

输出电压Vo = -k × R × i。其中, k = 1 + R2/R1 + R2/R。事实上, 这个电路是靠倍乘因子K来增加R的。这样就可以从一个合理的R值出发, 然后乘以所需的k值来实现高灵敏度。

2.2无线数据传输模块nRF905

nRF905是Nordic公司推出的单片射频收发器, 工作电压范围为1.9～3.6V, 工作于工业、科学和医学3个ISM频段:433MHz/868MHz/915MHz。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成, 不需要外加滤波器, 采用CRC校验, 使用SPI接口与MCU进行通信。如果实际应用中的MCU没有硬件SPI接口, 可以通过软件仿真一个SPI接口即可完成通信。nRF905共有4种工作模式, 分别为掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、接收模式、发送模式。其工作模式有MCU控制其IC的3个引脚:TRX_CE、TX_EN和PWR_UP的逻辑电平决定。nRF905适用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化等领域。nRF905传输速率为100Kb/s, 在受到干扰的情况下, 传输速率有所下降。nRF905在空旷地传输距离为500m, 有墙体等障碍物时, 其传输距离有所减小。nRF905采用CRC校验方式, 具有良好的抗干扰能力, 并且可以在433MHz/868MHz/915MHz 3个频段跳频, 具有良好的可扩展性。基于Nordic公司的nRF905芯片传输距离、穿透能力、抗干扰能力和安全性等都适合于工厂化养殖的需要。本文选用nRF905作为无线传输模块的核心IC的另一个重要原因是, nRF905已经在许多嵌入式案例中得到应用, 其在无线传输中的可靠性得到了充分验证。

3系统软件设计

基于目前广泛使用的keil软件的C51编译器, 即可得到跟汇编语言执行效率相当的目标代码。同时, C51语言编写代码的复杂度比汇编语言要简洁得多。因此, 本系统的下位机程序采用C51编写而成, 上位机监控程序可以用任何主流的语言即可实现, 如VB、VC等。

3.1增氧节点的软件设计

增氧节点主要是完成数据的采集、A/D转换、与监控节点之间的通信, 并在监控节点的控制下完成相应动作。增氧节点的流程如图4所示。

3.2数据监控节点的软件设计

数据监控节点主要是完成循环的监测是否有增氧节点发来的报警数据帧, 若有, 则负责将该报警消息转发给上位机监控程序处理;若没有, 则等待一个适当的时间间隔后继续循环监测各个增氧节点。数据监控节点还要有与PC上位机监控程序进行通信, 以及通过手机短信与业主进行通信等功能。系统的数据监控节点流程如图5所示。

4结语

含氧量检测 篇7

目前, 在激光光谱技术领域有三种主流多通池技术被采用:White和Herriot池;腔增强技术;积分球。三种技术在特定的测量应用都有自己的优点:第一种方法相对比较直接提供了一个良好的光程延长, 光路校准复杂程度适中;第二种方法可以提供目前最长的光程, 但具有调节耗时和对反射镜要求高的缺点;与前两种方法比, 第三种方法只能实现几米的光程延长, 但它有两个明显的优点:易于调节和结构紧凑。

另一种具有发展潜力的光程延长方法是基于多孔散射介质气体池的技术, 它来源于散射介质内气体吸收光谱技术 (GASMAS) [10,11]。基于GASMAS的吸收光程延长技术相比于前面提到的三种技术的一个最大优势是其样品池体积可以做到小于1 cm3, 为制造手持式和便携式的工业气体监测设备提供小型化气体池, 从而大大缩小测量系统的体积并降低系统能耗。本文将开展基于GASMAS的多孔散射介质内光程延长技术, 并将其应用于燃煤烟气含氧量分析系统来实现系统的小型化。用来作为气体池的多孔散射介质有两种, 一种是常见的塑料泡沫, 另一种是纳米氧化铝陶瓷材料。我们采用了波长调制光谱技术来提高测量的信噪比。在考虑实际工业应用的前提下, 通过采用大体积塑料泡沫, 着重研究了散射材料气体吸收池的尺寸、激光光束的入射角度、以及入射光斑的横向和纵向位移对探测效果的影响这些实际应用问题。

1 多孔散射介质的光程延长原理

半透明的多孔材料是一种散射材料, 它的内部含有很多微小的空隙可以存留气体。图1展示的是多孔纳米氧化铝陶瓷材料多孔结构的扫描电镜图。入射到这种材料里的光会被强烈的散射, 经过不同路径的光子所走过的光程是不同的。因此, 经过介质内部散射而后透过介质的光所经历的光程将远远大于多孔介质本身的物理尺寸。

