安徽吉帆儀表有限公司位于長(cháng)江之濱的天長(cháng)市,南接古城南京,東與揚州相鄰,地處充滿(mǎn)活力的"長(cháng)三角"經(jīng)濟圈，交通便利，信息暢通，為企業(yè)發(fā)展提供了*條件，有著(zhù)良好的投資與發(fā)展環(huán)境。

       安徽吉帆儀表有限公司成立于2021年，公司以?xún)?yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、專(zhuān)業(yè)的研發(fā)團隊，科學(xué)嚴謹的生產(chǎn)技術(shù)，為全國需要實(shí)時(shí)測量、把握燃燒過(guò)程中的煙氣氧含量的公司提供高品質(zhì)的服務(wù)和定制規格的氧化鋯分析儀。產(chǎn)品涉足于石油化工、制藥、鋼鐵、研究所、煤礦、紡織等眾多行業(yè)領(lǐng)域。多年以來(lái)，憑借良好的口碑和過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量造福了幾百家企業(yè)，為其提供氧化鋯分析儀，用于燃燒監視和控制過(guò)程，并且成功幫助這些企業(yè)取得了比較可觀(guān)的節能、降低環(huán)境污染效益。

       公司專(zhuān)注于氧化鋯分析儀、磁翻板液位計，變送器、爐膛工業(yè)電視系統、汽包水位監視系統等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)加工。

       團結、務(wù)實(shí)、發(fā)展是永恒的信念，廣大用戶(hù)的信賴(lài)是不懈的追求，用戶(hù)的支持就是我們的成功。公司本著(zhù)以質(zhì)量求生存，以質(zhì)量求發(fā)展，向質(zhì)量要效益的原則服務(wù)于廣大用戶(hù)朋友。為用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)智能的產(chǎn)品，熱情完善的服務(wù)。

前言

        隨著(zhù)人們環(huán)保和節能意識的逐漸提高，眾多大中型企業(yè)如鋼鐵冶金、石油化工、火力發(fā)電廠(chǎng)等，已將提高燃燒效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保護環(huán)境等作為提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強產(chǎn)品競爭能力的重要途徑。鋼鐵行業(yè)的軋鋼加熱爐、電力行業(yè)的鍋爐等燃燒裝置和熱工設備，是各行業(yè)的能源消耗大戶(hù)。因此，如何測量和提高燃燒裝置的燃燒效率、確定*燃燒點(diǎn)，是十分令人關(guān)心的。

       供給加熱爐、鍋爐等加熱設備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例，有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過(guò)程的進(jìn)行)所必須傳入的熱量，爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。當鼓風(fēng)量過(guò)大時(shí)(即空燃比α偏大)，雖然能使燃料充分燃燒，但煙氣中過(guò)?？諝饬科?，表現為煙氣中O2含量高，過(guò)?？諝鈳ё叩臒釗p失Q1值增大，導致熱效率η偏低。與此同時(shí)，過(guò)量的氧氣會(huì )與燃料中的S、煙氣中的N2反應生成SO2、NOX等有害物質(zhì)。而對于軋鋼加熱爐，煙氣中氧含量過(guò)高還會(huì )導致鋼坯氧化鐵皮增厚，增加氧化燒損。

       當鼓風(fēng)量偏低時(shí)(即空燃比α減小)，表現為煙氣中O2含量低，CO含量高，雖說(shuō)排煙熱損失小，但燃料沒(méi)有很好燃燒，熱損失Q2增大，熱效率η也將降低。另外，煙囪也會(huì )冒黑煙而污染環(huán)境。

       所謂提高燃燒效率，就是要適量的燃料與適量的空氣組成*比例進(jìn)行燃燒。熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負荷、霧化條件等因素有關(guān)。因此，可通過(guò)測量并控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來(lái)調節空氣消耗系數λ，來(lái)達到至高燃燒效率。

