(1)電廠中為什么要對(duì)爐煙成分進(jìn)行分析?一般采用何種方法?
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。爐煙成分自動(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,使燃燒維持在良好的狀態(tài)下。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)以保持在一定范圍內(nèi)。例如,燃煤爐的。約在1. 20~1. 30,燃油爐的以約在1.10~1.20。過(guò)??諝庀禂?shù)的大小可通過(guò)分析CO2和O2的含量來(lái)判斷,它們之間的關(guān)系還與燃料品種、燃燒方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)。
由于氧含量與以之間有單值關(guān)系,而且此關(guān)系受燃料品種的影響較小。另外,由于氧量計(jì)的反應(yīng)比二氧化碳表快,所以目前電廠中大量采用氧量分析儀。遲延小、反應(yīng)快的內(nèi)置式氧化鋯氧分析儀正被推廣使用。
(2)氧化鋯氧分析儀的工作原理是什么?
以氧化鋯作固體電介質(zhì),高溫下的電介質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)形成濃差電池,濃差電池產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與兩
側(cè)氧濃度有關(guān),如一側(cè)氧濃度固定,即可通過(guò)測(cè)量輸出電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量另一側(cè)的氧含量。氧化鋯氧量計(jì)的發(fā)送器就是一根氧化鋯管。
氧化鋯管是由氧化鉻(ZrO2)中滲入氧化鈣(Ca02)或氧化釔(Y2O3),并經(jīng)高溫焙燒后制成。晶格中部分四價(jià)的鉻離子被二價(jià)的鈣離子或三價(jià)的釔離子所取代而在晶格中形成氧離子空穴。由于氧離子空穴的存在,在600~1200℃高溫下,這種氧化鋯材料成為對(duì)氧離子有良好傳導(dǎo)性的固體電介質(zhì)。在氧化鋯管兩側(cè)氧濃度不等的情況下,濃度大的一側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面電極上結(jié)合兩個(gè)電子形成氧離子,然后通過(guò)氧化鋯材料品格中的氧離子空穴向氧濃度低的一側(cè)泳動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)低濃度一側(cè)時(shí),在該側(cè)電極上釋放兩個(gè)電子形成氧分子放出,于是在電極上形成電荷積累,兩電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),此電動(dòng)勢(shì)阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行,直至達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài),這就形成濃差電池,它所產(chǎn)生的與兩側(cè)氧濃度差有關(guān)的電動(dòng)勢(shì),稱(chēng)作濃差電動(dòng)勢(shì)。
電池兩端產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E可由能斯脫公式計(jì)算:
E=RT/nFLnP2/P1(mV)式中
R----氣體常數(shù);
T----溫度,K;
F----法拉第常數(shù),F(xiàn)=95000C;
n—反應(yīng)時(shí)所輸送的電子數(shù),對(duì)氧n=4;
P1,P2----被測(cè)氣體、參比氣體中的氧分壓。
茌分析爐煙中的氧含量時(shí),常用空氣作參比氣體,則Φ=20. 8%(Φ為含氧量)為定值,如果工作溫度T-定,則氧濃差電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)氣體中的氧含量的對(duì)數(shù)成反比,即濃差電動(dòng)勢(shì)只與氧濃度有關(guān)。
氧化鋯氧分析儀有分體式、一體式、內(nèi)置式,分體式在電廠中應(yīng)用十分廣泛。