安徽吉帆儀表有限公司專(zhuān)注于氧化鋯分析儀、變送器、壓力表、流量計(jì)、水位計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、熱電阻熱電偶、爐膛工業(yè)電視系統(tǒng)、汽包水位監(jiān)視系統(tǒng)生產(chǎn)加工；實(shí)驗(yàn)室成套的設(shè)計(jì)、研發(fā)；傳感設(shè)備、測(cè)量系統(tǒng)、氣體檢測(cè)及分析設(shè)備、輸配電控制設(shè)備及系統(tǒng)銷(xiāo)售；電氣成套設(shè)備、環(huán)保設(shè)備及材料、建筑材料、電纜光纜、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、安防產(chǎn)品、會(huì)議音響工程、多媒體展廳工程的設(shè)計(jì)、施工。公司本著以質(zhì)量求生存，以質(zhì)量求發(fā)展，向質(zhì)量要效益的原則服務(wù)于廣大用戶朋友。

氧化鋯氧量表分析儀

隨著人們環(huán)保和節(jié)能意識(shí)的逐漸提高，眾多大中型企業(yè)如鋼鐵冶金、石油化工、火力發(fā)電廠等，已將提高燃燒效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保護(hù)環(huán)境等作為提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的重要途徑。鋼鐵行業(yè)的軋鋼加熱爐、電力行業(yè)的鍋爐等燃燒裝置和熱工設(shè)備，是各行業(yè)的能源消耗大戶。因此，如何測(cè)量和提高燃燒裝置的燃燒效率、確定至佳燃燒點(diǎn)，是十分令人關(guān)心的。

      供給加熱爐、鍋爐等加熱設(shè)備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例，有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過(guò)程的進(jìn)行)所必須傳入的熱量，爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。當(dāng)鼓風(fēng)量過(guò)大時(shí)(即空燃比α偏大)，雖然能使燃料充分燃燒，但煙氣中過(guò)剩空氣量偏大，表現(xiàn)為煙氣中O2含量高，過(guò)?？諝鈳ё叩臒釗p失Q1值增大，導(dǎo)致熱效率η偏低。與此同時(shí)，過(guò)量的氧氣會(huì)與燃料中的S、煙氣中的N2反應(yīng)生成SO2、NOX等有害物質(zhì)。而對(duì)于軋鋼加熱爐，煙氣中氧含量過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致鋼坯氧化鐵皮增厚，增加氧化燒損。

      當(dāng)鼓風(fēng)量偏低時(shí)(即空燃比α減小)，表現(xiàn)為煙氣中O2含量低，CO含量高，雖說(shuō)排煙熱損失小，但燃料沒(méi)有完全燃燒，熱損失Q2增大，熱效率η也將降低。另外，煙囪也會(huì)冒黑煙而污染環(huán)境。

      所謂提高燃燒效率，就是要適量的燃料與適量的空氣組成至佳比例進(jìn)行燃燒。熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負(fù)荷、霧化條件等因素有關(guān)。因此，可通過(guò)測(cè)量并控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來(lái)調(diào)節(jié)空氣消耗系數(shù)λ，來(lái)達(dá)到至高燃燒效率。

      燃燒效率控制由來(lái)已久，上世紀(jì)60年代，曾廣泛采用CO2分析儀監(jiān)測(cè)煙道氣體中CO2含量來(lái)控制空氣消耗系數(shù)λ以達(dá)到至佳，但CO2含量受燃料品種影響較大。70年代后，逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結(jié)合的方法來(lái)控制燃燒效率。

      提高燃燒效率最直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測(cè)定儀、氧化鋯氧含量檢測(cè)儀)連續(xù)監(jiān)測(cè)煙道氣體成分，分析煙氣中O2含量和CO含量，調(diào)節(jié)助燃空氣和燃料的流量，確定至佳的空氣消耗系數(shù)。

一，概述

氧化鋯氧量表分析儀(Zirconia Oxygen Analyzer)，又稱(chēng)氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計(jì)、氧化鋯氧量表，主要用于測(cè)量燃燒過(guò)程中煙氣的含氧濃度，同樣也適用于非燃燒氣體氧濃度測(cè)量。在傳感器內(nèi)溫度恒定的電化學(xué)電池產(chǎn)生一個(gè)毫伏電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)直接反應(yīng)出煙氣中含氧濃度值。 將此分析儀應(yīng)用于燃燒監(jiān)視與控制，將有助于充分燃燒，減少CO、SOx及NOx的排放，從而為防止全球變暖及空氣污染做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，氧化鋯分析儀還可用于氣氛控制，精確控制燃燒效率。

