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摘要：火力发电厂是耗煤大户，年耗煤量约占全国原煤产量的20%以上。提高锅炉效率、降低煤耗、节约能源是火力发电厂的一项重要任务提高锅炉效率就要优化燃烧，这就需要对有关燃烧参数及时、准确的在线监测，以便实现手动或者自动的调节和控制，保持锅炉在最佳的工况下运行。锅炉运行中烟气含氧量可直接反应燃烧状况，烟气含氧量的测量是非常重要的。是保障企业生产安全、经济效益的关键。提高燃烧效率，合理利用能源，已成为工业生产过程的重大课题。本文论述的烟气含氧量在线检测技术是基于氧化锆固体电解质测氧的原理，分析了影响氧量测量的各种外在内在因素，得出了氧化锆测氧装置在测量过程中需要注意的环节。氧化锆传感器工作温度的恒定控制是提高测量精度的关键技术。氧化锆传感器的安装也尤为重要。因此氧化锆测氧装置的安装、维护是保证氧化锆测氧装置测量准确性的重要保障。
关键词：氧化锆 安装 恒温控制
E=（RT/4F）ln（Pa/Px）
式中，E： 是浓差电势
R： 是理想气体常数
T： 是浓差电池绝对温度
F： 是法拉第常数
Pa：是参比气体氧浓度百分比，一般为稳定的空气，常取值为20.6%
Px：事被测气体百分比浓度
如果把氧化锆传感器加热到750℃的稳定温度，氧化锆电解质两侧分别通过被测气体和参比气体，则产生的电动势与氧电池的工作温度和氧电池两侧的气体浓度有固定的关系。如果知道参比气体的浓度，则可根据氧化锆电解质两侧的浓差电势与氧化锆的工作温度计算出被测气体的氧浓度。
2.2.2安装点的烟气温度应为（400～500）℃范围内，温度太高或太低都会加速探头老化，缩短探头寿命。
2.2.3安装点应选择烟气流动性好，比较稳定的区域。尽量选择在低温过热器至省煤器后这一区域。
2.2.4氧化锆
3.2.2先用低浓度的标气进行本底调节。将减压阀、流量计、导气管与气瓶连接好。确定减压阀处于关闭状态时再开气瓶阀。将减压阀缓慢打开，把标气流量调节为（300～500）ml/min，再拧开探头标气入口螺帽，将标气接入探头中。此步骤操作一定要先调好表气流量，后接入探头中，否则可能会应为标气流量过大引起氧化锆元件炸裂。通气约1min后，调节变送器面板上的本底电位器将显示氧量值调为标气值即可。
3.2.3本地调节结束后换高浓度的标气。先调节好标气流量，将标气接入探头中。通气约1min后，记录显示的数据校准完成。
关键词：氧化锆 安装 恒温控制
一、氧化锆测氧装置的测量原理
氧化锆（ZrO2）测氧传感器探头所使用的探头是一种氧化锆固体电解质。在常温下为单斜晶体，当温度升高到1150℃时，晶体转变为立方晶体，同时约有7%的体积收缩。当温度降低时，又变为单斜晶体。如果反复加热与冷却，ZrO2就会破裂，因此纯净的ZrO2不能作为测量元件。如果ZrO2加入一定量的氧化钙（CaO）或氧化钇（Y2O2）作稳定剂，在经过高温焙烧，则变为稳定的氧化锆材料。这时4价的锆被2价的钙货价的钇置换，同时产生阳离子空穴，所以ZrO2属于阴离子固体电解质，ZrO2主要通过空穴的运动而导电，当温度达到600℃以上时，ZrO2就变为良好的氧离子导体。在氧化锆电解质的两面各烧结一个铂电极，当氧化锆两侧的氧分压不同时，氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移，结果使氧分压高的一侧铂电极失去电子显正电，而氧分压低的一侧铂电极得到电子显负电，因而在两铂电极之间产生浓差电势。该浓差电势在温度一定时，只与两侧气体中氧气含量的差值有关。即所谓氧化锆浓差电势。两极间的电动势由能斯特公式求的：即E=（RT/4F）ln（Pa/Px）
式中，E： 是浓差电势
R： 是理想气体常数
T： 是浓差电池绝对温度
F： 是法拉第常数
Pa：是参比气体氧浓度百分比，一般为稳定的空气，常取值为20.6%
Px：事被测气体百分比浓度
如果把氧化锆传感器加热到750℃的稳定温度，氧化锆电解质两侧分别通过被测气体和参比气体，则产生的电动势与氧电池的工作温度和氧电池两侧的气体浓度有固定的关系。如果知道参比气体的浓度，则可根据氧化锆电解质两侧的浓差电势与氧化锆的工作温度计算出被测气体的氧浓度。
二、氧化锆测氧装置的安装
2.1安装台数的选择
为了保证测量的代表性和可靠性，一般来说，670t/h及670t/h以上的锅炉应安装4台。670t/h以下的锅炉应安装2台。2.2安装点的选择
2.2.1选择的测量点要求能正确反映所检测的炉内气体，以保证氧传感器输出信号的真实性，尽量避开炉内侧、死角、涡流及缩口处。2.2.2安装点的烟气温度应为（400～500）℃范围内，温度太高或太低都会加速探头老化，缩短探头寿命。
2.2.3安装点应选择烟气流动性好，比较稳定的区域。尽量选择在低温过热器至省煤器后这一区域。
2.2.4氧化锆
摘自：毕业论文答辩流程www.udooo.com
探头要尽量水平安装，避免氧化锆工作池内的烟气滞留。可根据氧化锆管的几何形状适当上倾或下倾10°左右的角度，使烟气在工作室内顺畅更新，从而提高探头的反应时间。2.3探头与变送器的连接
仪器连线有信号线、热电偶和加热炉三对连线。信号线应采用（1.0～1.2）平方毫米的金属屏蔽线；热电偶连线应采用K型（1.0～1.2）平方毫米的补偿导线；加热炉连线可采用（1.2～1.5）平方毫米的电缆线。加热炉连线应与其他两对线分开穿管，以免产生干扰。三、氧化锆测氧装置的校验
3.1 仪器投入
首先对所有连线重复校对，确认无误时方可接通电源。此时加热电源开始工作，同时要严格监视池温变化，若温度不见高温，则应立即切断电源，检查热电偶接线是否接反，调整后可重新接通电源，大约30分钟左右温度即可稳定在设计额定值。变送器进入正常工作状态。3.2标气校准
3.2.1应选用两种浓度的标气。低浓度的应选用含氧量在2%～3%的氮氧混合气体；高浓度的的应选用7%～8%的氮氧混合气体。3.2.2先用低浓度的标气进行本底调节。将减压阀、流量计、导气管与气瓶连接好。确定减压阀处于关闭状态时再开气瓶阀。将减压阀缓慢打开，把标气流量调节为（300～500）ml/min，再拧开探头标气入口螺帽，将标气接入探头中。此步骤操作一定要先调好表气流量，后接入探头中，否则可能会应为标气流量过大引起氧化锆元件炸裂。通气约1min后，调节变送器面板上的本底电位器将显示氧量值调为标气值即可。
3.2.3本地调节结束后换高浓度的标气。先调节好标气流量，将标气接入探头中。通气约1min后，记录显示的数据校准完成。