这种半透明多孔散射介质内的气体探测可以由GASMAS技术来实现。该技术是基于这样的事实:气体吸收特征与介质材料本身的吸收特征明显不同, 通常固体的吸收谱要远远宽于气体的吸收谱。将激光的波长调至气体的吸收峰位置处并扫描波长, 即可将气体的吸收特征从固体宽而慢变的吸收光谱中提取出来, 尽管后者的吸收幅度比前者大几个数量级。然而在气体光谱分析中, 吸收光程信息的缺失导致不能直接使用Beer-Lambert定律。因此, 我们通过引入等效吸收光程的概念来定义光子在分布于散射介质内的气体中的平均光程。

2 技术方案

2.1 基于多孔材料的气体池

在本研究中, 参考气池使用的是一块厚度39 mm、孔隙率98%的塑料泡沫板, 参考气池使用的是厚度10 mm、孔隙率34%的氧化铝陶瓷片。多孔气池中充满了周围的空气。表1归纳了这两种材料的主要特性, 材料物理特性的不同决定了这两种材料具有各自不同的优缺点。

从表1中可以看出, 塑料泡沫比氧化铝陶瓷材料具有更好的光学透过性能, 因此, 前者采用了一支13 mm2的光电二极管探测器, 后者采用了一支面积为79 mm2的雪崩光电二极管探测器。正如表中数据给出的那样, 尽管塑料泡沫使用了小面积的探测器, 但是它仍然探测到了与氧化铝陶瓷材料大小相当的光强。两者探测到的光强大约为1μW。对于具有强散射性质的材料, 有效光程长度正比于材料厚度的平方。塑料泡沫板和氧化铝陶瓷片的等效光程长度测量值分别为164±2 cm和52±1 cm。等效光程是通过多孔材料内氧气吸收信号与周围已知光程长度的氧气吸收信号的比值来获得的。值得注意的是, 塑料泡沫的气体置换时间比氧化铝陶瓷材料大3个数量级之多。因此, 氧化铝陶瓷材料由于具有快速的气体置换速率更适合做样品池, 而塑料泡沫更适合做参考池, 它可以提供更长的等效光程从而获得高信噪比吸收信号。

2.2 氧气测量系统装置

氧气测量系统基于GASMAS技术装置并结合了关联光谱技术方案, 如图2所示。周围空气中的氧气浓度被假定为常数20.9 vol.%。实验所使用的法布里柏罗型多模二极管激光其中心波长在工作温度为25℃时位于755 nm, 其最大输出功率为7 m W。我们通过提高激光器的工作温度来将激光输出光谱与氧气吸收光谱匹配。图3是根据HITRAN标准数据库计算得到的室内氧气在760 nm附近的A带吸收光谱, 以及与之相匹配的二极管激光在工作温度45℃、工作电流67 m A时的发射光谱。为了实施波长调制光谱技术来提高信噪比, 激光波长通过一个24 Hz的锯齿波扫描, 电流范围从60~73 m A。一个20 k Hz的正弦信号被直接耦合进激光器。

为了获得一个大的波长覆盖范围, 二极管激光的工作温度在44~47℃范围内进行扫描。温度扫描是通过给激光温度控制器输出一个0.1 Hz的三角波来实现的。激光器输出的激光分成两束分别经过样品池和参考池。两路光的信号由一个14位的数据采集卡同时测量, 然后利用软件锁相放大软件在40 k Hz的频率解调处波长调制二次谐波信号。

3 测量结果及分析

图4展示了在42 ms的一个锯齿扫描周期内的典型WMS二次谐波信号对。样品信号是总体吸收信号减去由39 cm空气中的氧气造成的吸收偏置获得。参考信号包含了塑料泡沫中的氧气吸收和空气中28 cm的氧气吸收。

