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安徽美康儀表自動化有限公司
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氧化鋯氧量分析儀在電廠應(yīng)用及原理
2013-11-12 閱讀(3870)
（1）電廠中為什么要對爐煙成分進(jìn)行分析？一般采用何種方法？
鍋爐燃燒質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電廠燃料消耗率的高低。爐煙成分自動分析就是為了連續(xù)監(jiān)督燃燒質(zhì)量，以便及時(shí)控制燃料和空氣的比例，使燃燒維持在良好的狀態(tài)下。為了使燃料達(dá)到*燃燒，同時(shí)又不過多地增加排煙量和降低燃燒溫度，首先要控制燃料與空氣的比例，使過剩空氣系數(shù)以保持在一定范圍內(nèi)。例如，燃煤爐的。約在1. 20～1. 30，燃油爐的以約在1.10～1.20。過剩空氣系數(shù)的大小可通過分析CO2和O2的含量來判斷，它們之間的關(guān)系還與燃料品種、燃燒方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)。
由于氧含量與以之間有單值關(guān)系，而且此關(guān)系受燃料品種的影響較小。另外，由于氧量計(jì)的反應(yīng)比二氧化碳表快，所以目前電廠中大量采用氧量分析儀。遲延小、反應(yīng)快的內(nèi)置式氧化鋯氧分析儀正被推廣使用。
（2）氧化鋯氧分析儀的工作原理是什么？
以氧化鋯作固體電介質(zhì)，高溫下的電介質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)形成濃差電池，濃差電池產(chǎn)生的電動勢與兩
側(cè)氧濃度有關(guān)，如一側(cè)氧濃度固定，即可通過測量輸出電動勢來測量另一側(cè)的氧含量。氧化鋯氧量計(jì)的發(fā)送器就是一根氧化鋯管。
氧化鋯管是由氧化鉻（ZrO2）中滲入氧化鈣（Ca02）或氧化釔（Y2O3），并經(jīng)高溫焙燒后制成。晶格中部分四價(jià)的鉻離子被二價(jià)的鈣離子或三價(jià)的釔離子所取代而在晶格中形成氧離子空穴。由于氧離子空穴的存在，在600～1200℃高溫下，這種氧化鋯材料成為對氧離子有良好傳導(dǎo)性的固體電介質(zhì)。在氧化鋯管兩側(cè)氧濃度不等的情況下，濃度大的一側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面電極上結(jié)合兩個電子形成氧離子，然后通過氧化鋯材料品格中的氧離子空穴向氧濃度低的一側(cè)泳動，當(dāng)?shù)竭_(dá)低濃度一側(cè)時(shí)，在該側(cè)電極上釋放兩個電子形成氧分子放出，于是在電極上形成電荷積累，兩電極之間產(chǎn)生電動勢，此電動勢阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行，直至達(dá)到動平衡狀態(tài)，這就形成濃差電池，它所產(chǎn)生的與兩側(cè)氧濃度差有關(guān)的電動勢，稱作濃差電動勢。
電池兩端產(chǎn)生的電動勢E可由能斯脫公式計(jì)算：
E=RT/nFLnP2/P1（mV）式中
R----氣體常數(shù)；
T----溫度，K；
F----法拉第常數(shù)，F(xiàn)=95000C；
n—反應(yīng)時(shí)所輸送的電子數(shù)，對氧n=4;
P1，P2----被測氣體、參比氣體中的氧分壓。
茌分析爐煙中的氧含量時(shí)，常用空氣作參比氣體，則Φ=20. 8%（Φ為含氧量）為定值，如果工作溫度T-定，則氧濃差電動勢與被測氣體中的氧含量的對數(shù)成反比，即濃差電動勢只與氧濃度有關(guān)。
氧化鋯氧分析儀有分體式、一體式、內(nèi)置式，分體式在電廠中應(yīng)用十分廣泛。
