第9章 其它参数测量.ppt

一般锅炉生产的蒸汽并非纯饱和蒸汽，而是含有少量水分的湿蒸汽。饱和蒸汽流量和湿蒸汽流量之间的修正关系为： Qm = xc Qmh Qm——饱和蒸汽质量流量 xc——干度修正系数 Qmh —— 湿蒸汽质量流量 则对于湿蒸汽： Q = Qm hs = Cp Qm ts=Cp xc Qmh ts 氧化锆氧量计广泛用于锅炉和窑炉的烟气含氧量的在线测量，以控制燃烧效率。 第四节 氧化锆氧量计 锅炉 一、工作原理 Φ2 P2 空 气 Φ1 P1 烟 气 多孔性 铂电极 ZrO2 电解质 O2- O2- O2- O2- O2- E 在固态电解质氧化锆（ZrO2）中掺入一定比例的氧化钙（CaO）或氧化钇（Y2O3），四价的锆被二价的钙或三价的钇置换时，形成氧离子空穴。在氧化锆两侧各烧结一层多孔的铂电极，就构成氧浓差电池。 （ZrO2） （CaO） 氧化锆测氧原理可归结为 “氧浓差电池”的形成过程。氧化锆外侧为被测烟气，氧含量约为4~6％，其氧分压为P1，氧浓度为φ1；内侧为参比气体，如空气，氧含量20.8％，其氧分压为P2，氧浓度为φ2。 Φ2 P2 空 气 Φ1 P1 烟 气 O2- O2- O2- O2- O2- 当温度达600℃以上时，空穴型氧化锆就成为良好的氧离子导体。氧气能够以离子形式从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。 氧分子从铂电极处得到电子成为氧离子进入氧化锆空穴，高氧侧铂电极失去电子而带正电： O2+4e→2O2- （还原反应） Φ2 P2 空 气 Φ1 P1 烟 气 O2- O2- O2- O2- O2- E 当氧离子通过氧化锆到达低氧侧时，氧离子将电子还给铂电极变成氧分子进入烟气，低氧侧铂电极因得到电子而带负电： 2O2-→O2+4e （ 氧化反应） 式中： R — 气体常数； T — 气体绝对温度； n— 一个氧分子携带电子数（n＝4）； F — 法拉弟常数； P1、P2 — 被测气体与参比气体的氧分压。 根据Nernst方程，氧浓差电势E可以表示为： Φ2 P2 空 气 Φ1 P1 烟 气 O2- O2- O2- O2- O2- E 由于在混合气体中，某气体组的分压力和总压力之比与容积成分（即浓度）成正比。如果烟气和空气的压力相等，则有： 代入Nernst方程，氧浓差电势E为： Φ2 P2 空 气 Φ1 P1 烟 气 O2- O2- O2- O2- O2- E 结论：氧浓差电势是烟气含氧量Φ1的单值函数。 1、温度T恒定在600℃以上。 如果温度不够，在氧化锆探头内装加热器。 2、空气的氧含量恒定。 如果通风不好，在探头空气口安装空气泵，以保证探头内空气新鲜，含量等于20.8％ 。 3、参比气体与被测气体压力相等。 公式中才能用浓度来代替氧分压。 此关系稳定的必要条件是： 二、氧化锆传感器的结构基本分为两种: 1、直插补偿式 如果被测气体温度达 600℃以上，则探头内不设加热装置，但要装测温元件，测被测气体温度，以便在后级电路中对温度变化进行补偿。 2、定温对流式 若被测气体低于 600℃，则氧化锆探头应带有加热装置和测温元件。将被测气体加热到定值温度，以便准确测量。 烟气 三、氧化锆传感器的安装 由于E与Φ1呈非线性关系，必须经线性化电路处理后，仪表才能输出与被测含氧量成正比的氧浓度信号4~20mADC。 烟道 小结 作业：第2题 成分 分析仪表 氧化锆氧量计 热流测量 仪表 热阻式热流计 热水热量指示积算仪 饱和蒸汽热量指示积算仪 热工测量与自动控制 第九章 C J Y 第九章 其它参数测量 在环境工程中，不仅有温度、湿度、压力、流量、液位这些热工参数的测量，还有其他一些和环境有关的参数需要测量。如： 测量热流量，以检测保温材料的性能或监测环境的安全。 计量热能的消耗，以结算费用。 测量某介质的组分含量，以保证环境空气质量或生产的高质量、高效率。例如有害气体的检测、锅炉的燃烧控制等。 第一节 热阻式热流计 基本概念： 热流量——单位时间内通过某截面的热量Q