OVA-BACR-025L-T200-BH 氧化锆氧量分析仪/烟气氧含量/提高燃烧效率

锅炉燃控用氧化锆氧浓度传感器--烟气氧浓度传感器

氧化锆氧量分析仪/烟气氧含量/提高燃烧效率

一  基本简介

氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体中氧浓度的测量。

氧化锆氧量分析仪广泛应用于多种行业的燃烧监视与控制过程，有助于将设备的燃烧控制在状态，减少CO、SOx及NOx的排放，从而为防止变暖及空气污染做出贡献，同时帮助各行业领域取得了节能、降耗、环保效果。

氧不仅与人的生存息息相关，而且也与化学、生物反应以及物理现象关系密切的一种化学元素，无论是在工业、农业、能源交通、医疗、生态环境等各个方面，还是在日常生活中，氧是需要控制与检测的一种元素。

在工业领域，燃烧过程送风量的控制是工业锅炉一个非常重要的问题。送风量太小，会使燃料燃烧不充分，产生大量的一氧化碳，污染环境，同时还会降低燃烧效率；送风量过大，不但会使排烟热损失增加，增大锅炉煤耗，而且因为锅炉炉膛内含氧量的增加，排烟中硫化物和氮氧化物的含量增加，加大了省煤器和烟道的腐蚀，缩短了他们的寿命，加剧了环境的污染。因此送风量的控制一直是工业锅炉工作者探索和研究的问题。由于工业锅炉是动态运行的，当锅炉的负荷或燃料发生变化时，运行人员必须及时调整送风量，使燃烧过程继续保持在过量空气系数下进行，以保证获得较高的燃烧效率。然而，对于人工调整送风量来说，特别是对于没有烟气分析设备的工业锅炉，仅通过对火焰及排烟的颜色来判断空气过量系数，不可能获得过量空气系数。

氧化锆氧传感器能在各种高温环境下使用，具有灵敏度高、响应快、信号易于处理的优点。氧传感器测量烟气中的残氧含量，通过自动控制设备对氧含量的变化迅速作出响应，调节燃烧状态从而合理组织燃烧，是提高燃烧效率效的方法之一。把氧传感器和自动化技术结合起来应用到工业锅炉，就可以获得过量空气系数和实现经济运行。

氧含量分析仪是一种对烟气中氧含量进行检测，从而将设备中的燃烧控制在状态，达到节能、降耗、环保等效果的仪表设备。仪表的使用，可实现对诸多的工业炉窑、锅炉所排放烟气中的氧含量作快速准确的在线检测分析，并为及时调正空燃比提供可靠的技术参数，终达到经济燃烧和减少烟气排放保护环境的。

氧化锆氧量分析仪应用领域简单列举：

n   煤/油/气/生物质锅炉/熔炉燃烧效率的提高

n   烟气排放连续监控系统（CEMS）

n   易腐货物存储、运输环境控制

n   机载惰性气体制造系统和机载制氧系统

n   农业、堆肥、果品储藏

n   可控大气监测

n   医疗和实验室设备

n   车辆尾气排放监测……

氧化锆氧量分析仪/烟气氧含量/提高燃烧效率

二  性能参数

三  工作原理

氧化锆氧量分析仪 工作原理见下图。

仪表接通24V直流电源后，经过一定时间预热，传感器达到700℃的工作温度后，氧化锆核心元件由绝缘体成为氧离子载体。当附着多孔铂电极的氧化锆陶瓷介质的两侧存在氧浓度差时，氧离子就从氧浓度高的一侧向浓度低的一侧迁移，在两铂电极之间产生电动势，形成氧浓度差，其输出电动势大小与电池的工作温度和两侧的氧浓度呈一定关系。利用这样的关系来测量出氧气的含量。氧化锆核心元件由两个氧化锆方片组成，***个氧化锆方片起到电化学氧气泵的作用，对密封室抽气或再加压。第二个氧化锆方片两边的氧气压力差能产生电压，此电压与氧气的浓度成正比。（如右图）

四  接线方式

氧化锆氧量分析仪通过安费诺七芯航空插头与用户主机系统连接。相应线序引脚定义如下表：

注：

1、  产品模拟量输出默认4～20mA，用户如需0-10V输出，请在订货时说明；

2、  用户如需使用通讯串口，请在订货时说明。【串口工作模式主要*RS485总线工作模式】

注：1、电源接接线前，务必确保所接电源为稳定的24V DC！！！

2、给仪表通电前，仔细检查确保正确接线！！！

五、产品现场应用照片

六、注意事项

   二氧化锆传感器工作所处环境影响着传感器的寿命。为确保传感器不过早失效，应注意以下几点：

1．在侵蚀性潮湿环境中使用传感器

在温暖潮湿的环境中使用传感器时，应该保持传感器的温度始终比环境温度要高，尤其是测量气体中含有腐蚀性气体时。在传感器加热到700℃时，传感器工作是没有问题的，但如要给传感器断电时，应确保周围环境温度适当冷却并且稳定后再给传感器断电。理想情况下，若在非常潮湿的环境中使用传感器，应使传感器保持通电加热状态。

