氧量分析系统在火电厂的应用.

摘要：本文详细论述了200MW机组锅炉采用氧化锆氧量变送器测定烟气中的含氧量工作原理，仪器结构、性能和标定方法，故障判断和消除等。

一、监测烟气中氧气含量的意义

燃煤锅炉燃烧质量的好坏，直接关系到电厂燃料消耗率的高低，锅炉烟气中氧量自动分析就是为了连续监督燃烧质量，以便及时控制燃料和空气的比例，使燃烧保持在较好的状态下进行;为了使燃料达到完全燃烧，同时又不过多地增加排烟量和降低燃烧温度，首先要控制燃料与空气的比例，使过剩空气系数α保持在一定范围内。

二、测氧原理

OCMHKS4000型氧量分析系统是用来测量燃烧过程中烟气和其他非可燃性气体中所含氧气浓度的仪器。

氧气的含量可由恒温的氧化锆电池所产生的电动势(EMF)来表征。

这种测量是直插在线式测量，也即测量电池位于被测烟气之中，探头顶端处于烟道当中三分之一处的位置。

测量电池由一片如一元硬币大小的氧化锆基片组成，它的两面涂以多孔铂金层，并密封地焊在用不锈钢管制成的电池套的顶部。

测量电池由内部加热器加热，而加热器受温度控制器控制，使温度保持恒定。在这种恒温条件下，氧化锆电池的mV输出可以按下式计算：

E=R/4F×Tm×logeP1/P2+C(mv)

式中：P1=电池内侧参考气体(比如，参考空气)的氧分压

P2=电池外侧被测气体(比如，烟气中的氧气)的氧分压

R=气体常数

F=法拉第(Faraday’s)常数

Tm=绝对温度=273+t

C(mV)=电池常数-mV

参考气体(如仪表气)应该是清洁，干燥和无油的空气(其中含氧20.5%)。

当测量电池的参考侧和测量侧的氧含量不同时，氧离子就会从氧分压较高的一面向较低的一面迁移。此时，电池的mV输出信号与被测气体的氧含量的对数成反比关系,也就是说,测量电池的mV输出随被测气体的氧含量的降低而增大。如果电池外侧的被测气体用空气代替的话，氧化锆电池的电动势大约为0mV±5mV(即电池常数)，而用氧气浓度为2.1%的气体代替被测气体时，电池的电动势大约为+50mV(即特性曲线的上升率，或称为十倍程电压)。

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