氧化锆分析仪在火电厂燃煤锅炉工艺中的应用

随着我国对节能与环保要求的不断提高，工业加热炉、锅炉等热工设备在石油化工、冶金、电力、轻工等行业中燃烧热效率偏低的问题日益受到关注。氧含量分析仪作为连续监测燃烧排放气体中氧浓度的关键设备，可与调节器、DCS系统及执行机构协同工作，实现燃烧过程的优化控制，从而将热效率提升约2%至6%，在节约燃料的同时，显著降低排烟对环境的污染，广泛应用于燃烧系统的监测与控制。

监测烟气中氧气含量的意义

经济性方面

以燃煤锅炉为例，其燃烧质量直接影响燃料的消耗率。通过氧化锆分析仪对烟气中氧浓度进行连续监测，可实时反馈燃烧状态，指导燃料与空气配比的调节，使过剩空气系数α维持在合理范围内，既保障燃料充分燃烧，又避免因过量空气导致排烟损失增加和炉温下降。

安全性方面

过剩空气系数过高会导致燃料不完全燃烧，产生一氧化碳（CO），在还原性气氛中灰分的熔点降低，易引发炉内结渣问题。同时，烟气流速增大会加剧受热面管材与引风机叶片的磨损，影响设备寿命。此外，高过剩空气还会促进硫元素转化为三氧化硫（SO₃），提高烟气露点温度，加剧尾部烟道及空气预热器的低温腐蚀，这一现象在燃用高硫煤的锅炉中尤为明显。目前，氧化锆氧量分析仪已成为燃煤锅炉中主流的测量设备。

氧化锆氧量分析仪的工作原理

氧化锆氧量分析仪的传感器主要由在高温下能传导氧离子的氧化锆固体电解质构成，在氧化锆管底的内外表面有两个铂电极，即参比电极和测量电极，分别带有两根铂引线，构成一个氧化锆测氧电池，即氧浓差电池。

氧化锆分析仪

氧化锆分析仪采用国外进口芯片及传感器，可实时测量锅炉、熔炉、窑炉、干燥器以及各种燃烧过程中或燃烧后排出的烟气中氧气的含量，是优化燃烧提高燃烧效率的有效手段。

产品优势：

1、免维护，本底电势不漂移，不需要周期性校准；

2、耐腐蚀，高硫环境，可用于烟气含硫量高的恶劣环境；

3、耐磨损，三层壳体保护；

4、耐高温，超宽温度范围（探头0-900℃，锆管1700℃）；

5、抗冷热冲击，高水分环境，抗水冲淋特性；

6、结构简单，便于维修，不需要拆下整只探头，打开接线盒即可更换锆管、热电偶、内电极等零部件。

氧化锆分析仪

应用建议与安装要点

根据在炼油化工等装置中的实际应用反馈，氧化锆分析仪的寿命主要取决于探头的状态。常见问题包括探头表面因烟气凝露堵塞导致性能下降。因此，除应定期对探头保护层进行吹扫维护外，合理的安装同样至关重要。许多故障均源于安装不当，建议用户严格遵循如下安装要求：

采样测量点的选择

1、具有代表性的平均气样；

2、安装点附近的炉墙必须无漏风；

3、锅炉内无吹灰设备的地方；

4、被测气体(烟气)的压力变化不大的地方；

5、机械振动小的地方；

6、安装点处要有拆装传感器的空间位置；

7、若传感器长度达到 1.5m，应在锅炉内设置支架；

8、环境温度不超过探头接线盒允许温度，易于维修的地方。

安装与连接方式

推荐采用垂直安装方式，水平安装也可接受。无论何种方式，采样管引导板需正对气流方向，安装前应结合工艺特点合理定位；

须使用专用法兰接头并配装垫片密封，防止因炉内负压导致漏气，影响测量准确性；

信号引线宜采用屏蔽线缆，以抑制外部干扰。