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當(dāng)前位置:首頁>>新聞中心>>技術(shù)文章 ? 氧化鋯氧分析儀在工業(yè)窯爐燃燒控制中的應(yīng)用
文案編輯:宜昌盛達(dá)科技有限公司 閱讀量:195 次 發(fā)表時(shí)間:2026-02-02 14:47:08
工業(yè)窯爐的燃燒控制通常依賴監(jiān)測煙氣中的 CO、CO? 等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。相比之下,采用氧化鋯氧分析儀直接測量爐氣或煙氣中的氧含量,是一種更為適宜的方法。該儀器具備響應(yīng)速度快、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)量小等突出優(yōu)點(diǎn),因而成為燃燒控制與能源管理中的關(guān)鍵儀表。
據(jù)統(tǒng)計(jì),國內(nèi)現(xiàn)有大、中、小型鍋爐數(shù)十萬座,年耗煤量達(dá)數(shù)億噸。由于檢測儀表穩(wěn)定性不足、操作水平有限,導(dǎo)致能源利用效率偏低,節(jié)能潛力巨大。僅在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域推廣可靠的氧量監(jiān)測儀表,全國每年可節(jié)約數(shù)千萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
國內(nèi)應(yīng)用氧化鋯測量煙氣氧量已有多年歷史,普遍采用直插式探頭。然而,現(xiàn)有直插式探頭多適用于 800℃ 以下的煙氣環(huán)境。在冶金行業(yè)的均熱爐、加熱爐及隧道窯中,爐氣溫度常高于 1000℃,常規(guī)直插式探頭無法適用。高溫環(huán)境下物理化學(xué)反應(yīng)劇烈,煙氣中常含有塵埃、酸霧及水汽等成分,要求探頭長期穩(wěn)定工作且性能不衰減,技術(shù)難度較高。因此,國外近年來多采用抽氣式方案,即將爐氣抽出并經(jīng)預(yù)處理后送入氧化鋯探頭進(jìn)行分析。去年上海儀器儀表展覽會上,多家廠商展出的適用于高溫?zé)煔獾难趸喎治鰞x均采用抽氣式結(jié)構(gòu)。
國內(nèi)氧化鋯探頭存在的另一問題是使用壽命較短,平均僅為 3–4 個(gè)月。影響探頭壽命的主要因素包括:
煙氣對鋯管鉑電極的腐蝕,導(dǎo)致電極失效或脫落;
連接部位密封材料在冷熱驟變時(shí)易產(chǎn)生裂紋漏氣,或在高溫下軟化脫落。
針對冶金行業(yè)高溫爐氣的特點(diǎn),以及現(xiàn)有氧化鋯分析儀在高溫環(huán)境下適用性差、壽命短的問題,開展了進(jìn)一步技術(shù)研究。
為避開高溫強(qiáng)腐蝕氣氛對探頭的直接影響,采用抽氣式測量方案。為克服抽氣式系統(tǒng)響應(yīng)滯后及管路易堵塞的缺點(diǎn),將檢測器小型化并緊湊組裝,使其能夠貼近爐壁安裝,從而大幅縮短取樣管路。由于取樣路徑短,系統(tǒng)滯后時(shí)間得以減少,經(jīng)分流處理后響應(yīng)時(shí)間可控制在5秒左右,滿足自動控制系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性的要求。
在高溫強(qiáng)腐蝕條件下,鉑電極易受污染與腐蝕。通過電子探針對腐蝕后的電極進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其主要腐蝕成分為硫、砷及氧,這些物質(zhì)導(dǎo)致鉑電極失效。同時(shí),某些成分會與鋯管發(fā)生作用,通過滲透擴(kuò)散影響其電化學(xué)性能,并產(chǎn)生附加化學(xué)電勢,疊加于氧電勢信號中,造成儀表零點(diǎn)漂移與讀數(shù)失真。通過涂層保護(hù)技術(shù),將鉑電極與鋯管封裝為埋層結(jié)構(gòu),有效隔離有害物質(zhì)的直接接觸,顯著延長鋯管使用壽命。該技術(shù)的應(yīng)用,提升了氧化鋯氧分析儀的穩(wěn)定性與可靠性,同時(shí)降低了維護(hù)需求。

產(chǎn)品優(yōu)勢
1、免維護(hù),本底電勢不漂移,不需要周期性校準(zhǔn);
2、耐腐蝕,高硫環(huán)境,可用于煙氣含硫量高的惡劣環(huán)境;
3、耐磨損,三層殼體保護(hù);
4、耐高溫,超寬溫度范圍(采用剛玉材質(zhì)可達(dá)1700℃);
5、抗冷熱沖擊,高水分環(huán)境,抗水沖淋特性;
6、結(jié)構(gòu)簡單,便于維修,不需要拆下整只探頭,打開接線盒即可更換鋯管、熱電偶、內(nèi)電極等零部件。
應(yīng)用氧化鋯氧分析儀帶來的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下幾方面:
節(jié)約維護(hù)成本,采用涂層保護(hù)的鋯管壽命提升數(shù)倍,大規(guī)模應(yīng)用后,維護(hù)成本節(jié)約更為顯著。
降低能源消耗,將煙氣氧含量控制在 2% 左右,在均熱階段 1320℃ 保溫條件下,煤氣消耗通常維持在 300–400 m3/h。若氧含量升至 5–8%,煤氣消耗可能增加至 500 m3/h 左右,相當(dāng)于燃料浪費(fèi)約 20%。綜合考慮爐型與風(fēng)機(jī)配置,實(shí)際可實(shí)現(xiàn)約 5% 的煤氣節(jié)約。以20個(gè)爐計(jì)算,年累計(jì)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約 12000 噸,折合燃料費(fèi)用約 40 萬元。
減少氧化燒損,氧含量控制在 2% 以內(nèi)時(shí),氧化鐵皮厚度約為 2.5–3 mm。當(dāng)氧量升至 5–8% 時(shí),氧化鐵皮厚度增至 3–5 mm,增加約30%。對于一個(gè)年產(chǎn)量百萬噸的初軋廠,低氧燃燒減少的鐵損相當(dāng)于增產(chǎn)數(shù)千噸鋼材,價(jià)值可達(dá)數(shù)百萬元以上。
降低環(huán)境污染,低氧燃燒有助于減少不完全燃燒產(chǎn)物一氧化碳的排放,同時(shí)抑制高溫下氮氧化物(NO?)的生成。這兩種物質(zhì)均對環(huán)境與人體健康有害,控制氧含量可有效降低其排放量。
氧化鋯氧分析儀采用國外進(jìn)口芯片及傳感器,通過精準(zhǔn)監(jiān)測與控制爐內(nèi)氧含量,在提升燃燒效率、延長設(shè)備壽命、降低物耗與排放方面發(fā)揮重要作用,尤其適用于高溫、腐蝕等嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境,具備顯著的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本文關(guān)鍵詞:氧化鋯氧量分析儀,氧化鋯分析儀,氧氣分析儀,氣體分析儀
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