一種工業爐群氧含量間接監測方法
【專利摘要】本發明公開了一種工業爐群氧含量間接監測方法，該方法通過對氧氣分析儀采樣數據進行分析，采用時間與數據混合驅動方法完成對采樣切換過程結束的判定，然后利用差值平均策略解決氧氣監測系統中由于交替采樣引起的采樣數據缺失問題。通過該方法，可以實現由一臺氧氣分析儀交替采樣多臺工業爐氧氣監測系統中氧含量的間接監測。
【專利說明】一種工業爐群氧含量間接監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業爐監測系統中氧含量間接監測技術，該技術涉及一種由一臺氧氣分析儀交替采樣多臺工業爐氧氣含量的監測技術。
【背景技術】
[0002]隨著我國越來越重視工業節能與環境保護等問題，其對大中型企業工業爐運行狀況的監測實時性要求越來越高。在大量現存工業爐監控系統中，大多情況下其監控系統主要考慮的是工業爐燃燒過程的工藝要求，對于能耗與燃燒效率沒有給予充分考慮。因此，在對工業爐燃燒狀況監測系統改造的過程中，采用在線氧氣分析儀對工業爐進行采樣，實現對工業爐的實時監控以提高燃燒效率。目前，在有一臺氧氣分析儀交替采樣多臺工業爐氧含量的監測系統中，沒有一種合適的方法用于解決在交替采樣過程中采樣切換的判定及采樣過程數據缺失問題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為解決現有技術存在的上述問題，提供一種工業爐群氧含量間接監測方法。
[0004]本發明方法借助工業爐群根據工藝要求在特定位置安裝的氧化鋯以及為能耗監測安裝的氧氣分析儀，確定氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測的氧氣含量之間的統計學規律，形成一種基于數據與時間混合驅動及差值平均策略，實現對工業爐群采樣切換過程氧含量間接監測，該方法包括以下步驟:
1、一種工業爐群氧含量間接監測方法，其特征在于，該方法借助工業爐群根據工藝要求在特定位置安裝的氧化鋯以及為能耗監測安裝的氧氣分析儀，確定氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測到的氧含量之間的統計學規律，形成一種基于時間與數據的混合驅動法，即對氧氣分析儀采樣數據進行分析得出的采樣時間與采樣數據之間的規律關系及差值平均策略。實現對工業爐群交替采樣切換過程中氧含量的間接監測，包括以下步驟:
第I步、利用統計學思想對氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測到的氧含量進行分析第1.1步、在氧氣分析儀對工業爐群采樣完成一個周期之后，對氧氣分析儀此周期的采樣值進行分析，判斷出能夠正常反映工業爐實際燃燒狀況時的采樣值所處的穩定區域，從而確定分析儀采樣值由采樣開始經過峰值至處于穩定區域時所經歷的時間T ；
第1.2步、當氧氣分析儀采樣值處于穩定區域時，計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差Α?，kXXX......貧，貧表示數據處于穩定區域開始至采樣結束氧氣分
析儀采樣次數；
第1.3步、根據對氧氣分析儀采樣數據的分析，判定出氧氣分析儀采樣值處于穩定區域時差值的最大值與最小值范圍(-- ；
第2步、采用時間與數據混合驅動法對采樣切換過程的結束進行判定第2.1步、氧氣分析儀對選定的工業爐再次采樣時，在氧氣監測系統中，延遲時間 之后進行采樣；
第2.2步、氧氣監測系統開始采樣后，計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差AA,, m表示從τ時刻采樣開始至采樣切換判定結束即氧氣分析儀
采樣值可以真實反映工業爐氧含量時氧氣分析儀采樣次數；
第2.3步、據第1.3步中判定出的差值范圍(--,對計算所得的每一個Α?值的大小按照第2.4與第2.5步進行判斷；
第2.4步、若0-- ,則持續對差值Α?進行判斷；
