氧化(hua)鋯(gao)氧(yang)量(liang)分析儀(yi)核心(xin)應用(yong)價值(zhi)：從(cong)節能(neng)到環保

在(zai)現代(dai)工(gong)業生產中(zhong)，特別(bie)是(shi)在(zai)涉及燃(ran)燒過(guo)程(cheng)的(de)領域，如火力發(fa)電(dian)、石(shi)油化工(gong)、冶(ye)金冶(ye)煉(lian)、水泥(ni)制(zhi)造(zao)和(he)垃圾焚燒等(deng)，精確(que)控制(zhi)燃(ran)燒效(xiao)率(lv)至關(guan)重要(yao)。這(zhe)不(bu)僅關(guan)乎(hu)能源的(de)有效利(li)用(yong)和(he)生產成(cheng)本，更(geng)直接(jie)關(guan)系(xi)到(dao)汙(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放和(he)環(huan)境(jing)保護。而在(zai)這(zhe)個過(guo)程中(zhong)，氧(yang)化(hua)鋯氧量分析儀(yi)扮演著(zhe)“眼睛(jing)”的(de)角色，它(ta)通過實時、精確(que)地測量(liang)煙氣(qi)中(zhong)的(de)氧含(han)量，為優化燃(ran)燒、節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)和(he)安(an)全(quan)運(yun)行提供(gong)了(le)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)數據支(zhi)撐。

壹、核心原理(li)：濃差電(dian)池與能斯(si)特(te)方(fang)程(cheng)

氧化鋯氧(yang)量(liang)分析儀(yi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)基(ji)於電(dian)化(hua)學中的(de)濃差電(dian)池原理和(he)能(neng)斯(si)特方程。其核(he)心部件(jian)是(shi)壹個由氧化鋯（ZrO₂）固(gu)體電(dian)解(jie)質(zhi)制(zhi)成的(de)陶(tao)瓷管(guan)，該材(cai)料在(zai)高溫下(xia)（通常為650°C以(yi)上）對(dui)氧(yang)離子(zi)具有優良的(de)導電(dian)性(xing)。

這(zhe)個氧(yang)化鋯(gao)管(guan)內外(wai)兩(liang)側(ce)塗(tu)有鉑(bo)電(dian)極，構成壹個電(dian)化(hua)學電(dian)池。工(gong)作(zuo)時，壹側暴(bao)露在(zai)參比氣(qi)體（通常是(shi)空(kong)氣(qi)，氧(yang)含(han)量恒(heng)定(ding)為20.6%），另(ling)壹側暴(bao)露在(zai)被測煙氣(qi)中(zhong)。由於兩(liang)側的(de)氧濃度不(bu)同(tong)，氧(yang)離(li)子(zi)會從(cong)高濃度側向低(di)濃度側遷(qian)移(yi)，從(cong)而在(zai)兩個鉑(bo)電(dian)極之間(jian)產生壹個與氧濃度差相(xiang)關(guan)的(de)電(dian)動(dong)勢，即氧濃度差電(dian)勢(shi)。

二、系統(tong)構成與技術特(te)點(dian)

1.氧(yang)化鋯(gao)探頭(tou)（傳(chuan)感(gan)器）：這(zhe)是儀(yi)器的(de)核心。包括氧(yang)化鋯(gao)鋯管(guan)、加(jia)熱(re)電(dian)爐、熱(re)電(dian)偶(ou)（用(yong)於測(ce)溫和(he)控溫）、鉑(bo)電(dian)極以(yi)及必(bi)要(yao)的(de)防塵(chen)罩(zhao)和(he)安(an)裝(zhuang)法(fa)蘭(lan)。探頭(tou)必(bi)須被(bei)加(jia)熱(re)並(bing)恒(heng)定(ding)在(zai)715°C左右的(de)溫度下(xia)工(gong)作(zuo)，以(yi)確(que)保氧化(hua)鋯(gao)達到最佳(jia)離子(zi)導電(dian)狀(zhuang)態(tai)。

2.變(bian)送(song)器（信號(hao)處(chu)理單(dan)元(yuan)）：這(zhe)是壹個智(zhi)能二次儀(yi)表。負(fu)責(ze)為探頭(tou)提供(gong)穩定的(de)加(jia)熱(re)電(dian)源和(he)溫(wen)度控制(zhi)，接收(shou)探頭(tou)產生的(de)毫(hao)伏(fu)級電(dian)勢(shi)信號(hao)，並(bing)利(li)用(yong)內置的(de)微處(chu)理器根(gen)據能斯(si)特方(fang)程(cheng)進行運(yun)算、線性(xing)化(hua)和(he)溫(wen)度補(bu)償，最(zui)終將信號(hao)轉(zhuan)換為標(biao)準化(hua)的(de)輸出（如4-20mA）和(he)直(zhi)觀(guan)的(de)數字顯(xian)示(shi)（氧(yang)含(han)量百分比）。

3.校(xiao)準系統(tong)：為確(que)保長(chang)期測量的(de)準確(que)性(xing)，儀(yi)器通常配(pei)備(bei)手(shou)動或(huo)自動(dong)校(xiao)準功能。通入已知濃度的(de)標(biao)準氣(qi)體（通常是(shi)純(chun)氮氣(qi)或(huo)特定(ding)濃度的(de)低(di)氧氣(qi)體）對儀(yi)表進行“標(biao)定”，以(yi)修(xiu)正由於電(dian)極老化(hua)、積灰等原(yuan)因(yin)帶(dai)來(lai)的(de)測量誤差。

