氧化锆在线分析仪失灵和损坏原因分析及对策

　　引言

　　为了有效降低烟气中的含氧量,从而降低过剩空气系数,实现工业炉的节能减排,现代的工业企业中使用了一种专门监测烟气中含氧量的仪器———氧化锆在线分析仪。氧化锆在线分析仪是一种实时、直接、动态监测烟道中含氧量的仪器,它能及时显示烟道气中的氧含量,方便炉子操作人员及时对炉子进行调整。氧化锆在线分析仪的使用,极大地促进了炉子节能减排的实施,给企业带来了可观的经济和环境效益。然而,在使用过程中氧化锆在线分析仪的损坏和失灵率很高,这就需要查找原因,采取一些措施来保证氧化锆在线分析仪的正常使用。

　　1氧化锆分析仪的分类和性能

　　氧化锆分析仪的主体是高温导电的氧化锆固体电解质氧传感器。高温导电的氧化锆固体电解质氧传感器是由稳定的氧化锆固体电解质和内外电极构成,电极是其核心组成部分,对传感器的准确性、影响速度和寿命等起着重要作用[1-3]。通常采用贵金属(如Pt、Pd、Au和Ag等)作为电极材料。根据氧化锆探头的安装方式和结构形式的不同,可把氧化锆分析仪分为直插式和抽吸式两种类型[4]。

　　1·1直插式氧化锆分析仪

　　直插式氧化锆分析仪,主要用于烟道气分析,它主要分以下几种类型。

　　(1)中、低温直插式氧化锆探头。适用于烟气温度350~550℃的场合,探头自带加热装置。主要用于6~20t/h的工业炉、火电厂锅炉等[5]。

　　(2)带倒流管的直插式氧化锆探头。这是一种中低温直插式氧化锆探头,探头较短(400 ~600mm),带有一根长的导流管。这种类型的氧化锆探头主要用于炉壁比较厚的大型加热炉[6]。

　　(3)高温直插式氧化锆探头。这种探头本身不带加热装置,靠高温烟气加热,适用于700~900℃的烟气测量,主要用于石油化工厂、电厂等高温烟气分析环境[7]。

　　1·2抽吸式氧化锆分析仪[8]

　　这类分析仪的氧化锆探头安装在烟道壁或炉壁以外,将烟气抽出后再进行分析。它主要用于烟气温度为700~1400℃的场合;或用于燃气炉。

　　2氧化锆分析仪使用实例说明

　　辽阳石化公司是一家大型国有炼油化工企业,隶属中国石油天然气集团公司。该公司有59台火焰加热炉, 7台燃煤锅炉。为保证加热炉和锅炉的正常燃烧,方便司炉工对加热炉和锅炉的操作,该公司安装了氧化锆在线分析仪。

　　2·1氧化锆分析仪的使用要求

　　2·1·1测点位置的选择[9]。

　　氧化锆分析仪使用的好坏,很大程度上取决于正确选择测点位置,具体应遵循以下要求: (1)若烟道气的测量温度在500℃以下,由于氧化锆的内阻很高,使输出电势很小,难以进行准确测量;反之若测点温度过高,则影响氧化锆探头的使用寿命。一般最佳的测点位置应选在烟气温度为550~850℃,所以测氧的取样点必须是高温烟气。(2)选择的测点位置要求能正确反应所检测的炉内气体,尽量避免回风和死角。因此,对于该公司来说,最佳的测点位置是在加热炉的辐射段出口与对流段入口之间,此处温度在550℃左右,刚好满足测点要求,并且还不存在回风和死角问题。