本研究所搭建的氧气测量系统的灵敏度和稳定度这两项指标是通过工业中广泛采用的阿伦方差法分析13 h连续测量数据获得的。为了比较, 我们同样用阿伦方差法分析了对32 cm周围空气测量的连续采集17 h的数据。图5展示了上面两次测量的阿伦方差曲线。从图中我们可以看出, 采用60 s的积分时间的情况下, 两次测量可以获得的探测灵敏度分别为1 500 ppm2和500 ppm2。相对应的物理长度集成灵敏度 (灵敏度乘以气池的物理长度) 分别为15 ppm2和160 ppm2。这表明, 通过采用氧化铝陶瓷材料作样品池, 探测灵敏度改善了11倍。值得注意的是, 在这里我们采用了物理长度集成灵敏度, 而不是传统的有效长度集成灵敏度, 是为了凸显基于多孔材料的气体池的小型化这一优势。尽管小型的气体传感器可以采用小型的多通池, 但是基于多孔材料的气体池可以做到更高的集成度, 其体积可以小于1 cm3。此外, 基于多孔材料的气体池可以提供更高的激光光束校准容忍度。

采用多孔材料作样品池, 尽管灵敏度提高了11倍, 但是与等效光程的延长倍数52比, 只相当于大约五分之一, 这主要归因于干涉噪声。在传统的基于相干光源的气体探测系统中, 绝大多数干涉条纹主要来自于光学元件的菲涅尔反射, 包括气体池窗口、透镜和反射镜。然而对于当前的系统来说, 干涉噪声主要来源于多孔陶瓷材料表面的高度漫射和多孔结构的高度散射。第一种机制对应反馈干涉, 主要由光反射回激光二极管造成;第二种机制对应斑点噪声, 主要由光子在多孔材料内的随机散射造成。对这两种噪声机制的比较已有研究, 研究结果表明最终限值探测灵敏度的是斑点噪声。对于具有更高吸收系数或更大厚度的多孔材料来说, 由于探测到的光强很弱, 散粒噪声将会成为主要噪声源。从图5我们还可以看出, 干涉噪声还降低了系统的长期稳定性。在13 h的连续测量中, 采用氧化铝陶瓷气体池的系统漂移量为探测灵敏度的3倍, 而不采用氧化铝陶瓷气体池的系统漂移量比探测灵敏度要小。

等效光程可以通过增加样品池厚度或增加激光入射点相对探测器横向位移来进一步提高。然而, 这两种方法均是以低探测光强为代价来增加散射的。因此, 在等效光程的增加和探测光强的减小之间有一个平衡。可通过采用大功率激光并结合大厚度多孔介质材料一定可以改善探测灵敏度, 这是一种比较直接的手段。通常情况下多模激光可以获得更大的输出功率, 并且更易获得, 这可以在很大程度上弥补残余激光模式对吸收信号强度的稀释。

另一个与材料相关的问题是气体置换时间。在实际应用中, 气体置换常数应该至少小于数据处理时间, 包括数据平均时间, 否则气体置换时间将成为整个气体探测系统响应时间的瓶颈。对于关联光谱技术来说, 参考气体池一般不需要气体置换, 因此几个小时的置换时间是可以接受的。例如, 尽管塑料泡沫表现出很好的吸收和散射特性的结合, 但是它由于气体置换时间长而不适合做样品池。但是, 它仍然可以作为参考池 (塑料泡沫的置换时间为几个小时) 。

一般而言, 与传统的光程延长技术相比较, 基于多孔材料的气体池其优势在于小的尺寸和高的光束校准容忍度。例如, 在腔增强技术中, 腔的长度需要达到几十厘米来获得足够高的光谱分辨率, 并且需要进行严格的光束整形和校准。传统的多通气池和基于积分球的气体池可以做到几厘米的气池长度, 但是气池的总体积很难做到小于1 cm3, 而这对于基于多孔材料的气体池来说是很容易实现的。此外, 基于多孔材料的气体池对光束质量没有要求, 并且它比多通池具有光束校准的更高容忍度, 同时它可以获得比积分球气体池更大的光程延长倍数。

4 结论

本文采用的基于多孔散射材料的气体池可极大的延长吸收光程、提高测量信噪比。39 mm厚的塑料泡沫和10 mm厚的氧化铝陶瓷片被分别用作样品气池和参考气池, 获得的等效光程分别为164 cm和52 cm。进而在保证相同测量灵敏度的情况下将氧气测量系统的气体池体积缩小两个数量级, 从而大大的减小整个系统的体积和能耗。基于多孔材料的气体池在构建小型气体探测系统方面具有优势, 尤其在构建基于激光光谱技术的燃煤多气体组分分析系统时对于气体分析系统的模块化和集成化具有特殊意义。

