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　　一、監(jiān)測(cè)煙氣中氧氣含量的意義
　　
　　燃煤鍋爐燃燒質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電廠燃料消耗率的高低，鍋爐煙氣中氧量自動(dòng)分析就是為了連續(xù)監(jiān)督燃燒質(zhì)量，以便及時(shí)控制燃料和空氣的比例，使燃燒保持在較好的狀態(tài)下進(jìn)行；為了使燃料達(dá)到*燃燒，同時(shí)又不過(guò)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(guò)剩空氣系數(shù)α保持在一定范圍內(nèi)。
　　
　　二、測(cè)氧原理
　　
　　OCMHKS4000型氧量分析系統(tǒng)是用來(lái)測(cè)量燃燒過(guò)程中煙氣和其他非可燃性氣體中所含氧氣濃度的儀器。
　　
　　氧氣的含量可由恒溫的氧化鋯電池所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)（EMF）來(lái)表征。
　　
　　這種測(cè)量是直插在線式測(cè)量，也即測(cè)量電池位于被測(cè)煙氣之中，探頭頂端處于煙道當(dāng)中三分之一處的位置。
　　
　　測(cè)量電池由一片如一元硬幣大小的氧化鋯基片組成，它的兩面涂以多孔鉑金層，并密封地焊在用不銹鋼管制成的電池套的頂部。
　　
　　測(cè)量電池由內(nèi)部加熱器加熱，而加熱器受溫度控制器控制，使溫度保持恒定。在這種恒溫條件下，氧化鋯電池的mV輸出可以按下式計(jì)算：
　　
　　E=R/4F×Tm×logeP1/P2+C（mv）
　　
　　式中：P1=電池內(nèi)側(cè)參考?xì)怏w（比如，參考空氣）的氧分壓
　　
　　P2=電池外側(cè)被測(cè)氣體（比如，煙氣中的氧氣）的氧分壓
　　
　　R=氣體常數(shù)
　　
　　F=法拉第（Faraday’s）常數(shù)
　　
　　Tm=溫度=273+t
　　
　　C（mV）=電池常數(shù)-mV
　　
　　參考?xì)怏w（如儀表氣）應(yīng)該是清潔，干燥和無(wú)油的空氣（其中含氧20.5%）。
　　
　　當(dāng)測(cè)量電池的參考側(cè)和測(cè)量側(cè)的氧含量不同時(shí)，氧離子就會(huì)從氧分壓較高的一面向較低的一面遷移。此時(shí)，電池的mV輸出信號(hào)與被測(cè)氣體的氧含量的對(duì)數(shù)成反比關(guān)系,也就是說(shuō),測(cè)量電池的mV輸出隨被測(cè)氣體的氧含量的降低而增大。如果電池外側(cè)的被測(cè)氣體用空氣代替的話，氧化鋯電池的電動(dòng)勢(shì)大約為0mV±5mV（即電池常數(shù)），而用氧氣濃度為2.1%的氣體代替被測(cè)氣體時(shí)，電池的電動(dòng)勢(shì)大約為+50mV（即特性曲線的上升率，或稱為十倍程電壓）。
　　
　　三、OCMHKS4000型氧量分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
　　
　　OCMHKS4000型氧量分析系統(tǒng)由安裝在煙道中直接檢測(cè)煙氣氧分壓的測(cè)量探頭，電纜和氣纜，以及電子變送器組成。它們被詳細(xì)地示于以下圖中。　　
　　3.1氧化鋯探頭
　　
　　探頭由接線盒，帶加熱器、熱電偶和信號(hào)線的內(nèi)芯組件，帶測(cè)試氣體導(dǎo)管的測(cè)量探頭管,測(cè)量電池本身由幾層組成：即多孔的鉑金涂層和氧化鋯基片，測(cè)量電池有自己的4孔連斷的參考（清潔，干燥無(wú)油的儀表氣（含氧20.5%）。因?yàn)殡姵貎蛇吺莾煞N不同的氣體，過(guò)濾頭組件上有一個(gè)被稱為V型板的氣體導(dǎo)流罩。正極引線和參考?xì)鈱?dǎo)管。帶法蘭盤的探頭管就是整個(gè)系統(tǒng)的電氣負(fù)極它的作用是保護(hù)測(cè)量電池參考內(nèi)側(cè)的信號(hào)氧化鋯電池，過(guò)濾頭組件和保護(hù)管等組成。接法蘭，它是氣密的，用戶可以根據(jù)要求自行在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換。接線盒包括測(cè)量電池連接端子（端{(lán)-1/+2}），熱電偶連接端子（端{(lán)+3/-4}），加熱器（端6—8）和通參考?xì)怏w的端口。所以它將產(chǎn)生一個(gè)成對(duì)數(shù)關(guān)系mV輸出（被測(cè)氣體氧含量高時(shí)，輸出電壓低（比如，氧含量為20.5%時(shí)，電壓為0mV）；反之電壓高（比如，氧含量為2.06%時(shí)，約為50mV）。這個(gè)mV電壓通過(guò)電子變送器轉(zhuǎn)換為4—20mA的電流，其zui大負(fù)載為500Ω這個(gè)電流直接與所測(cè)得的氧含量成比例關(guān)系，可以從端子上引出，作為一個(gè)隔離的輸出信號(hào)。點(diǎn)用以對(duì)測(cè)量電池環(huán)境需溫度的變化進(jìn)行要加熱到750℃（補(bǔ)償843（即，℃），加熱器就裝在探頭冷端補(bǔ)償）。里面。為了保證溫度恒定Ni-Cr-Ni被測(cè)氣體通過(guò)過(guò)濾器熱電偶用于測(cè)溫，而加熱電壓充入測(cè)量電池的煙氣一側(cè)。電池的則由溫控控制。OCM-4另一側(cè)電子變送器內(nèi)部有溫度參考則是經(jīng)過(guò)探頭內(nèi)芯連續(xù)不測(cè)量電池信號(hào)