      氧量分析儀廣泛應(yīng)用于多種行業(yè)的燃燒監(jiān)視與控制過(guò)程，并且?guī)椭餍袠I(yè)領(lǐng)域取得了相當(dāng)可觀的節(jié)能效果。應(yīng)用領(lǐng)域包括能耗行業(yè)，如鋼鐵業(yè)、電子電力業(yè)、石油化工業(yè)、制陶業(yè)、造紙業(yè)、食品業(yè)、紡織品業(yè)，還包括各種燃燒設(shè)備，如焚燒爐、中小型鍋爐等。

二，工作原理

      氧傳感器的關(guān)鍵部件是氧化鋯，在氧化鋯元件的內(nèi)外兩側(cè)涂上多孔性鉑電極制成氧濃度差電池。它位于傳感器的頂端。為了使電池保持額定的工作溫度，在傳感器中設(shè)置了加熱器。用氧分析儀內(nèi)的溫度控制器控制氧化鋯溫度恒定。氧化鋯分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱(chēng)氧探頭、氧檢測(cè)器)、氧分析儀(又稱(chēng)變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀)以及它們之間的連接電纜等組成。

三，主要原理

      氧化鋯探頭是利用氧化鋯濃差電勢(shì)來(lái)測(cè)定氧含量的傳感器，其核心的氧化鋯管安置在一微型電爐內(nèi)，位于整個(gè)探頭的頂端。

      氧化鋯管是由氧化鋯材料摻以一定量的氧化釔或氧化鈣經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后形成的穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷燒結(jié)體。由于它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此在高溫下它是良好的氧離子導(dǎo)體。因其這一特性，在一定高溫下，當(dāng)鋯管兩邊的氧含量不同時(shí)，它便是一個(gè)典型的氧濃差電池，在此電池中，空氣是參比氣，它與煙氣分別位于內(nèi)外電極。在實(shí)際的氧探頭中，空氣流經(jīng)外電極，煙氣流經(jīng)內(nèi)電極，當(dāng)煙氣氧含量P小于空氣氧含量P0(20.6%O2)時(shí)，空氣中的氧分子從外電極上奪取4個(gè)電子形成2個(gè)氧離子，發(fā)生如下電極反應(yīng):

O(P0)+4e-→2O-2

      氧離子在氧化鋯管中迅速遷移到煙氣邊，在內(nèi)電極上發(fā)生相反的電極反應(yīng):

2O-2 →O(P0)+4e-

      由于氧濃差導(dǎo)致氧離子從空氣邊遷移到煙氣邊，因而產(chǎn)生的電勢(shì)又導(dǎo)致氧離子從煙氣邊反向遷移到空氣邊，當(dāng)這兩種遷移達(dá)到平衡后，便在兩電極間產(chǎn)生一個(gè)與氧濃差有關(guān)的電勢(shì)信號(hào)E,該電勢(shì)信號(hào)符合"能斯特"方程:

E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)

式中R、F分別是氣體常數(shù)和法拉第常數(shù)，T是鋯管絕對(duì)溫度(K), P0是空氣氧含量(20.6%O2), P 是煙氣含量。由(1) 式可見(jiàn)，在一定的高溫條件下(一般)600℃)，一定的煙氣氧含量便會(huì)有一對(duì)應(yīng)的電勢(shì)輸出，在理想狀態(tài)下，其電勢(shì)值在高溫區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)氧含量。 在理想狀態(tài)下，當(dāng)被測(cè)煙氣與參比氣濃度一樣時(shí)， 其輸出電勢(shì)E值為 0 mV, 但在實(shí)際應(yīng)用中，鋯管實(shí)際條件和現(xiàn)場(chǎng)情況均不是理想狀態(tài)。 故事實(shí)上的鋯管是偏離此值的。實(shí)際上，一定氧含量鋯管輸出的電勢(shì)為理論值和本底電勢(shì)的和，我們稱(chēng)為無(wú)濃差條件下鋯管輸出的電勢(shì)值為本底電勢(shì)或稱(chēng)為零位電勢(shì)， 此值的大小又在不同溫度下呈不同的值， 并且隨鋯管使用期延長(zhǎng)而變化。 因此， 如不對(duì)此情況處理，會(huì)嚴(yán)重影響整套測(cè)氧儀的準(zhǔn)確和探頭壽命。

三，技術(shù)規(guī)格

    * 測(cè)量對(duì)象:各種工業(yè)爐窯煙氣，混合氣體濃度

    * 測(cè)量元件:氧化鋯管

    1、測(cè)氧范圍:0-20.6%O2或0--10%

    2、儀器精度:系統(tǒng)測(cè)氧基本誤差≤±2%滿量程值

    3、變送器精度:1.0級(jí)(≤1.0%滿量程值)

    4、溫控精度:恒溫點(diǎn)的700±1℃

    5、響應(yīng)時(shí)間:≤3秒(達(dá)到90%的響應(yīng))

