ZO系列氧化锆分析仪的日常维护及故障排除

　　氧化锆分析仪主要用于热电厂锅炉和加热炉烟道气中氧气含量的测量。在炉内燃烧过程中,当空气过剩系数过小,即氧量不足时,由于燃料未完全燃烧而导致热效率降低;当空气过剩系数过大,即氧量过大时,造成烟气中SO2和NOX含量增大,从而导致环境污染,同时因过量空气带走热量,使热效率降低。依据测量值,操作人员控制炉内空气与燃料的比例,实现优化燃烧,既能得到最佳的热效率,又能减少烟气对环境的污染,并且减少锅炉尾部的腐蚀,从而延长炉龄。

　　1　ZO系列氧化锆分析仪系统构成及测量原理

　　1.1　氧化锆分析仪系统构成

　　氧化锆分析仪系统由探头、变送显示单元、炉体法兰构成;其中探头又包括氧化锆元件、过滤器、热电偶、加热炉、标气管及引线。氧化锆元件利用螺钉和耐高温的密封圈安装在探头外壳端面上,可以方便地更换。氧化锆元件内的标气管与标气入口相通,作仪器标定之用。在正常测量时,标气口是用螺帽密封的,只有在进行校准时,才需拧开。而空气入口始终保持和大气接通,空气参比气通过自然扩散到氧化锆管外面。加热炉可将氧化锆元件加热到一定的工作温度,热电偶就实时检测这个温度值与设定值比较,从而控制加热炉的电源变化,达到控制温度的目的。

　　1.2　氧化锆分析仪测量原理

　　氧化锆分析仪是利用氧化锆浓差电池来测定氧含量的电化学分析仪,结构原理如图1所示。在高温下,氧化锆元件是良好的氧离子导体,当氧化锆元件两电极边的氧含量不相等时,便形成一个氧浓差电池,产生电池电动势,电池电动势与氧浓度关系符合能斯特方程:

　　式中R,F分别是气体常数和法拉第常数,T是电池工作温度(K),P0和P分别是空气中氧含量和待测气中氧含量,由上式看出,当池温恒定后,通过测定氧化锆电池电势信号E便可计算出待测气中的氧含量P值。

　　2　ZO系列氧化锆分析仪日常维护要点

　　2.1　自检

　　仪器达到工作温度(750℃)并且稳定一段时间后,按下“自检”键,氧量显示5_·00±0_·20(%O2),否则可调整电子板上W4电位器,调节自检氧值达到5%左右。

　　2.2　检查锆头老化

　　当氧化锆元件温度达到工作温度后,测量探头信号两端的电阻,如电阻小于1 kΩ,表示锆头完好,否则代表锆头损坏。

　　2.3　判别探头是否漏气

　　当探头漏气时,氧量会偏高。先用标气校准,若正常而运行中氧量明显偏高可判为漏气。要检查安装法兰有没有加密封圈和是否拧紧安装螺栓,还要拧紧标气入口的螺帽。

　　2.4　仪表标定

　　标定时,若所测值与标气值有差别,可调节本底电势,把氧量值调节到与标气值相同。本底电势一般为负值,绝对值要小于20 mV,否则锆头可能老化。当本底电势为0 mV时,测信号两端的电压有17_·36 mV、9%氧值,29_·67 mV、5%,63_·41mV、1%。一般有0_·2%~0_·5%的误差,这样可以判断锆头及信号接线好坏。在锆头常温情况下,信号内阻比较大,大于1ΜΩ。标定时,零点气采用氧含量为0·3%左右的标准气,不能用纯氮气,否则会损坏氧化锆元件,量程气可采用干燥新鲜的空气(在空气管道出口加脱水罐及过滤器),也可用氧含量接近测量范围上限的标准气。并且要加流量计控制好标定气的流量,气流太大容易冲坏高温下的锆头。