Análise da incerteza na medição do teor de oxigênio na fumaça de exaustão

Resumo: As informações de análise de incerteza na medição do teor de oxigênio nos gases de escape são fornecidas por excelentes fabricantes de medidores de vazão e medidores de vazão. 1. A importância da medição e do controle corretos do teor de oxigênio nos gases de combustão Nas áreas de geração de energia térmica, petróleo, indústria química, indústria siderúrgica, fabricação de vidro, metalurgia, indústria leve, etc. Forno, forno de cimento, forno de imersão. Mais fabricantes de medidores de vazão escolhem modelos e cotações de preços. Você é bem-vindo para perguntar. A seguir estão os detalhes do artigo de análise de incerteza na medição do teor de oxigênio nos gases de escape. 1. A importância da medição e do controle corretos do teor de oxigênio nos gases de combustão Nas áreas de geração de energia térmica, petróleo, indústria química, indústria siderúrgica, fabricação de vidro, metalurgia, indústria leve, etc. A medição e o controle precisos do teor de oxigênio nos gases de combustão de fornos, fornos de cimento, fornos de imersão, fornos de tratamento térmico de cementação, fornos de recozimento, etc., podem economizar energia, reduzir a poluição ambiental e prolongar a vida útil do forno. Quando o teor de oxigênio é alto, o oxigênio reage quimicamente com o enxofre no combustível e o nitrogênio no ar em altas temperaturas, resultando em SOx e NOx, que têm efeitos adversos no equipamento de troca de calor e no meio ambiente; quando o teor de oxigênio é baixo, a combustão do combustível é insuficiente, reduzindo a economia de combustão. Portanto, é necessário medir e controlar com precisão e confiabilidade o oxigênio nos gases de combustão para garantir que o teor de oxigênio esteja dentro de uma faixa razoável. O controle automático do teor de oxigênio na operação da caldeira visa otimizar a combustão ao máximo e ajustar a relação ar-carvão de forma razoável. Entre eles, a realização de medições on-line confiáveis ​​e precisas do teor de oxigênio nos gases de combustão é uma premissa necessária para a realização desse processo. Atualmente, existem muitos métodos para medir o teor de oxigênio nos gases de combustão, e a maioria deles são sistemas de medição de teor de oxigênio de zircônia para medição on-line em tempo real. A análise agora é realizada para um sistema de medição de oxigênio composto por zircônia. 2. A influência do desvio da medição de oxigênio na economia operacional A exatidão da medição de oxigênio dos gases de escape tem uma grande influência na eficiência da unidade de caldeira e no consumo de energia das máquinas auxiliares. Para o nível atual da tecnologia de medição de oxigênio, o erro básico do medidor de oxigênio de zircônia usado na detecção on-line do conteúdo de oxigênio: ± 2% ～ ± 3% FS (escala completa); Repetibilidade: ± 1% FS; Estabilidade: ± 1% a 2% FS / mês; o tempo de resposta (até 90%) é inferior a 5 s; a incerteza do sistema de medição é de cerca de 4%. A partir dos resultados da calibração no local [1], o erro absoluto causado pela amostragem durante a medição de amostragem de ponto único é de cerca de 1% a 2% O2, e o erro de medição abrangente é calculado como 2% O2. A medição imprecisa de oxigênio terá os seguintes efeitos na unidade (tome uma caldeira de 460 t / h como exemplo): (1) o volume de suprimento de ar aumenta em 81221 m3 / h; (2) o volume de ar induzido aumenta em 89537m3//h (a taxa de vazamento de ar é calculada como 10%); (3) a temperatura dos gases de escape aumenta em 5℃; a eficiência da caldeira é reduzida em cerca de 1. 3. Incerteza do sistema de medição de oxigênio O sistema de medição de oxigênio consiste em um sistema de amostragem, um sensor de oxigênio e um instrumento secundário (ou transmissor ). Existem muitos fatores que afetam a confiabilidade dos resultados da detecção de oxigênio na medição on-line em tempo real. Além da precisão dos sensores e instrumentos secundários, a confiabilidade dos resultados da medição depende em grande parte da racionalidade do sistema de amostragem, que é analisada da seguinte forma. 3.1 Erro básico na medição Na detecção e avaliação do próprio sistema de medição, o erro mostrado pelo sistema é o erro básico. O erro é causado pelo erro do sensor e do próprio instrumento secundário, que depende dos respectivos métodos e processos de fabricação e está intimamente relacionado ao nível de desenvolvimento da tecnologia de microeletrônica e da tecnologia de produção de sensores. Do ponto de vista do processo de uso, o sistema de medição geralmente pode atingir a faixa de erro especificada. 3.2 Erros adicionais na medição 3.2.1 Entre as muitas razões para a influência dos erros de repetibilidade e estabilidade na medição de oxigênio, a estabilidade do campo de temperatura da atmosfera onde a sonda do sensor está localizada, a contaminação da superfície da sonda e o grau de envenenamento interno são as causas dos resultados da medição. A causa direta dos erros de repetibilidade e estabilidade, mas também outro indicador importante do sistema de medição — o tempo de resposta tem um impacto negativo. Erros de repetibilidade e estabilidade são parte do erro de medição adicional. 3.2.2 Atmosfera de gás em ambos os lados da sonda A partir dos métodos atuais de instalação e amostragem da sonda, o gás em ambos os lados do tubo de zircônio está em um estado não fluido. A Figura 1 mostra o método de instalação da sonda de zircônia na medição real. Durante o processo de medição, as moléculas de oxigênio no gás de referência se difundem continuamente no gás de amostra através da parede do tubo de zircônio. Em ambos os lados do tubo de zircônio, o oxigênio é gerado a partir do gás de referência para a superfície do tubo de zircônio e do gás de amostra para a superfície do tubo de zircônio. O gradiente de concentração, ou seja, o campo de oxigênio em ambos os lados, não é uniforme. Como o gás em ambos os lados está basicamente em um estado de fluxo não óbvio, o processo de transferência de massa é realizado principalmente por difusão, que forma um campo de oxigênio relativamente estável em ambos os lados do tubo de zircônio, o que é extremamente desfavorável para medições em tempo real.

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