    6、報(bào)輸出:上、下限節(jié)點(diǎn)輸出，可選"常開(kāi)"或"常閉"點(diǎn)

    7、模擬量輸出信號(hào):4-20 mA ADC(負(fù)載0Ω-750Ω)對(duì)應(yīng)氧量0-10%O2或者0-20.6%O2

    8、本底修正范圍:-20 mV-+20 mV

    9、數(shù)顯形式:LED四位數(shù)碼管顯示

    10、電源:AC220V±15%

    11、功耗:<6W(不包括加熱功率)

    12、加熱功率:約50W(平均值)可提供150W輸出功率

    13、環(huán)境條件:溫度-20℃-60℃

                          相對(duì)濕度<90%

    14、檢測(cè)器約10Kg，轉(zhuǎn)換器約5Kg

    15、標(biāo)定方式:叁參數(shù)標(biāo)定?？諝恻c(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)氣點(diǎn)、工況點(diǎn)。

四，檢測(cè)器的構(gòu)造

     檢測(cè)器由防塵裝置、氧化鋯管、加熱爐、熱電偶、氣體導(dǎo)管、接線盒以及殼體等主要部件組成。整個(gè)裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個(gè)裝置的密封性能，提高使用壽命。對(duì)高粉塵的檢測(cè)環(huán)境，為達(dá)到更好的過(guò)濾效果，加裝了多孔陶瓷過(guò)濾器。

    檢測(cè)器內(nèi)的氧化鋯管是核心元件 ，屬陶瓷易碎品，運(yùn)輸和安裝使用過(guò)程中應(yīng)避免劇烈震動(dòng)，以免損壞。檢測(cè)器內(nèi)加熱爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長(zhǎng)加熱爐的壽命，在工藝上作了特殊的處理。因檢測(cè)器本身帶有加熱裝置，從而在低于700℃的環(huán)境中能正常工作。

五，檢測(cè)器的安裝條件

  5.1氧量檢測(cè)器的現(xiàn)場(chǎng)安裝條件

      避開(kāi)震動(dòng)場(chǎng)合；

      環(huán)境溫度要在儀器規(guī)定范圍內(nèi)；

      接線盒要避開(kāi)高輻射熱源；

      盡可能避開(kāi)腐蝕性氣體；

      要有足夠的工作空間；

5.2  取樣點(diǎn)的位置選擇

      取出的氣樣能快速反映工藝狀態(tài)的變化情況，即氣體要具有代表性。

      為避免SO2 的冷凝，取樣點(diǎn)氣體溫度應(yīng)高于300℃，其范圍為300—600℃  至佳。

      取樣點(diǎn)的溫度、壓力、流量等參數(shù)不應(yīng)變化太大。

      取樣探頭的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到煙道直徑的1/3。

      切忌在管道、煙道底部開(kāi)口取樣。

      取樣點(diǎn)的附近爐堂、煙道應(yīng)無(wú)泄漏，否則將造成測(cè)量誤差。

      要選擇在易于維護(hù)、檢修的地方。

5.3 氧量檢測(cè)器的安裝

      預(yù)先加工好帶法蘭的設(shè)備短接管，孔徑為Φ76，長(zhǎng)度約為400mm。按要求選好取樣位置(爐壁或管道)，開(kāi)一個(gè)Φ76 的孔，將短接水平焊接到爐壁上，焊接時(shí)要保證焊接處不漏氣。把檢測(cè)器插入短接管中，接管法蘭與檢測(cè)器法蘭之間墊上2—4mm 厚的石棉墊，旋緊4 個(gè)螺栓，使其不漏氣即可。

※注意: 新建爐膛或煙道要等幾次烘爐干燥后再安裝氧探頭，否則，過(guò)于潮濕的煙氣可能降低新探頭使用壽命。

   由于探頭的參比氣是靠空氣自然對(duì)流提供的,探頭必須水平安裝, 參比氣和標(biāo)準(zhǔn)氣接口相應(yīng)朝下.探頭端部防護(hù)套管的缺口位置(可調(diào)整方向)也應(yīng)垂直向下,以防積灰.

六，轉(zhuǎn)換器安裝尺寸

      盤(pán)裝橫式表：外形尺寸160*80mm*250mm，開(kāi)孔尺寸152*76mm

      盤(pán)裝豎式表：外形尺寸80*160mm*250mm，開(kāi)孔尺寸76*152mm

      盤(pán)裝方式表：外形尺寸160*160*150mm，開(kāi)孔尺寸152*152mm

      盤(pán)裝方式表：外形尺寸144*144*150mm，開(kāi)孔尺寸138*138mm

      墻掛式表：  外形尺寸260*200*100mm