       燃燒效率控制由來(lái)已久，上世紀60年代，曾廣泛采用CO2分析儀監測煙道氣體中CO2含量來(lái)控制空氣消耗系數λ以達到*，但CO2含量受燃料品種影響較大。70年代后，逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結合的方法來(lái)控制燃燒效率。

       提高燃燒效率直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含量檢測儀)連續監測煙道氣體成分，分析煙氣中O2含量和CO含量，調節助燃空氣和燃料的流量，確定空氣消耗系數。

一，概述

       氧化鋯煙氣氧量分析儀是近幾十年發(fā)展起來(lái)的新型測氧器，因其具有結構簡(jiǎn)單、維護方便、反應速度快、測量范圍廣等特點(diǎn)，而廣泛應用于電力、冶金、供暖、建材、電子等部門(mén)，分析各種工業(yè)鍋爐及窯爐中煙氣的氧含量，提高燃燒效率，節約能源，減少環(huán)境污染。

       氧化鋯氧量分析儀由轉換器和檢測器（俗稱(chēng)氧探頭）組成，在檢測器的核心元件氧化鋯濃差電池上，采用了納米材料和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，在電極涂層上添加抑制電極老化的添加劑。大大提高了氧化鋯測量探頭的精度和使用壽命。檢測器采用直插式探頭結構，不需取樣系統，能及時(shí)反映鍋爐內燃燒狀況，如與自控裝置配合使用，可有效地控制燃燒狀況。轉換器采用單片機智能化設計，漢字液晶顯示，使數據顯示、功能控制更具有人性化；可與各類(lèi)型DCS數據接入設備連接。使儀表的操作變的簡(jiǎn)單，容易掌握。

        氧量分析儀廣泛應用于多種行業(yè)的燃燒監視與控制過(guò)程，并且幫助各行業(yè)領(lǐng)域取得了相當可觀(guān)的節能效果。應用領(lǐng)域包括能耗行業(yè)，如鋼鐵業(yè)、電子電力業(yè)、石油化工業(yè)、制陶業(yè)、造紙業(yè)、食品業(yè)、紡織品業(yè)，還包括各種燃燒設備，如焚燒爐、中小型鍋爐等。

二，工作原理

       氧傳感器的關(guān)鍵部件是氧化鋯，在氧化鋯元件的內外兩側涂上多孔性鉑電極制成氧濃度差電池。它位于傳感器的頂端。為了使電池保持額定的工作溫度，在傳感器中設置了加熱器。用氧分析儀內的溫度控制器控制氧化鋯溫度恒定。氧化鋯分析儀的構成是由氧傳感器(又稱(chēng)氧探頭、氧檢測器)、氧分析儀(又稱(chēng)變送器、變送單元、轉換器、分析儀)以及它們之間的連接電纜等組成。

三，主要原理

       氧化鋯探頭是利用氧化鋯濃差電勢來(lái)測定氧含量的傳感器，其核心的氧化鋯管安置在一微型電爐內，位于整個(gè)探頭的頂端。

       氧化鋯管是由氧化鋯材料摻以一定量的氧化釔或氧化鈣經(jīng)高溫燒結后形成的穩定的氧化鋯陶瓷燒結體。由于它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此在高溫下它是良好的氧離子導體。因其這一特性，在一定高溫下，當鋯管兩邊的氧含量不同時(shí)，它便是一個(gè)典型的氧濃差電池，在此電池中，空氣是參比氣，它與煙氣分別位于內外電極。在實(shí)際的氧探頭中，空氣流經(jīng)外電極，煙氣流經(jīng)內電極，當煙氣氧含量P小于空氣氧含量P0(20.6%O2)時(shí)，空氣中的氧分子從外電極上奪取4個(gè)電子形成2個(gè)氧離子，發(fā)生如下電極反應:

                                      O(P0)+4e-→2O-2

氧離子在氧化鋯管中迅速遷移到煙氣邊，在內電極上發(fā)生相反的電極反應:

                                      2O-2 →O(P0)+4e-

由于氧濃差導致氧離子從空氣邊遷移到煙氣邊，因而產(chǎn)生的電勢又導致氧離子從煙氣邊反向遷移到空氣邊，當這兩種遷移達到平衡后，便在兩電極間產(chǎn)生一個(gè)與氧濃差有關(guān)的電勢信號E,該電勢信號符合"能斯特"方程:

                                      E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)

式中R、F分別是氣體常數和法拉第常數，T是鋯管溫度(K), P0是空氣氧含量(20.6%O2), P 是煙氣含量。由(1) 式可見(jiàn)，在一定的高溫條件下(一般)600℃)，一定的煙氣氧含量便會(huì )有一對應的電勢輸出，在理想狀態(tài)下，其電勢值在高溫區域內對應氧含量。 在理想狀態(tài)下，當被測煙氣與參比氣濃度一樣時(shí)， 其輸出電勢E值為 0 mV, 但在實(shí)際應用中，鋯管實(shí)際條件和現場(chǎng)情況均不是理想狀態(tài)。 故事實(shí)上的鋯管是偏離此值的。實(shí)際上，一定氧含量鋯管輸出的電勢為理論值和本底電勢的和，我們稱(chēng)為無(wú)濃差條件下鋯管輸出的電勢值為本底電勢或稱(chēng)為零位電勢， 此值的大小又在不同溫度下呈不同的值， 并且隨鋯管使用期延長(cháng)而變化。 因此， 如不對此情況處理，會(huì )嚴重影響整套測氧儀的準確和探頭壽命。

四，氧化鋯分析儀探頭的構造

       氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷，一種具有離子導電性質(zhì)的固體。在常溫下為單斜晶體，當溫度升高到1150℃時(shí)，晶型轉變?yōu)榱⒎骄w，同時(shí)約有7%的體積收縮;當溫度降低時(shí)，又變?yōu)閱涡本w。若反復加熱與冷卻，ZrO2就會(huì )破裂。因此，純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩定劑，再經(jīng)過(guò)高溫焙燒，則變?yōu)榉€定的氧化鋯材料，這時(shí)，四價(jià)的鋯被二價(jià)的鈣或三價(jià)的釔置換，同時(shí)產(chǎn)生氧離子空穴，所以ZrO2屬于陰離子固體電解質(zhì)。ZrO2主要通過(guò)空穴的運動(dòng)而導電，當溫度達到600℃以上時(shí)，ZrO2就變?yōu)榱己玫难蹼x子導體。 在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結一個(gè)鉑電極，當氧化鋯兩側的氧分壓不同時(shí)，氧分壓高的一側的氧以離子形式向氧分壓低的一側遷移，結果使氧分壓高的一側鉑電極失去電子顯正電，而氧分壓低的一側鉑電極得到電子顯負電，因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時(shí)只與兩側氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關(guān)。若一側氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為常數)，則另一側氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示，測出氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。

       氧化鋯氧分析儀具有結構和采樣預處理系統較簡(jiǎn)單、靈敏度和分辨率高、測量范圍寬、響應速度較快等優(yōu)點(diǎn)。

       檢測器由防塵裝置、氧化鋯管、加熱爐、熱電偶、氣體導管、接線(xiàn)盒以及殼體等主要部件組成。整個(gè)裝置采用全封閉型結構，以增加整個(gè)裝置的密封性能，提高使用壽命。對高粉塵的檢測環(huán)境，為達到更好的過(guò)濾效果，加裝了多孔陶瓷過(guò)濾器。

       檢測器內的氧化鋯管是核心元件 ，屬陶瓷易碎品，運輸和安裝使用過(guò)程中應避免劇烈震動(dòng)，以免損壞。檢測器內加熱爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長(cháng)加熱爐的壽命，在工藝上作了特殊的處理。因檢測器本身帶有加熱裝置，從而在低于700℃的環(huán)境中能正常工作。

