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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用及原理
2013-11-12 閱讀(3659)
（1）電廠中為什么要對爐煙成分進行分析？一般采用何種方法？
鍋爐燃燒質(zhì)量的好壞，直接關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。為了使燃料達到*燃燒，同時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?？諝庀禂?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?？諝庀禂?shù)的大小可通過分析CO2和O2的含量來判斷，它們之間的關系還與燃料品種、燃燒方式和設備結(jié)構有關。
由于氧含量與以之間有單值關系，而且此關系受燃料品種的影響較小。另外，由于氧量計的反應比二氧化碳表快，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，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。晶格中部分四價的鉻離子被二價的鈣離子或三價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?shù)竭_低濃度一側(cè)時，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一步進行，直至達到動平衡狀態(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—反應時所輸送的電子數(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，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。
氧化鋯氧分析儀有分體式、一體式、內(nèi)置式，分體式在電廠中應用十分廣泛。