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含氧量检测 篇8

为了解决传统传感器技术的不足,软测量技术成为火电厂锅炉烟气含氧量控制的重要技术之一［2，3］。卢洪波等对电站锅炉飞灰含碳量进行建模估计［4，5］,李少华等对锅炉烟气中CO的含量基于神经网络进行建模［6］; 在锅炉烟气含氧量软测量方面,湛腾西、袁俊文及韩璞等分别提出改进的神经网络方法进行建模,并取得了一定的成果［7 ～ 9］; 王刚等采用差分进化和序列最小优化算法( Sequential Minimal Optimization,SMO) 相结合的方法实现烟气含氧量的软测量［10］。文献[11 ~14]分别设计了基于支持向量机和最小二乘支持向量机的软测量方法。这些方法虽然都取得了一定的成果,但在测量精度方面仍有改进空间。

为此,笔者提出一种基于差分进化算法的自校正LS-SVM算法建立软测量模型,首先根据已有经验和实际数据分析选取适当的过程变量,并考虑含氧量变化的时序特点建立建模数据库; 然后根据问题特点,采用差分进化算法校正LS-SVM参数; 对差分进化算法进行改进,改善算法局部寻优能力,获取更高的测量精度; 最后对该方法进行了验证。

1 建模数据选取1

1. 1 电厂锅炉生产过程

电厂锅炉生产过程具有强非线性及时变性等特点,其生产过程可以简单概括为进料、燃烧和废气排放3 个部分,如图1 所示。在进料过程中,被磨煤机研磨成的煤粉经一次风机通过管道送入给粉机,煤粉经过给煤机送入炉膛燃烧。燃烧过程产生的热量将炉内水冷壁中的水加热形成水蒸气。燃烧结束后产生的烟气经引风机排出。

1. 2 烟气含氧量数据分析

电厂锅炉生产过程复杂,通过机理分析可知对烟气含氧量影响较大的因素有给水流量、燃料量、主蒸汽流量、主蒸汽压力、送风量、引风量、送风机电流、引风机电流、机组负荷、再热蒸汽温度及排烟温度等。由于炉况和实际生产环境的不同,这些影响因素与烟气含氧量在实际生产过程中的相互关系也不稳定。

针对不同炉况,用现场采集数据进行相关性分析,采用Pearson相关性分析法对影响因素和烟气含氧量之间的相关性进行分析,同时对实际生产数据进行相关性分析,从分析结果中选取0. 01和0. 05 水平显著相关的变量作为建模输入量。选取主蒸汽压力、机组负荷、排烟温度、引风机电流、送风量、给水流量、炉膛负压、炉膛温度和再热器温度作为所研究锅炉的主要影响因素; 由于温度变化具有时序特征,某一时刻温度与前N时刻的温度相关,经过相关性分析,在实验中选取N为5。在此共选取了14 个参数作为输入变量构造锅炉烟气含氧量软测量模型。

2 烟气含氧量数据解析建模

2. 1 数据预处理

实际生产中获取的数据存在噪声数据和数据缺失现象,为此采取相应的处理方法:

a. 对数据中的噪声进行处理。对建模时间段内不同参数的数据进行统计分析,计算各参数的期望 μ 和标准差 σ。根据拉依达准则,将数值中在[μ - 3σ,μ + 3σ]区间之外的数据删除,根据含氧量数据连续变化的特征,用删除时刻前后两个时刻的平均值代替该数据。

b. 对数据缺失进行处理。由于检测设备故障或信号传输异常,实际获取的数据常有数据缺失的情况,对缺失数据采用均值插补法进行处理,将缺失时刻前后两个时刻的平均值填补缺失数据。

2. 2 算法整体结构

基于DE优化的自校正LS-SVM算法中的LS-SVM算法根据DE粒子信息设定计算参数,采用建模数据库数据建立预测模型,并计算所得模型预测值的相对误差,该误差作为相应粒子的适应度函数值。

