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了解氧化锆在电厂的应用及原理

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       氧化锆氧量分析仪在电厂应用及原理

       (1)电厂中为什么要对炉烟成分进行分析?一般采用何种方法?     

       锅炉燃烧质量的好坏,直接关系到电厂燃料消耗率的高低。炉烟成分自动分析就是为了连续监督燃烧质量,以便及时控制燃料和空气的比例,使燃烧维持在良好的状态下。为了使燃料达到完全燃烧,同时又不过多地增加排烟量和降低燃烧温度,首先要控制燃料与空气的比例,使过剩空气系数以保持在一定范围内。例如,燃煤炉的。约在1. 20~1. 30,燃油炉的以约在1.10~1.20。过剩空气系数的大小可通过分析CO2和O2的含量来判断,它们之间的关系还与燃料品种、燃烧方式和设备结构有关。  

由于氧含量与以之间有单值关系,而且此关系受燃料品种的影响较小。另外,由于氧量计的反应比二氧化碳表快,所以目前电厂中大量采用氧量分析仪。迟延小、反应快的内置式氧化锆氧分析仪正被推广使用。 

       (2)氧化锆氧分析仪的工作原理是什么?  

       以氧化锆作固体电介质,高温下的电介质两侧氧浓度不同时形成浓差电池,浓差电池产生的电动势与两 侧氧浓度有关,如一侧氧浓度固定,即可通过测量输出电动势来测量另一侧的氧含量。氧化锆氧量计的发送器就是一根氧化锆管。  

       氧化锆管是由氧化铬(ZrO2)中渗入氧化钙(Ca02)或氧化钇(Y2O3),并经高温焙烧后制成。晶格中部分四价的铬离子被二价的钙离子或三价的钇离子所取代而在晶格中形成氧离子空穴。由于氧离子空穴的存在,在600~1200℃高温下,这种氧化锆材料成为对氧离子有良好传导性的固体电介质。在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下,浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子,然后通过氧化锆材料品格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动,当到达低浓度一侧时,在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出,于是在电极上形成电荷积累,两电极之间产生电动势,此电动势阻碍这种迁移的进一步进行,直至达到动平衡状态,这就形成浓差电池,它所产生的与两侧氧浓度差有关的电动势,称作浓差电动势。


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