若未能遵守上述准则，会造成加热器和传感元件上形成结露。再次给传感器通电时，结露会蒸发，但会留下具有侵蚀性的盐分，它将快速损毁加热器和传感元件。请注意观察，此时传感器的外部金属看起来*正常，但内部已经损坏。

2．保护传感器免受过度水分侵害

在可能存在过多水分或下落水滴的环境中使用传感器时，一定要避免传感器透气孔上直接落有水滴，高温下的透气孔会因为水滴产生温度剧变从使传感器件和加热器发生巨大的温度冲击。保护传感器比较普遍的做法是在其顶部安放一个罩子，或将传感器安装在直径较大的圆筒中。

若无法采用上述方法保护传感器，则使用传感器时至少应使传感器顶部稍微倾斜若干角度，这样才使能水分滑下，保护传感器免受水滴侵害。

3．在含硅的环境下使用传感器

若测量气体中存在硅，则氧化锆传感器会损毁。室温硫化硅橡胶RTV和密封剂的气化物（有机硅树脂化合物）是产生硅的主要原因，并在许多应用中广泛使用。这些材料通常由价格低廉的硅制成，这些硅在加热时仍然会向周围空气释放硅蒸汽。当硅蒸汽进入到达传感器后，化合物的有机部分会在高温下燃烧，留下非常细腻的二氧化硅微粒，它们会*堵塞传感器气孔和影响铂电极的活性等。

如果环境无法避免硅树脂，我们建议使用高温时不产生气体的高质量，高温合成的材料。

4．氧气传感器工作时头部会产生高温，请勿触摸以免***，氧气传感器会被加热到700℃（1300°F），所以是一种火源。故尝试接触或维护设备前须确保传感器已*冷却。

5．*使用氧气含量在低于1%的环境中，会造成氧泵寿命缩短，为避免氧泵损坏，切勿使传感器长时间在低氧浓度下工作。

6．出厂标定时是以河北地区空气为标准标定，在与内地氧气偏差比较大的地区测量相对氧气含量时（西藏、青海、云南、贵州及其他高山环境），建议客户在使用前重新标定。

7．如果氧传感器显示或读数错误，请在专业人员的指导或由专业人员维修，请勿私自拆开氧气传感器。

七、 其他影响因素

对传感器寿命和测量结果会产生影响的气体和化合物：

1．可燃气体

少量可燃气体会在高温铂电极表面或传感器的氧化铝过滤器上燃烧。通常只要存在足够的氧气，可燃气体将以化学方式计量燃烧，传感器测量到的是残余氧分压，这会导致测量误差。不*客户把传感器应用在含有大量可燃气体并且需要准确测量O2 浓度的环境里。

调研过的气体有：

• H2 (氢气)达2%；按化学计量燃烧2H2+O2(g)→2H2O【500℃】
• CO (一氧化碳) 达2%；按化学计量燃烧2CO+O2(g)→2CO2【610℃】
• CH4 (甲烷) 达2.5%；按化学计量燃烧CH4+2O2(g)→CO2+2H2O【538℃】
• NH3 (氨气) 达1500 ppm；按化学计量4NH3+7O2→4NO2+6H2O【651℃】

2．重金属气化物

Zn (锌), Cd (镉), Pb (铅), Bi (铋) 等重金属的气化物将影响铂电极的催化属性，应避免将传感器暴露在含有上述金属气化物的环境中。

3．卤素和硫化合物

少量 (<100ppm) 的卤素或硫化物对传感器（<100ppm）不会造成影响。量过大时会马上造成读数问题，尤其在结露环境里，腐蚀到传感元件。这些气体通常从加热的塑料外壳和导管排出的。

经过调查研究，这些气体是：

• 卤素, F2 (氟气), Cl2 (氯气)
• HCL (*), HF (氟化氢)
• SO2 (二氧化硫)
• H2S (硫化氢)
• 氟利昂
• CS2 (二硫化碳)

4．还原性气体环境

长时间将传感器暴露在还原空气中会很快破坏铂电极的催化属性，故应当避免。。还原性气体环境定义为存在少量自由氧气分子和可燃气体。还原性气体环境，氧气分子会由于可燃气燃烧而消耗完。

5．其他

n   灰尘：细微粉尘（碳组分/炭黑）会堵塞通透的不锈钢过滤孔，影响传感器对氧气变化的响应速度。

n   重击或震动会影响传感器特性，需要重新标定。

水蒸汽：水蒸汽结露会使过滤孔堵塞，或传感器内部元件腐蚀。我们建议在传感器暴露到水蒸汽里时，传感器要保持在工作温度，避免传感器直接粘到水滴。