2. 3 算法实现

基于DE优化的自校正LS-SVM算法流程如图2 所示,具体实施步骤如下:

a. 将建模数据读入内存,采用2. 1 节所述方法对建模数据进行预处理。

b. 初始化差分进化算法,首先随机生成种群个数为NP、粒子维数为ND的种群( ND为所需优化参数的个数) ,然后初始化DE算法参数F =0. 4( F为缩放因子,控制搜索速度,其值越大搜索速度越快) 。

c. 计算粒子适应度函数值,将预测误差作为对应粒子的适应度值,首先根据粒子信息为LS-SVM参数赋值; 然后采用5 -fold方法计算对应模型的平均测量误差,将建模数据分为5 份,用其中的4 份建立软测量模型,剩余一份作为检验数据,根据所建模型计算得到测量误差,重复进行5 次并计算5 次测量误差的平均值作为对应粒子的适应度函数值。

d. 如果粒子适应度值即所建立模型的测量误差达到终止条件,则停止算法,输出模型参数信息; 如果没有达到终止条件,则进行粒子交叉、变异、选择操作,执行步骤c。

步骤d中,算法达到最大迭代次数NLOOP;算法最优解在指定代数NNF内不更新; 算法计算时间达到指定时间NMAXT,3 个条件满足其一就停止算法。

3 实验与结果分析

采用国内某电厂的实际数据来验证算法的有效性,选取其中160 组数据进行实验。计算机硬件配置: CPU T5870 2. 00GHz,内存1. 96GByte。相关算法程序采用VC ++ 6. 0 编写。算法参数设定: 种群数NP为50 个,种群粒子维数ND为2,算法最大循环次数NLOOP为1 000,最优解最大不更新次数NNF为20,算法最大运行时间NMAXT为30min。实验用不同算法对相同时间段内的锅炉烟气含氧量进行软测量,结果与误差如图3、4 所示。

由图3 可以看出,笔者提出的软测量方法与其他算法对比,均能较好地跟随烟气含氧量的变化,反映其变化趋势; 由图4 可以看出,笔者所提算法与其他算法相对比,其最大测量误差绝对值低于0. 07,相对误差低于3%,满足实际生产需要。

4 结束语

含氧量检测 篇9

他毕生致力于氧稳定技术的研究，后来在从事美容行业的妻子凯伦（Karin）启发、鼓励下，博士经过努力研究，终于将氧稳定在面霜中。而妻子凯伦则作为产品的实验对象，验证了产品的有效性和安全性。试验成功后，凯伦说服博士将此项科研成果应用于美容领域，以让更多人受益。因此，以两人名字组合的“Karin Herzog（凯伦赫容）”护肤品牌在1972年得以创立。

凯伦赫容 一个崇尚绿色环保的代表品牌凯伦赫容品牌创立于1972年，传承了家族专业与专注的优秀基因。如同精密的瑞士钟表一样，凯伦赫容强调产品的卓越品质，以其安全、高效闻名于护肤品领域数十年。作为全球含氧护肤品的鼻祖，凯伦赫容产品拥有全面、灵活的护肤体系，其中焕彩均衡修护面膜、精致修护霜系列、巧克力系列和塑身纤体系列更是令同行瞩目的明星产品。

凯伦赫容拥有众多名人粉丝，遍及政商各界及影视明星当中。其中包括英国凯特王妃、汤姆克鲁斯、卡梅隆迪亚茨等世界名人。凯伦赫容产品除了本身具有自然、环保的特性，在研发、包装方面始终遵循着环保、仁爱的理念。其产品不采用动物实验且不含任何动物提取物；研发阶段邀请志愿者来体验其卓越功效；产品包装亦遵循简洁、时尚的风格特性。在当今众多护肤品牌中，凯伦赫容可谓是一个崇尚绿色环保的代表品牌。

凯伦赫容一个健康、美丽“纯氧肌”的缔造者

凯伦赫容公司（Lab.Dr.Paul&Karin Herzog SA）研究发现，氧是维持皮肤良好状态的必备条件。要肌肤保持年轻状态，充足的氧必不可少的。实验表明：24岁人体面部肌肤的含氧量已经退减到14岁时的70%；随年龄增长，肌肤可用的氧逐渐递减，致使肌肤不断衰老，同时带来色斑、暗沉、痤疮和敏感等肌肤问题。

很多现有的护肤品牌只能给问题肌肤带来有限的改善，不能解决肌肤基础功能所需能量缺失的问题。通过氧的作用，凯伦赫容的产品可以真正帮助肌肤细胞的恢复、加强其自身功能。如果说保罗博士（Dr.Paul）曾经参与发明的是外科手术呼吸机，那么凯伦赫容含氧产品可称得上是“人体皮肤的呼吸机”。