第2.5步、若(?￡>),則認為此時刻氧氣分析儀采樣值可以反映該工業爐實際燃燒狀況，采樣切換過程判定結束，即氧氣監測系統中工業爐每一時刻的氧含量值為氧氣分析實際采樣值。
[0005]第3步、采用差值策略對采樣過程的缺失數據進行間接監測` 第3.1步、在采樣切換過程判定結束之后，即氧氣監測系統中工業爐氧含量為氧氣分析儀實際采樣值時，繼續計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差Δ4_,
, η表示從采樣切換判定結束至對該工業爐的采樣過程結束氧氣分析儀采樣
次數；
第3.2步、當氧氣分析儀對該工業爐采樣過程結束，在氧氣監測系統中計算全部差值Α4.的平均值；
第3.3步、待氧氣分析儀切換到對另一臺工業爐采樣時，氧氣監測系統中該工業爐氧含量用氧化鋯采樣值與計算得到的差值平均值D之和表示。
[0006]本發明的優點和有益效果
通過上述本發明采用的技術方案可以看出，本方法采用時間與數據混合驅動及差值平均方法，完成對工業爐采樣切換過程中氧含量的間接監測，該方法對于由一臺氧氣分析儀交替采樣工業爐群氧含量的系統具有更高的實用性。
[0007]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是氧氣分析儀采樣流程圖。
[0009]圖2是氧氣分析儀工作時序圖。
[0010]圖3是氧氣分析儀采樣值變化曲線圖。
[0011]圖4是氧含量差值變化曲線圖。
`[0012]圖5是采樣切換過程判定流程圖。
[0013]圖6是差值平均法計算流程圖。
[0014]圖7是系統顯示值與分析儀采樣值對比曲線圖。
[0015]
【具體實施方式】[0016]本發明提供的工業爐群氧含量間接監測方法的具體步驟如下:
第I步、利用統計學思想對氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測到的氧含量進行分析圖1為系統氧氣分析儀采樣流程圖，在氧氣監測系統中采用一臺氧氣分析儀交替采樣兩臺工業爐氧含量，每個采樣過程維持30分鐘，氧氣分析儀對一臺工業爐氧含量采樣完成后，經過反吹、儲氣過程切換到對另一臺工業爐進行采樣，在反吹、儲氣過程中氧氣分析儀中混合了空氣。因此，當氧氣分析儀切換到對另一臺工業爐氧含量進行采樣時，最初的分析儀采樣值不能真實反映工業爐的實際燃燒狀況。
[0017]圖2為氧氣分析儀工作時序圖，T表示氧氣分析儀的采樣值由開始采樣經過峰值至處于穩定區域時所經歷的時間。T1表示氧氣分析儀采樣切換過程判定時段。在該時段內，氧氣分析儀已經切換到對一臺工業爐進行采樣，但由于分析儀在上一個采樣過程中經歷反吹、儲氣過程，使分析儀最初的采樣值由平緩達到峰值最后才進入穩定區域，而不能真實反映該工業爐燃燒的實際狀況T2表示分析儀采樣值可以真實反映工業爐燃燒狀況時段。T3表示分析儀完成對該工業爐采樣后切換到對另一臺工業爐采樣時，氧氣監測系統中該工業爐出現采樣數據缺失的時段。
[0018]氧氣分析儀采樣值變化曲線如圖3所示，根據曲線圖可以大致判斷出采樣值由開始采樣經過峰值至穩定區域所需的時間T為600秒。當采樣值處于穩定區域時，計算同一時刻氧化鋯采樣值與氧氣分析儀采樣值之差Δdx。差值變化曲線如圖4所示，以此確定出分析儀采樣值處于穩定區域時差值Δdx的最小值與最大值的范圍(0-7,1-7)。
[0019]第2步、采用時間與數據混合驅動完成采樣切換過程結束的判定
如圖2所示，在分析儀采樣過程處于T1時間段內時，根據對前一周期分析儀采樣值變化曲線的分析，利用時間與數據混合驅動方法進行采樣切換過程判斷。圖5為樣切換過程判定流程圖，其中，vi (i =l,2,3__m)為氧氣分析儀采樣值，m表示從T時刻采樣開始至采樣切換判定結束，即氧氣分析儀采樣值可以真實反映工業爐氧含量時氧氣分析儀采樣次數Oi為氧化鋯采集的氧氣含量，Δdi為在采樣切換判定結束之前，每1秒計算一次的氧化鋯采集值與氧氣分析儀采樣值之差，Data為氧氣監測系統中工業爐氧含量顯示值。
