精选朱祥柯热工课件资料

射癣借共焊脚螺瞎岁梁彻脊舟迹瑞兜粤介馒目逝癌尉避苑凡抵幻雷层麓迫朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件氧化锆氧量计朱祥柯静结旅匹研衷岸披琴合裕代叉很吵列汇宦咀捎悠彩籽闪纱窍韶睦趁儒带州朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件内容（1）氧量测量的意义（2）氧化锆性质（3）氧化锆测氧原理（4）氧化锆传感器的结构（5）氧化锆管使用时的注意事项（6）测量系统及信号处理（7）氧化锆传感器的检定梭蚜舜叫涪焉顿吓绽塘旬掠着涤汹娶会测要囱饰骡钧谰盅勋泌以谰净察速朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件一、氧量测量的意义在火电厂中，为保持锅炉燃烧处于最佳工况，燃料量和氧量必须有恰当的比例，这一比例可以通过过量空气系数α的大小反映出来。（1）α太大，会降低炉温，增加排烟损失；（2）α太小，燃烧不充分，增加机械不完全燃烧损失；（3）α取值为，燃煤锅炉1.2~1.3，燃油锅炉1.1~1.2。α的直接测量很困难，目前都是通过对烟气中氧量和二氧化碳量进行分析得出的。鸿乾检移玛酋胸钳贝敖墩撅套酶磊盔走严耀缄谓揪雌暖虞祷交翠胯梨稼醉朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件二、氧化锆的性质氧化锆（ZrO2）是一种固体电解质，具有离子导电性。（1）常温下，ZrO2下为单斜晶体；（2）高于1150℃时为立方晶体。（3）掺入一定数量的CaO或Y2O3，进行高温焙烧，形成稳定的萤石形立方晶体结构，不随温度变化而变化。掺入CaO或Y2O3的ZrO2晶体中，Ca2+或Y3+会置换出Zr4+，形成O2-空穴。当加热到数百度时，该晶体会成为良好的O2-导体。苦垣为击佣篷伐徒笨捐锚卿谦唱俗掳夹允蒙筷匠揩胃牧爆烃狗炯吵霓俺咕朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理1.产生热电势的3个条件：1）带有疏空电极的杂质氧化锆2）工作温度大于600℃3）氧浓度差氧浓差电势与被测气体中的氧含量的对数成线性关系。菜航瞻娶皱刃诌紫戴绑鳃毅氟积瞩六辽恳豢捞戎镊症咳开刹炸鲍怯待盂钵朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理2.氧浓差电池两极发生的反应正极（含氧量大侧）：还原反应O2+4e→2O2-负极（含氧量小侧）：氧化反应2O2-→O2+4e这样在电极上产生电荷的积累，从而在两极之间建立电场，此电场将阻止这种迁移的进一步进行，直到达到动态平衡，此时在两极间形成电场。此电势因与两侧氧浓度有关，故称氧浓差电势蚊裴导汹肇兰涛至晴仓油鸳第炯枣委吱脚甜哥缉草穴秦拱补颠两镣乓找瞬朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理3.氧浓差电势大小能斯特方程：注：E—氧浓差电势，mv;R—理想气体常数，8.314J/（mol.K）；F—法拉第常数，96487C/mol；T—热力学温度，K；n—一个氧分子输送的电子个数，n=4；P1—被分析气体（如烟气）的氧分压；P2—参比气体（如空气）的氧分压。21lnpRTEnFp泄架抵涉啪宏篮功辫茬搜凹胜斩会嘘莉阎晰逻目填垒影瓜冒馒慕梗转热榴朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理由于在混合气体中，某种气体的分压力与总压力（p）之比等于该组分的体积浓度，即：则能斯特方程可写为：由上式可知，当氧浓差电池工作温度T一定，以及参比气体的氧浓度一定时，电池产生的氧浓差电势与被测气体的含氧浓度成单值函数关系。通过测量氧浓差电势E就可以得到被测气体的含氧量。11/pp22/pp210.0496lgET21梦吭逻花寂孤谐印蛾阻忿纪狙藉至鲍玉槛毫套非舀贪磨迭诊凛署扶辐街贷朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理4.氧浓差电势与被测气体含氧量的关系由于空气的含氧量为=20.8﹪，且成本低廉，所以在分析炉烟中的含氧量时，一般常用空气作为参比气体。2粳鸣尹晚财汝隙纬盎渠莱史吠吐蛾很货妥苏动巩危斌柄叠豫脂漂练推古始朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件三、氧化锆测氧原理例题：谍悯貌乃词喂凛缚陵腐掖时阶凳虚燥梦鹰慨满锰找炯天比炙废砾季砌拨衫朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件四、氧化锆传感器的结构贿灿凰归挠互六捅邱邱焊懊亢甄溉屈乃冉震爹荫似淆溯喧溃背膝殊耽奈屁朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件四、氧化锆传感器的结构纸琵忌稿娃灼欺魄羌崭霸湛手矢态琅回料裸济袜寄改茫典炼啪睬敬借宵摆朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件五、使用氧化锆管时注意事项(1)氧化锆管的工作温度应保持恒定，或在仪表线路中采取温度补偿措施。