2010年，瑞士凯伦赫容公司（Lab.Dr.Paul&Karin Herzog SA）授权和缓甘（北京）贸易有限公司作为大中国区（包括香港、澳门）的总代理。双方针对中国的市场及客户的需求特点，在产品的功效、使用、搭配上做了细致的研究和调查。针对中国客户的肌肤特性，凯伦赫容对产品进行了调整、改进，使其含氧护肤品得到了众多中国消费者的青睐。

为了使凯伦赫容含氧护肤理念更为广泛的服务于中国消费者，和缓甘（北京）贸易有限公司将凯伦赫容产品引入中国市场，在此过程中，凯伦赫容联手业界资深专家，致力于传播更为科学、绿色的护肤理念，令这一货真价实的瑞士制造产品，为用户提供安全、有效、舒适、卓越的使用体验。随着凯伦赫容含氧产品的普及与推广，相信将有更多爱美人士，呈现出自己健康、美丽的“纯氧肌”。

锅炉最佳氧量的确定 篇10

锅炉调整有很多方面, 如水位、压力、温度、燃烧等项目, 调整的重点在炉内燃烧工况, 燃烧不好对安全经济有重大影响。这里主要对锅炉燃烧的风量控制进行探讨。

1 氧量值在燃烧中的作用

锅炉燃烧的好坏对锅炉机组和整个发电厂运行经济性有很大影响。燃烧调整的任务:

a.保持正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。

b.着火稳定、燃烧中心不偏、火焰分布均匀, 不烧损喷燃器、过热器等设备, 避免结渣。

c.使锅炉机组保持最高经济性运行。

燃烧过程是否稳定直接关系到锅炉运行的可靠性。例如:燃烧过程不稳定将引起蒸汽参数的波动, 炉膛温度过低会影响燃料的着火和正常燃烧, 容易灭火;炉膛温度过高或火焰偏斜将可能引起水冷壁、凝结管结渣或烧坏设备, 增大过热器的热偏差, 造成局部管壁超温等。

现场的燃烧过程是通过合理的风煤配合来完成的。合理的风、煤配合能保持最佳的过剩空气系数;合理的一、二次配风能保证着火迅速、燃烧完全;合理的送、吸风配合能保持适当的炉膛负压, 减少漏风。当运行工况改变时, 上述配合比例如果调节得当, 就可以减少燃烧损失, 提高锅炉效率。对于大型发电机组, 锅炉热效率每提高1%, 将使整个机组效率提高0.3%～0.4%, 标准煤耗下降3～4 g/ (kW·h) 。哈尔滨发电有限公司配有中间仓储式的制粉系统锅炉, 为了达到上述燃烧目的, 在运行操作中应注意喷燃器一、二次风出口风速和风率, 各喷燃器负荷之间的分配运行方式, 空气量、燃料量煤粉细度等个参数的调整, 使其达到最佳值。

2 运行中如何控制氧量

锅炉运行经常碰到的工况变化是负荷的变化。当负荷变化时, 必须及时调整送风量、燃料量和空气量, 使燃烧工况得以相应的改变。在锅炉高负荷运行时, 由于炉膛温度较高, 着火与混合条件比较好, 故燃烧是稳定的, 这时排烟损失比较大。为了提高锅炉效率, 可以根据煤质等具体情况, 考虑适当降低过剩空气系数运行。过剩空气系数适当减少后, 排烟损失必然降低, 而且炉膛温度升高并降低了烟速, 使煤粉在炉内的停留时间相对延长, 不完全燃烧不增加或者增加很少, 可使锅炉效率提高。锅炉负荷降低运行时, 由于燃烧减弱, 投入的燃烧器较少, 炉膛温度较低, 火焰充满程度差, 使燃烧不稳定。因此, 大型煤粉炉一般不宜在70%额定负荷以下运行, 负荷低于170 t/h燃烧工况非常不稳定。锅炉在低负荷运行时, 可以适当降低炉膛负压, 减少漏风, 使炉膛温度相对提高, 不但能稳定燃烧, 而且能减少不完全燃烧损失。这时必须注意安全, 防止喷火燃烧伤人:因为该公司夏天负荷低, 燃烧不稳定, 所以经常在低负荷下运行, 一定要注意安全。

1 kg燃料完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量。在实际锅炉运行中, 如果仅按理论空气量供给空气, 必然会使一部分燃料得不到所需要的氧而不能完全燃烧, 因此实际给燃料供应的空气量一般要比理论空气量多一些。

