PDF《基于多传感器融合技术的飞灰含碳量测量》

第26 卷第7期中国电机工程学报Vol.

26 No.7 Apr.

2006 2006 年4月Proceedings of the CSEE ?2006 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号:0258-8013 (2006) 07-0035-05 中图分类号:TK314 文献标识码:A 学科分类号:470?20 基于多传感器融合技术的飞灰含碳量测量 阎高伟1 ,谢刚1 ,谢克明1 ,王红兵2 (1. 太原理工大学信息工程学院,山西省 太原市 030024;

2. 太原市海通自动化技术有限公司,山西省 太原市 030006) Measurement for Unburned Carbon in Fly Ash Based on Multi-sensor Fusion Techniques YAN Gao-wei1 ,XIE Gang1 ,XIE Ke-ming1 ,WANG Hong-bing2 (1. College of Information Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi Province, China;

2. Taiyuan Haitong Automation Ltd., Taiyuan 030006, Shanxi Province, China) ABSTRACT: Unburned carbon content in fly ash is an important index for the Thermal Power Plant. Microwave online measurement system is widely used nowadays, however, coal type has great influence on its accuracy. Based on analyzing the factors mainly affect the accuracy of the measurement, microwave technique and capacitance technology which combined with the specific resistivity of fly ash is adopted to construct a multi-sensor fusion-based measuring system, and then BP neural network is utilized to fuse the multi-sensor information effectively. Experiment results have shown that the proposed method can effectively decrease the coal type effect on the unburned carbon measurement, and at the same time the accuracy for the same type of coal is increased. KEY WORDS: thermal power engineering;

fly ash;

unburned carbon;

multi-sensor fusion;

BP neural network 摘要: 飞灰含碳量是衡量火力发电厂锅炉燃烧经济性的一项 重要指标,目前广泛采用微波飞灰测碳仪进行在线监测.但 在实际应用中灰种变化对仪器的测量精度有严重影响, 该文 针对火电厂飞灰含碳量的测量受灰种影响较大这一技术问 题,分析了影响微波飞灰含碳量测量精度的因素,采用微波 技术、电容技术,结合飞灰比电阻特性构造了多传感器融合 的测量系统,利用 BP 神经网络对多传感器信息进行有效融 合.试验结果表明,该方法可以在一定程度上降低灰种变化 对飞灰含碳量测量结果的影响, 并可提高对同一灰种的测量 精度. 基金项目:国家自然科学基金项目(60374029);

山西省科技攻关项 目(001043);

山西省青年基金项目(20041015). Project Supported by National Natural Science Foundation of China (60374029). 关键词: 热能动力工程;

飞灰;

未燃尽碳;

多传感器融合;

BP 神经网络

0 引言 锅炉燃烧效率的优化控制一直是火电厂生产 中的重要问题,未燃尽碳含量直接反映锅炉燃烧经 济性[1-3] .当飞灰含碳量高时,不但导致煤耗升高, 使发电成本升高,而且增大了 NOx 气体的排放,污 染环境.长期以来,测定飞灰含碳量的方法主要采 用煅烧称重法,这是一种精度较高的实验室分析方 法,但是测量结果滞后几个小时,不能及时指导锅 炉燃烧调整.微波飞灰测碳仪利用高频电磁波在介 质中的衰减特性对飞灰中的含碳量进行测量[4] ,可 以实现在线检测, 是目前使用比较广泛的一种方法. 然而,在实际的使用中还存在一些问题,尤其在煤 种变化的情况下误差更大,有时甚至不能反映飞灰 含碳量变化的趋势.影响测量精度的主要因素有被 测飞灰样品的密度、粒度、温度、湿度和飞灰中各 种矿物质的含量等[5] .显然,采用单一传感器已经 无法描述被测介质的特性,需要采用多传感器检测 技术,从不同角度反映被测介质特性,然后利用信 息融合技术把多个传感器检测到的信息进行分析和 集成,提取被测对象的有效信息,以形成对被测对 象信息全面和完整的描述[6-7] . 这样可获得比单个传 感器或有限个传感器的算术平均值更准确的测量结 果,从而提高测量的精度和稳定性[8-10] . 本文探讨了灰种变化对飞灰含碳量测量精度 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 www.fineprint.com.cn