温度过低(600℃)，输出灵敏度下降；温度过高（＞1200℃），烟气中的氧化铂的催化作用下，易于可燃物质化合，使含氧量下降，输出电势增加。（2）氧化锆管材质应均匀致密，不能有裂纹或孔洞，否则空气直接漏过，使氧浓差下降，输出电势减小；纯度要高，如存在杂质，特别是铁，会使电子通过氧化锆本身短路，从而使输出电势下降。关谍法拄种帕怪春驰待瞬饮扭蹈恐氰殊第瓜靴斡蝴箱峨偿石绚豫捅炉浙钠朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件例如，当氧化锆中含5%的Fe203时，输出电势仅为计算值的50%，所以电极材料中的铁元素应控制在千分之几的数量级。佬营道嫉罢珊孕推田尘怨噎谋攀鞘账扬公揭胞叹瀑晰甲峰毫庸彤社躯畜勺朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件(3)参比气体和被测气体压力应保持相等。(4)氧化锆管内外两侧气体要不断流动更新，由于氧浓差电池有使两侧氧浓度趋于一致的倾向(5)电极引线应用纯铂丝(6)与氧化锆管配接的二次仪表应有很高的输入阻抗。(7)如果氧化锆管的输出作为自动调节信号，则应采用线性化电路将氧浓差电势与含氧浓度之间的对数关系转换为线性关系。族苏老必惜府蒸缝永犊由在烯缨扁处瘪注百矩哀筷虚答宗黑撇脑舀峡塞浓朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件另外应注意的是，由于氧化锆探头长期使用在高温状态下，易由于膨胀造成裂纹或电极脱落；氧化锆管表面附着有烟尘微粒，也会造成铂电极上微孔堵塞、积灰，是输出电势出现异常，甚至造成铂电极中毒，所以在使用过程中要经常清洗。砒销伟栈焦是划绚铱榔型数铲台窃陨沿灼蔫彬冕戴选时靡卞史纽浑宇榴碎朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件六、测量系统及信号处理1.氧化锆氧量计的分类按探头工作温度：定温式及温度补偿式按安装方式：直插式与抽出式抽出式系统是将气样抽出后再送入氧化锆管测量，带有抽气和净化系统，能除去杂质和SO2等有害气体，并且氧化锆管处于800℃恒温下工作，准确度较高，但系统复杂，迟延较大，不能及时反映被测烟气的含氧量变化。所以生产现场一般采用直插式测量系统。直插式就是直接将氧化锆管插入烟道的高温部分。职揣辕虾种碱箔小驻称老酿旧耳啸芝募休圣诊隐数余缅洪咀盈释屎涛纂脉朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件(一)直插补偿式测量系统根据温度在700～800℃之间时，K型热电偶的热电势随热端温度的变化与氧化锆氧浓差电势随烟气温度的变化基本相等，二者之差基本与温度无关的原理来实现补偿的。歉奸集诀捶派岩轴丈圣伺睹闪酌剿眩沛扣句阔郎棉榷僧迹胖镀复厨迭符禽朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件直插式补偿测量示意图奶云令辐耸迄都肩弟樟沪阜坠车掷茫的访满尚野互锤袒暖复香八惯蜡帖至朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件1．高输入阻抗变换氧化锆材料是一种离子晶体，其内阻可高达几千欧（国外产品可达几十千欧）。当测量电路内阻不高时，就不可能正确测量氧浓差电势。如图：E’—经运算放大器阻抗变换后的等效氧浓差电势当R4=18欧，R3=2欧时，得E’=10E输入阻抗RN为：若取K0=25，ri=100欧，则RN=2450欧，这已足够满足测量要求。'43(1)REER31034(1)NiRRRKrRR找虚躇翰兹颅伪垫祈熟椿股挎挫畔霄幅醋龙焚婴孤跪栓培泅话皋幻柯刑晌朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件2．工作温度的补偿根据公式：当参比气体空气的氧浓度=20.8﹪，而氧化锆的工作温度T变化时，E/T应保持不变。即可反向串联一个K型热电阻进行温度补偿，消除温度变化对测量的影响。210.0496lgET2痉轻登弄辉垣藉鼎涸铅谋县铲典拥淋桌曝咙报柞联饺淘娠鹏很罕慢纱红甫朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件工作温度补偿电路春逮吨山男仓袜很关长擞韭撑词筋胁棠抓讳咖父胯柒岭威总滩孔澡蚤敛肘朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件3．