实际空气量VK与理论空气量VO之比, 称为过剩空气系数, 用α表示, 即

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完全燃烧时, 可以得到undefined

式中, 02 为氧量。

该公司的理论α值 (炉膛出口处) 为1.20 (厂家计算的) 。

在锅炉实际运行中, 不便对实际空气量VK 和理论空气量VO进行测算。所以一般都监测公式 (2) 中的氧量02, 通过调节送风量的大小, 改变炉膛氧量的变化, 从而达到最佳过剩空气系数。

过剩空气系数的大小, 对锅炉的效率影响很大。在一般负荷范围内, 当炉膛出口过剩空气系数增加时, q3、q4 (q3为化学不完全燃烧损失, q4为机械不完全燃烧损失) 损失将下降。过剩空气系数过大致使炉内温度显著降低或烟气流速过分增高时, q3、q4损失可能增大。但是, 排烟损失 (q2) 是随着过剩空气系数的增加而增加的, 氧量太大使锅炉热效率降低, 飞灰对受热面的磨损量与烟气流速的三次方成正比, 因此煤粉炉随着过剩空气系数的增加将使受热面管子和吸风机叶片的磨损加重, 影响设备的使用寿命。此外, 当过剩空气系数增大时, 过剩氧量增加使燃料中的硫分易于形成S03, 烟气露点温度相应提高, 使烟道尾部的空气预热器更容易受到腐蚀。送风量对应的有一个最佳送风量, 也就是最佳过剩空气系数。在这个工况下, 各项损失之和最小, 锅炉效率最高, 这个过剩空气系数叫最佳过剩空气系数。

由上述可知, 在锅炉运行中应保持O2值, 作为送风机调节的依据。用烟气中含氧量的大小作为风量调节的依据比CO2含量好, 因为与CO2含量相比, 烟气中最适宜的含氧量与燃料的化学成分和质量无关。燃烧实践表明, 当发生煤粉自流、排粉机带粉增多, 以及油压、油温发生变化时, 送入锅炉内的燃料量突然增多, 使风量相对减少, CO2表指示值突然会有大幅度的减少。这是因为在燃料量增多 (即风量减少) 的 情况下, 对1kg燃料而言, 燃烧产生的干烟气体积虽然减少, 但风量减少使煤燃烧不完全, 有大量的CO产生, CO2含量下降, 因此烟气中CO2含量的百分比 (CO2) 就减少。

如果采用氧量表就不会出现这种反常的变化, 只要空气量小, O2值肯定小, 因此现场都采用氧量表来代替二氧化碳表。

3 影响氧量的其它因素

负压燃烧锅炉炉膛和各烟道都处于负压下运行, 空气从灰斗、炉墙以及空气预热器等不严密的地方漏入燃烧室和烟道, 漏风对锅炉的安全性和经济性带来不利的影响, 烟道各处的漏风将使烟气量、排烟损失q2、吸风机电耗增加。由于存在漏风, 烟道各处的过剩空气系数不相同, 沿着烟气流程逐渐增加。与此相反, 沿着烟气流程CO2含量的百分数则逐渐减少。实践证明, 除冷灰斗外, 产生漏风最多的是在入孔门、检查孔以及穿墙管处, 发现后应及时用石棉绳、水玻璃等进行堵塞。因此, 应当控制和尽量减少锅炉漏风。除了在锅炉检修时应尽量保持炉墙、烟道的严密性外, 在运行时, 须建立和切实执行堵漏风制度, 以提高锅炉运行的经济性和可靠性。

从哈尔滨发电有限公司2008年1～6月份锅炉氧量对应的飞灰含煤量看出, 随着氧量的增加, 飞灰含量是减少的。由于该公司的设备的特殊性, 氧量的测点不在炉膛出口, 而是在省煤器的出口, 很显然在炉膛出口和省煤器出口之间存在着漏风, 因此计算含氧量时应该把这部分漏风考虑进去。根据该公司的实际情况, 氧量应在4.2～4.5比较适合, 这样漏风系数能保持在1.25～1.27。

摘要：阐述了氧量值在锅炉燃烧中的作用、运行中如何控制氧量以及影响氧量值的其它因素。过剩空气系数直接影响炉内燃烧和排烟热损失的大小, 在运行中被准确、迅速地测定是监督锅炉经济运行的主要手段。

关键词：实际空气量,理论空气量,过剩空气系数,锅炉效率

参考文献

[1]西安热工研究所、东北电力局技术改进局.燃煤炉燃烧调整试验方法[M].北京:水利电力出版社, 1974.