其顯(xian)著技術特(te)點(dian)包(bao)括：

直(zhi)接測(ce)量：無(wu)需復雜(za)的(de)采(cai)樣(yang)和(he)預處(chu)理系統(tong)，可(ke)直接插入(ru)煙(yan)道中(zhong)進行原位測量(liang)。

響(xiang)應迅速：對(dui)氧(yang)含(han)量變(bian)化的(de)響應時間(jian)短(duan)，通常僅在(zai)數秒之內，能(neng)實時反(fan)映(ying)燃(ran)燒狀(zhuang)況(kuang)。

高(gao)精度：現代(dai)先(xian)進的(de)氧化鋯分析儀(yi)測量(liang)精度可達±1%FS甚至更(geng)高。

維護量相(xiang)對(dui)較大(da)：由於工(gong)作(zuo)在(zai)高溫、高粉(fen)塵(chen)、高(gao)腐蝕(shi)的(de)惡劣環境(jing)中(zhong)，探頭(tou)容易(yi)老化(hua)、堵(du)塞(sai)或(huo)中毒（如(ru)被(bei)硫、磷(lin)等(deng)化(hua)合物(wu)汙染(ran)），需要(yao)定(ding)期檢查和(he)校(xiao)準(zhun)。

三(san)、氧(yang)化鋯氧量(liang)分析儀(yi)核心(xin)應用(yong)價值(zhi)：從(cong)節能(neng)到環保

1.優化燃(ran)燒，節(jie)約(yue)能(neng)源：燃(ran)燒過(guo)程(cheng)實質(zhi)上是(shi)壹個燃(ran)料(liao)與氧氣(qi)的(de)化學反應。氧氣(qi)過(guo)少（缺氧(yang)燃(ran)燒）會(hui)導(dao)致燃(ran)料(liao)燃(ran)燒不(bu)充(chong)分，熱效(xiao)率(lv)低(di)，產生黑煙和(he)壹氧化碳(tan)（CO）；氧(yang)氣(qi)過(guo)多（過氧燃(ran)燒）則會(hui)帶(dai)走(zou)大量(liang)熱(re)量(liang)，增(zeng)加(jia)排(pai)煙(yan)熱(re)損失。通過氧(yang)化(hua)鋯分析儀(yi)精確(que)控制(zhi)煙氣(qi)含(han)氧量(liang)在(zai)最佳(jia)值(zhi)（通常為1%-3%），可(ke)使燃(ran)料(liao)利(li)用(yong)率(lv)最高，實現(xian)顯(xian)著節能(neng)，對(dui)於大(da)型(xing)鍋(guo)爐，每(mei)降(jiang)低(di)1%的(de)氧含(han)量，可(ke)節約(yue)約(yue)0.8%-1%的(de)燃(ran)料(liao)。

2.減少汙染(ran)，保護環(huan)境(jing)：碳(tan)氫(qing)化合物(wu)和(he)煙(yan)塵(chen)等(deng)汙(wu)染(ran)物(wu)；而過量(liang)空氣(qi)則會(hui)使(shi)燃(ran)料(liao)中的(de)硫和(he)氮(dan)轉(zhuan)化為更(geng)多的(de)SOx和(he)NOx。將(jiang)氧(yang)含(han)量控制(zhi)在(zai)理想區間(jian)，能從(cong)源頭上有(you)效(xiao)抑(yi)制(zhi)這(zhe)些有害(hai)物(wu)質(zhi)的(de)生成，幫(bang)助企業滿(man)足日益(yi)嚴格的(de)環保排(pai)放標(biao)準。

3.增(zeng)強(qiang)安全(quan)，延長(chang)壽(shou)命(ming)：對(dui)於鍋(guo)爐等(deng)設(she)備(bei)，監測(ce)尾(wei)部(bu)煙道的(de)氧含(han)量還能有效監測(ce)漏風情(qing)況(kuang)。漏(lou)風(feng)會降(jiang)低(di)鍋(guo)爐效(xiao)率(lv)，增(zeng)加(jia)引(yin)風(feng)機(ji)負(fu)荷(he)，嚴重時影(ying)響(xiang)運(yun)行安全(quan)。及時的(de)氧含(han)量監測(ce)是設備(bei)安(an)全(quan)經(jing)濟(ji)運(yun)行的(de)重要(yao)保障(zhang)。

四、氧(yang)化鋯(gao)氧量分析儀(yi)選型(xing)、安裝(zhuang)與維護要(yao)點(dian)

選(xuan)擇合適(shi)的(de)氧化鋯分析儀(yi)需考(kao)慮(lv)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度、壓(ya)力、粉(fen)塵(chen)含(han)量、腐蝕(shi)性(xing)氣(qi)體成分等因(yin)素(su)。安裝(zhuang)位(wei)置至關(guan)重要(yao)，應選擇在(zai)煙氣(qi)混(hun)合均(jun)勻、流速(su)穩定、具有代(dai)表性(xing)的(de)直管段上，避(bi)開(kai)死角(jiao)、漏風點(dian)和(he)溫(wen)度位置。

日常維護是保證其(qi)長(chang)期準確(que)可(ke)靠運(yun)行的(de)關(guan)鍵(jian)，主(zhu)要(yao)包(bao)括：

定(ding)期校準：建議(yi)每(mei)1-3個月(yue)用(yong)標(biao)準氣(qi)體進行壹次校準。

檢(jian)查(zha)清(qing)理：定(ding)期檢查探頭(tou)積灰、腐蝕(shi)情(qing)況(kuang)，及時清(qing)理(li)過濾器或吹掃(sao)取樣(yang)孔(kong)。

檢查溫度：確(que)保爐溫(wen)恒(heng)定(ding)在(zai)設定值(zhi)。