[0020]具體操作步驟描述如下。當氧氣分析儀對該工業爐進行采樣時，延遲600秒之后再進行采樣，在采樣值處于穩定區域時每I秒計算一次氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差Δdi，并對該差值大小進行判斷，直到Δdi∈(0.7,1.7),得出m= 10。此時，認為氧氣分析儀采樣值可以正常反映該工業爐的實際燃燒狀況，氧氣監測系統中氧含量顯示值Data為氧氣分析儀的實際采樣值，采樣切換過程判定結束。
[0021]第3步、采用差值策略對采樣過程的缺失數據進行間接監測
如圖2所示,T3表示氧氣分析儀對該工業爐的采樣完成切換到對另一臺工業爐進行采樣時，該工業爐出現數據缺失現象的時間段。根據對前一周期的采樣數據進行分析，采用差值平均策略對該工業爐的采樣數據缺失過程進行間接監測。
[0022]具體操作步驟如下。圖6為差值平均法計算流程圖。當監測系統完成對采樣切換過程的判斷之后，即監測系統顯示值為氧氣分析儀的實際采樣值時，在該采樣過程中系統進行如下操作:
【權利要求】
1.一種工業爐群氧含量間接監測方法，其特征在于，該方法借助工業爐群根據工藝要求在特定位置安裝的氧化鋯以及為能耗監測安裝的氧氣分析儀，確定氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測到的氧含量之間的統計學規律，形成一種基于時間與數據的混合驅動法，即對氧氣分析儀采樣數據進行分析得出的采樣時間與采樣數據之間的規律關系及差值平均策略；實現對工業爐群交替采樣切換過程中氧含量的間接監測，包括以下步驟: 第I步、利用統計學思想對氧化鋯與氧氣分析儀分別檢測到的氧含量進行分析 第1.1步、在氧氣分析儀對工業爐群采樣完成一個周期之后，對氧氣分析儀此周期的采樣值進行分析，判斷出能夠正常反映工業爐實際燃燒狀況時的采樣值所處的穩定區域，從而確定分析儀采樣值由采樣開始經過峰值至處于穩定區域時所經歷的時間T ； 第1.2步、當氧氣分析儀采樣值處于穩定區域時，計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差AA， ......貧，貧表示數據處于穩定區域開始至采樣結束氧氣分析儀采樣次數； 第1.3步、根據對氧氣分析儀采樣數據的分析，判定出氧氣分析儀采樣值處于穩定區域時差值Α?的最大值與最小值范圍(-- ； 第2步、采用時間與數據混合驅動法對采樣切換過程的結束進行判定 第2.1步、氧氣分析儀對選定的工業爐再次采樣時，在氧氣監測系統中，延遲時間 之后進行采樣； 第2.2步、氧氣監測系統開始采樣后，計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差Ad,, m表示從I*時刻采樣開始至采樣切換判定結束即氧氣分析儀采樣值可以真實反映工業爐氧含量時氧氣分析儀采樣次數； 第2.3步、據第1.3步中判定出的差值范圍(--,對計算所得的每一個值的大小按照第2.4與第2.5步進行判斷； 第2.4步、若 則持續對差值A?進行判斷； 第2.5步、若Λ?ε ,則認為此時刻氧氣分析儀采樣值可以反映該工業爐實際燃燒狀況，采樣切換過程判定結束，即氧氣監測系統中工業爐每一時刻的氧含量值為氧氣分析實際采樣值； 第3步、采用差值策略對采樣過程的缺失數據進行間接監測 第3.1步、在采樣切換過程判定結束之后，即氧氣監測系統中工業爐氧含量為氧氣分析儀實際采樣值時，繼續計算同一時刻氧氣分析儀采樣值與氧化鋯采樣值之差A遠，J-UX......η , η表示從采樣切換判定結束至對該工業爐的采樣過程結束氧氣分析儀采樣次數； 第3.2步、當氧氣分析儀對該工業爐采樣過程結束，在氧氣監測系統中計算全部差值A邊的平均值G ; 第3.3步、待氧氣分析儀切換到對另一臺工業爐采樣時，氧氣監測系統中該工業爐氧含量用氧化鋯采樣值與計算得到的差值平均值D之和表示。
【文檔編號】G01N33/00GK103439468SQ201310404947
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】陳在平, 倪建云, 賈超, 劉峰 申請人:天津理工大學