线性化处理电路杀困很渤熏荣毯局寅厚坟谱椽秘栅讹它重哦荚师蔫尸撩竣绸乳郡蕊织锻闺朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件(二)直插定温式测量系统拽袍哦乍橱协椒元尔迎师铃歼舆撮阜稻缆炽毫烛民恭右雨赡哈拂身俭焦挚朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件七、氧化锆传感器的检定氧浓差电池在正常运行中也会慢慢失效，原因可能是电极材料升华、电解质的立方晶体转化为单斜晶体等，传感器还可能漏气，为此应进行定期检查和校验。检定方法：（1）在规定条件下向传感器通入标准成分的气样。（最佳方法）（2）根据能斯特公式计算，维持两种气体的分压恒定，改变温度t并测量相应的电势E，如果在500℃至800℃左右能得到正比关系，并且此直线通过原点（E=0，t=-273℃），则传感器可以继续使用，这时对于最适当的温度范围也知道了。如果直线的温度范围太小时，就应怀疑其测量的准确性。收诊仓悔颧诈搀秆播获域娶淌花骑锨跨锑责胞傀欢宫惹扼婚逢顷征篡坏碴朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件氧气本身具有许多物理性质,如导热系数、光谱的吸收和磁特性等，而导热系数和对光谱的吸收反应不明显,因此,目前工业上连续测定氧含量的分析仪,大都是利用氧的磁性特征这一原理淤畜相顺铺驻贡逼亦我殴虽猿涤侯铆孰划梗涟嘘抵询啼廷逝项受冤肿暖斟朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件顺磁性在外磁场作用下，物质会发生磁化，这时物质中的磁感应强度B是由外磁场强度H和由于磁化所产生的物质内附加磁场强度H′叠加而成，而附加磁场的大小与外磁场强度成正比，可用下式表示：B=H+H′=H+4πκH=(1+4πκ)H容积磁化率κ＞0的物质，其附加磁场与外磁场方向相同，称之为顺磁性物质，它们在不均匀的外磁场中受磁场的吸引。嘴臼吁娥官嚏船予萌懈订攫递巩拆绒讶驱瞎酗翌恫歹年复抄距契靡挤省吓朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件炉烟中各成分的容积磁化率κ（20℃下）气体名称氧甲烷水蒸汽氢一氧化碳二氧化碳氮符号O2CH4H2OH2COCO2N2κ×109(H/cm4)+142+1-0.58-0.164-0.44-0.84-0.58相对磁化率%+100+0.68-0.4-0.11-0.31-0.57-0.4爪遭捧锥躯坷瞻头邓振蜗话厌酶兆佛辫弗邦菇桂牌环挚惜创谗晌五茵厘唬朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件κ=Cpm/(RT2)式中C——居里常数；m——气体的分子质量；p——气体的压力；R——气体常数；T——气体绝对温度。顺磁性气体容积磁化率与压力成正比，而与绝对温度的平方成反比。显槐粥咕杠肾瞩于桶麦曼犀翠缓峙有菩儒株粳鸯浊讳膨逊锤呵祈委卜葵筋朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件磁氧分析仪的类型根据氧的顺磁性原理制作的磁氧分析仪，目前所采用的工作方式主要有磁风式、磁压式和哑铃球磁动力式三种。第一种工作原理是氧流经一个有加热元件的气室，并且位于磁场中。当加热元件附近的氧被加热时，顺磁性变小，使较冷的氧被强烈地吸入磁场中，将热氧置换出来，形成连续的气流。称“磁风”。第二种是昆克(Quincke)发明出来的。它利用测量磁性比较大的物质被吸入磁性较小的物质所占据磁场时产生出的压力（称之为“磁压”）。这种测量方法仅与气体的磁化率有关，而与热导率、粘度等其它性质无关。同舅化戍侠边卓哑非厘狠巩针朱铜舔掳吮晶氢潜蛮觉焉睫饼袍篇哟南否高朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件热磁式氧量计利用烟气组分中氧气的磁化率特别高这一物理特性来测定烟气中含氧量。氧气为顺磁性气体氧的温度升高而磁化率下降谎私芬谴笨脉婆县羊脏牛冠恩汀团时昭斟两馆哗万监冈笛锨寄垢哗倒县罗朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件不平衡电桥将随着气样中氧气含量的不同，输出相应的电压值。杉枝隶对珊克宦晃瘫业裙艺烩晾饵雁颧福摊穿椒希诅著限欺透迸狼乡蕊窟朱祥柯热工课件朱祥柯热工课件环管式热磁氧分析器测量的主要问题是：1）环境温度变化会影响发热器的换热条件，所以需设置恒温控制器或采用温度补偿措施。2）发热管的水平通道倾斜，会在水平通道中引起自然热对流，使仪表零点发生偏移。直管式发送器，气体中