五，氧化鋯分析儀探頭的安裝條件

5.1氧量檢測器的現場(chǎng)安裝條件

避開(kāi)震動(dòng)場(chǎng)合；

環(huán)境溫度要在儀器規定范圍內；

接線(xiàn)盒要避開(kāi)高輻射熱源；

盡可能避開(kāi)腐蝕性氣體；

要有足夠的工作空間；

5.2  取樣點(diǎn)的位置選擇

取出的氣樣能快速反映工藝狀態(tài)的變化情況，即氣體要具有代表性。

為避免SO2 的冷凝，取樣點(diǎn)氣體溫度應高于300℃，其范圍為300—600℃  *。

取樣點(diǎn)的溫度、壓力、流量等參數不應變化太大。

取樣探頭的長(cháng)度應達到煙道直徑的1/3。

切忌在管道、煙道底部開(kāi)口取樣。

取樣點(diǎn)的附近爐堂、煙道應無(wú)泄漏，否則將造成測量誤差。

要選擇在易于維護、檢修的地方。

5.3 氧量檢測器的安裝

預先加工好帶法蘭的設備短接管，孔徑為Φ76，長(cháng)度約為400mm。按要求選好取樣位置(爐壁或管道)，開(kāi)一個(gè)Φ76 的孔，將短接水平焊接到爐壁上，焊接時(shí)要保證焊接處不漏氣。把檢測器插入短接管中，接管法蘭與檢測器法蘭之間墊上2—4mm 厚的石棉墊，旋緊4 個(gè)螺栓，使其不漏氣即可。

※注意: 新建爐膛或煙道要等幾次烘爐干燥后再安裝氧探頭，否則，過(guò)于潮濕的煙氣可能降低新探頭使用壽命。

由于探頭的參比氣是靠空氣自然對流提供的,探頭必須水平安裝, 參比氣和標準氣接口相應朝下.探頭端部防護套管的缺口位置(可調整方向)也應垂直向下,以防積灰.

六，主要特點(diǎn)

1、傳感器氧化鋯鋯頭采用高溫陶瓷焊接技術(shù)，避免了熱應力破壞。

2、氧化鋯探頭采用全321不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)護套，具有*的耐磨及耐蝕性，探頭可以根據現場(chǎng)使用情況進(jìn)行訂做。

3、直插式:無(wú)需取樣系統，響應快，有效的降低煙氣中灰份堵塞，并且能承受更高的溫度。

4、熱擴散參比:無(wú)需專(zhuān)門(mén)的參比空氣泵，使用維護簡(jiǎn)單。

5、雙參數設計:克服國產(chǎn)氧化鋯性能離散性，測量準確，延長(cháng)使用壽命。

6、工況在線(xiàn)校準:準確可靠，單標氣在線(xiàn)校準方便，工況點(diǎn)可直接標定，測量精準。

7、熱惰性保護:安裝方便，可熱安裝，對停啟爐適應性強。

8、元件可拆:元件更換方便，便于維修，降低使用成本(防爆的氧化鋯分析儀檢測器部分為一體化設計，不可隨意拆卸)。

9、多功能顯示:氧含量(%); 氧電勢;溫度，本底電勢參數數顯直觀(guān)方便

10、雙量程:同時(shí)具有0-10% 和0-20.6%雙量程，測量范圍廣，量程可在出廠(chǎng)時(shí)進(jìn)行調整。

11、雙輸出:同時(shí)具有開(kāi)關(guān)量節點(diǎn)輸出和4-20mA兩檔輸出。

12、負載大:750歐/4-20mA,便于遠程安裝。

13、本底電勢可調，調節范圍寬，可隨時(shí)檢查元件老化等參數。

14、全浮式設計:共模輸入，抗電場(chǎng)干擾性強，無(wú)需地線(xiàn)，安裝方便。

15、產(chǎn)品系列化適應性強:可適用于燃氣、燃油、燃煤各種爐型。測量溫度從室溫至1300度均可選擇到合適的型號。