　　
　　3.2電子變送器
　　
　　OCM-4電子變送器要與氧量測(cè)量探頭連接。測(cè)量電池的mV輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，然后在變送器中（變送器*14Bit是自動(dòng)控制的。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換發(fā)為數(shù)生故障字信號(hào)時(shí)，可以以微處理文字器根據(jù)測(cè)量電池所的形式清晰地顯示在采用的顯示能思屏上，特（的Nernst020mA）公式線性化并加以或420mA的修隔正。離輸出zui后---氧含量以這可在百鍵分比的盤上選擇形式。顯示來(lái)，同時(shí)對(duì)外有標(biāo)準(zhǔn)––的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)形限值內(nèi)）。式的變送器有兩個(gè)測(cè)量量程。它們的初值和終值都可以任意地設(shè)定（在系統(tǒng)規(guī)定并給用戶除出在線非氧量測(cè)量探頭界面幫助菜單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明信息。已經(jīng)達(dá)到，操它的作直預(yù)設(shè)觀。溫度，否則系統(tǒng)出錯(cuò)繼電器觸點(diǎn)始終打開，顯示器則顯示探頭正在加熱。加熱進(jìn)程中探頭的即時(shí)溫度可以由顯示屏上的模擬帶顯示出來(lái)。在加熱過(guò)程中，所有的系統(tǒng)參數(shù)，以及相應(yīng)菜單上的實(shí)際值都可以從鍵盤上選取時(shí)繼當(dāng)電器的系統(tǒng)出達(dá)到它的錯(cuò)觸點(diǎn)工作溫度并也將閉合穩(wěn)定在，標(biāo)準(zhǔn)+/-0.5的實(shí)際值℃以內(nèi)時(shí)，就可以都顯示在顯示屏讀取上。實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)，
　　
　　四、在線標(biāo)定
　　
　　氧化鋯電池老化、積灰、SO2和SO3對(duì)電池的腐蝕等許多干擾因素的影響，運(yùn)行過(guò)程中，儀器參數(shù)將發(fā)生逐漸變化，而給測(cè)量帶來(lái)誤差，氧量顯示出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象，響應(yīng)遲緩。為了使測(cè)量準(zhǔn)確，必須定期用標(biāo)氣進(jìn)行校準(zhǔn)。按照能思標(biāo)特方程，當(dāng)溫度不改變時(shí)，只有電池常數(shù)的改變，電池常數(shù)的改變大約是每年大約2MV/年，因此每三個(gè)月一次的單點(diǎn)校驗(yàn)是必須的。
　　
　　打開標(biāo)氣，先將標(biāo)氣流量調(diào)至150－180l/h，然后取下探頭上的標(biāo)氣入口堵頭，將標(biāo)氣用導(dǎo)管接入標(biāo)氣入口，并密封好。如果電池電壓穩(wěn)定（±0.5mV），該值在300秒后自動(dòng)輸入。運(yùn)行的時(shí)間由一個(gè)閃動(dòng)的光標(biāo)顯示。光標(biāo)開始從左邊（停留1秒），然后每隔1秒向右移一位假設(shè)顯示值都在允許范圍內(nèi)保持穩(wěn)定）。如果超出允許范圍，光標(biāo)將返回重置。如果標(biāo)定成功，則新的計(jì)算值將自動(dòng)寫入。如果再1分鐘內(nèi)電池信號(hào)不能穩(wěn)定則系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束標(biāo)定，給出錯(cuò)誤信息。標(biāo)定結(jié)束后，取下標(biāo)氣連接管，重新堵上標(biāo)氣入口，儀器校準(zhǔn)完畢，顯示返回氧量指示狀態(tài)。
　　
　　五、氧化鋯探頭的故障處理
　　
　　1.氧量信號(hào)偏小：檢查標(biāo)準(zhǔn)氣接口密封圈及螺釘是否松動(dòng)漏氣。
　　
　　2.氧量信號(hào)偏大：被測(cè)介質(zhì)系還原性氣體，引起鉑電極“中毒”；松開標(biāo)準(zhǔn)氣接口密封螺釘，讓空氣滲入清洗，信號(hào)會(huì)逐步回落，否則必須調(diào)換鋯管。
　　
　　3.氧量信號(hào)不穩(wěn)定：有干擾信號(hào)混入，應(yīng)設(shè)法根據(jù)具體情況采用適當(dāng)措施排除干擾信號(hào)。
　　
　　4.熱電偶信號(hào)?。杭訜犭姞t斷路，更換加熱電爐。
　　
　　六、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　通過(guò)幾年來(lái)OCMHKS4000氧化鋯分析儀的運(yùn)行情況分析，其測(cè)量系統(tǒng)精度高、信號(hào)延遲短、設(shè)備維護(hù)量較小，探頭的平均使用壽命在3年，值得推廣使用。