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1 监测烟气中氧气含量的意义
　　1．1 经济性：燃煤锅炉燃烧质量的好坏，直接关系到电厂燃料消耗率的高低，锅炉烟气中氧量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，使燃烧保持在较好的状态下进行；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α保持在一定范围内。
　　1．2 安全性：锅炉的运行的安全性来看，炉内过剩空气系数过大，会使燃料中的碳不能完全燃烧，造成烟气中含有较多的一氧化碳（co）气体。由于灰分在还原性气体（co）中气熔点降低，易引起炉内结渣不良的结果。同时由于飞灰对受热面的磨损与烟气流速的三次方成正比，因此随着过剩空气系数的增大，将使煤粉炉受热面的管子和引风机叶片磨损加剧，影响到设备的使用寿命。过剩空气系数增大，使燃料中的硫份易形成三氧化硫（so3）,露点温度也相应提高，从而使尾部烟道的空气预热器也易于腐蚀，对于燃用高硫煤的锅炉尤为显著。目前燃煤锅炉中大都采用氧量计测量。
　　2．江苏华电扬州发电有限公司的两台670t/h的燃煤锅炉，控制系统采用max-1000控制系统，在燃烧调节系统的送风子系统中均采用带氧量校正回路的调节系统。其sama图如下：
　　

　　
　　2．1氧量调节器(o2_pid)：系统中氧量调节器的反馈信号为锅炉甲、乙侧氧量信号的平均值，指令信号为人工设定值与蒸汽流量函数f(x)之和，当系统负荷增加时氧量调节器的指令信号自动增加，使送风调节系统输出增加，提高送风量，这样起到一定的前馈作用。考虑到启动、停止排粉机对锅炉配风的影响，当启动排粉机时适当提高氧量调节器的指令有利于减少系统的动态偏差，缩短系统调节过程时间。
　　2．2风量指令（af_dmd）的形成：热量信号hr和锅炉bd指令经大选后，与氧量调节器的输出信号的乘积作为风量指令af_dmd。热量信号hr和锅炉指令bd在大选中选择，实现风－煤交叉限制，并使总风量始终富裕燃料量。在加负荷时，即锅炉指令增加时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风。考虑到正常运行时锅炉的最低安全用风，通过人工设定了最低安全用风限值。
　　2．3风量调节器(af_pid)：测量风量的差压变送器信号开方后经风温信号补偿得到单侧风量信号，两侧风量之和为实际总风量。风量指令和实际总风量的偏差经pid运算后，通过平衡分配模块输出分别控制甲、乙侧送风机动叶执行器的开度，实现对风量的调节。
　　3．锅炉烟气氧量测量系统
　　烟气含氧量测量系统有抽出式和直插式两种。我公司采用上海生产的zo系列氧化锆采用直插式的测量方式。该测量系统由氧化锆传感器和氧化锆分析仪组成。
　　3．1 zop-52型氧化锆传感器：
　　3．1．1氧化锆传感器组成：氧化锆传感器由带有过滤器的探头、安装法兰和接线盒组成。插入烟道的探头顶部是一个过滤器，烟气经过过虑后才进入探头的检测器。检测器内有锆管、热电偶和加热电炉。安装法兰的后部是接线盒，提供热电偶、电炉和氧电势信号的接线端子；其下部还要两个气孔，一个是标准气孔，另一个是参比气孔，标准气孔在正常运行应由螺丝密封好，参比气孔直接通大气。
　　
　　

　　3．1．2工作原理：
　　3．1．2．1测氧电池结构如上右图
　　图中：1――氧化锆管
　　2――测量电极（p）
　　3――参比电池（p0）
　　p0――空气含氧量
　　p――烟气含氧量
　　氧化锆管是由氧化锆（zro2）中渗入一定数量（12%～15%）克分数的氧化钙（cao）或氧化铝（al2o3）并经高温燃烧后制成的，它的气孔率很小。在管子的内外壁上用高温烧结等方法附上金银或铂的多孔性电极和引线。
　　3．1．2．2氧量信号的产生
　　氧化锆管在600—1200℃高温下，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晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧游动，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，于是在电极上造成电荷积累，两电极之间产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直到达到动平衡状态，就形成氧浓差电池。
　　测氧时：
　　参比电池（p0） o2＋4e＝2o2-
　　测量电极（p） 2o2-－4e＝o2
　　正负电极间的电动势符合nernst方程，即：
　　池电势 e(mv)=(rt/4f)ln(p0/p)
　　式中：r为气体常数
　　f为法拉第常数
　　t为被测气体的绝对温度
　　p0为参比气体――空气氧分压，等于20.6％
　　p为被测烟气的氧分压，用百分氧量表示。
　　3．1．3氧化锆传感器安装位置选择及注意事项：
　　3．1．3．1关于传感器探头安装位置的选定