氧化镐氧量计在优化锅炉燃烧过程中的应用

    青岛碱业股份有限公司热电车间共有8台锅炉,如何搞好电站锅炉的优化燃烧是一项十分迫切的任务,电站锅炉优化燃烧,不仅可以节能,而且还可以减少环境污染,延长锅炉的使用寿命。

    1　氧化镐氧量计的发展

    目前,国内有大、中、小型锅炉50多万台,多年年来围绕着氧体积分数测量中存在的问题,花费了大量的人力和财力,下了许多功夫,从20世纪50年代用二氧化碳表,60年代用磁氧表,到70年代用氧化镐氧量计,代代翻新,但是效果平平,收益微乎其微。20世纪五六十年代用的二氧化碳表、磁氧表设计复杂,需要复杂的烟气净化装置,维护量大,调整工作繁锁,响应时间长,达不到及时指导燃烧的目的。70年代用的氧化镐氧量计,克服了二氧化碳磁氧表的不足,原理上有了创新,但是各厂家生产的氧化镐氧量计,不尽人意,普遍存在变送器不稳定、零漂大、镐头、镐管娇气易损,使用寿命短,不能在线校验。

    多年来,各氧化镐氧量计的生产厂家不断研究和改进,解决了原来氧化镐元件、现场测量、在线标定等诸多因素的影响,大大提高了氧化镐氧量计的准确性、稳定性、快速性,开创了氧化镐氧量计徘徊不前的新局面。特别是引进国外成熟厂家的成熟产品后,使氧化镐氧量计的使用有了新的突破。

    2　氧化镐氧量计的测氧原理

    稳定氧化镐是氧离子的良好导体。高温条件下,当氧化镐两边的氧体积分数不同时,在氧体积分数差作用下,高体积分数边的氧分子将通过氧化镐迁移至低体积分数边,并在氧化镐内外电极上造成电荷积累,使两电极间产生电势———氧体积分数差电势,该电势符合能斯特方程。假如氧化镐两边都是不流动的单位体积的气体,高体积分数边气体中的氧分子不断迁移至低体积分数边,高体积分数边的氧体积分数不断下降,低体积分数边的氧体积分数不断增加,最终氧化稿两边的氧体积分数将趋于一至,此时,如果不存在本底电势时,内外电极间电势为零。因此利用氧化镐测氧必须保证被测气和参比气都有一定的流速,以便使氧化镐两边的气体不断更新。当利用氧化镐测量烟气中的氧体积分数时,烟气随工况的变化不断地流过氧化镐的测量边,而参比边的参比气(空气)以扩散的形式不断地得到被充更新,保证了烟气氧体积分数的即时测量。氧化镐氧量计工作原理见图1所示。

    3　氧化镐氧量计的应用

    由于氧化镐氧量计测量的重要性,而国产氧化镐氧量计不能满足长期测量的稳定性,因此,该公司热电联产工程选用了Fisher-Rosemount公司的WC-3000氧化镐氧量计。