燃煤锅炉中监测烟气氧量探讨.pdf

燃煤锅炉中监测烟气氧量探讨 游红、 (宜宾发电总厂) ， 摘要本文以宜宾发电总厂50MW、100MW、200MW燃煤锅炉为例，简要介绍了监测锅炉烟气氧量的意义及氧 量分析仪在燃煤锅炉中的应用，并对氧量分析仪使用、维护作具体说明。 。 关键词监测烟气含氧量的意义 分析仪原理与维护’微机自动监测 1监测烟气中氧气含量的意义 ‘‘ ·，· 1．1动力锅炉燃烧质量的好坏，直接关系到电厂燃料消耗率的高低，锅炉烟气中成分自动分析就’ 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；为了使 燃料达到完全燃烧，7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Q保持在一定范围内(对燃煤炉a约在1．2～1．3之间)，从锅炉的工作的可靠性来看，‘‘ 炉内过剩空气系数过大，会使燃料中的碳不能完全燃烧，造成烟气中含有较多的一氧化碳(CO)气 体。由于灰分在还原性气体中气熔点降低，由此对于固态排渣煤粉炉，易引起炉内结渣不良结果。 由于飞灰对受热面磨损与烟气流速的三次方成正比，因此随着过剩空气系数的增大，将使煤粉炉受 热面的管子和引风机叶片磨损加剧，影响到设备的使用寿命。过剩空气系数增大，使燃料中的硫份 易形成三氧化硫(S03)，露点温度也相应提高，从而使尾部烟道的空气预热器也便于腐蚀，对于燃一 用高硫煤的锅炉尤为显著。过剩空气系数的大小可通过分析锅炉烟气中C02和02的含量来判断。同 时C02和02之间的关系与燃料品种、燃烧方式和设备结构有关。 由于烟气(02)含量与Q之间有单值关系，而且此关系受燃料品种的影响较小，目前测量烟气 中含氧量设备的反应速度又比测量c02表计快，所以目前燃煤锅炉中大量采用氧量计测量。 2氧化锆分析仪的工作原理及测量系统 2．1氧化锆管的组成 (AL203)并经高温燃烧后制成的，它的气孔率很小。在管子的内外壁上用高温烧结等方法附上金 银或铂的多孔性电极和引线。4·… 2．2氧量信号的产生 氧化锆管在600--1200C高温下，在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下，浓度大的一侧的氧分 子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子，然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴 向氧浓度低的一侧游动，当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出；于是在 电极上造成电荷积累，两电极之间产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直到达到动平衡 状态，就形成氧浓差电池。 氧浓差电池表示为： 411 Pt，02(分压力PI)I含氧离子空穴的电解质Zr02、CaO电极I (负极) (电解质) 02(分压力P2)，Pt (正极) ×hl(P2／PI)XV 式中：R-气体常数 n．反应时所输送的电子数，对氧(02)n--4 F．法拉第常数 T-热力学温度 Pl、P2．被测气体与参比气体中的氧分压 在分析燃煤锅炉中烟气含氧量时，常把空气作参比气体，即00=20．6％为定值：如果工作温度T 一定，则氧浓差电势与被测气体中的氧含量的对数成反比关系。 E=4。960X10．2XTX ln(o。206|P102) 2．3测量系统 烟气含氧量测量系统有抽出式和直插式两种。这里介绍上海生产的ZO系列氧化锆采用直插式 的测量方式。 氧化锆氧量分析仪由检测器及变换器两大部件组成。检测器可直接插入烟道内，变换器采用 MCS．51系列单片微机8031作数据处理和加热炉温控