CN205175957U - 一种氧化锆氧量分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氧化锆氧量分析仪，包括氧化锆管、内外铂电极、铂电极引线、氧化锆陶瓷体、加热炉丝、过滤陶瓷、氮气室、温度调节器、氧含量显示器，所述过滤陶瓷与氧化锆陶瓷体相连接；所述氧化锆陶瓷体上安装有内外铂电极，氧化锆陶瓷体上安装有加热炉丝；所述氧化锆陶瓷体与氧化锆管相连接，氧化锆管外侧安装有氮气室；所述铂电极引线与氧含量显示器相连接。本实用新型通过增加氮气室作为锅炉烟气稀释装置和两个气压测试点，使得氧化锆氧量分析仪中待测气体和参比气体氧量浓度差增大，而且保证了两者气压的相等，解决了氧化锆氧量分析仪在使用中的局限性，从而使得锅炉效率的计算更加精确，为燃烧优化提供更加准确的数据。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及氧量测试的技术领域，特别是针对锅炉烟气的氧化锆含氧量分析的技术领域。
【背景技术】
在火电厂的运行过程中，锅炉侧优化是提高电厂经济效益至关重要的一环，而锅炉的燃烧优化是目前可以优化程度最大的一环，对锅炉效率的影响非常大。锅炉的燃烧控制主要有三大目标：1、增减燃料、送风量来满足负荷的需要，控制主蒸汽压力的稳定；2、使燃料量与空气量相适应，维持燃料量与空气量的一定比值，保证一定的氧含量，保证燃烧过程的经济性；3、使引风量与送风量相适应，维持炉膛压力的稳定。从三大目标中可以看出锅炉烟气氧含量的控制对锅炉效率、燃烧的经济性具有很大的影响。
目前，利用氧化锆测量氧含量的方法已经适用在锅炉烟气氧气的测试中，但是一般的氧化锆氧量分析仪具有三个限制条件：1、氧化锆探头应通过温控系统使之工作在恒温状态(850℃为最佳灵敏度状态)或采取温度补偿系统对温度进行自动补偿；2、在测量过程中，应保持待测气体的压力与参比气体压力相等，否则能斯特(Nerst)方程不能成立，同时需要保证参比气体中的氧含量远远大于待测气体中的氧含量；3、由于氧浓度电池有使两侧浓度趋于一致的倾向，因而需要使待测气体和参比气体保持一定的流速。正是由于以上的限制，使得氧化锆氧量分析仪在使用中有一定的局限性。在现有公开或者授权的发明、实用新型专利中，有针对限制条件1做出的创新，如CN200820035825温度补偿式氧化锆氧量分析仪，利用了测量采样点的工艺自身温度来保证氧化锆传感器所需的温度，舍弃了原来为保证氧化锆传感器所需的工作温度的电加热炉，但是对于温度补偿后的测量误差会有增大。也有针对限制条件3做出的改进，如CN201310335260一种自动调节标气流量的氧化锆氧量分析仪，在机箱内设有质量流量控制器和电磁阀，但是仍然没有解决限制条件2中的气压和浓度差问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种氧化锆氧量分析仪，增加锅炉烟气稀释装置和两个气压测试点，解决氧化锆氧量分析仪中待测气体和参比气体氧量浓度差和气压相等的问题，从而使得锅炉效率的计算更加精确，为燃烧优化提供更加准确的数据。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种氧化锆氧量分析仪，包括氧化锆管、内外铂电极、铂电极引线、氧化锆陶瓷体、加热炉丝、过滤陶瓷、氮气室、温度调节器、氧含量显示器，所述氧量分析仪依次安装过滤陶瓷、氮气室、氧化锆管，过滤陶瓷与氧化锆陶瓷体相连接；所述氧化锆陶瓷体上安装有内外铂电极，氧化锆陶瓷体上安装有加热炉丝；所述氧化锆陶瓷体与氧化锆管相连接，氧化锆管外侧安装有氮气室；所述铂电极引线与内外铂电极相连接，铂电极引线与氧含量显示器相连接。
作为优选，所述氮气室和氧化锆管内侧分别安装有电子气压计。测试锅炉烟气和参比气体的压力。
作为优选，所述氧化锆陶瓷体内设有热电偶，热电偶与温度调节器相连接。温度调节器使热电偶保持在适宜状态。
作为优选，所述热电偶的温度为800～850℃。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过增加氮气室作为锅炉烟气稀释装置和两个气压测试点，使得氧化锆氧量分析仪中待测气体和参比气体氧量浓度差增大，而且保证了两者气压的相等，解决了氧化锆氧量分析仪在使用中的局限性，从而使得锅炉效率的计算更加精确，为燃烧优化提供更加准确的数据，而且系统结构简单，便于推广使用。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本实用新型一种氧化锆氧量分析仪的结构示意图。
图中：1-氧化锆管、2-内外铂电极、3-铂电极引线、4-氧化锆陶瓷体、5-热电偶、6-加热炉丝、7-过滤陶瓷、8-温度调节器、9-氧含量显示器、10-氮气室、11-电子气压计。
【具体实施方式】
参阅图1，本实用新型一种氧化锆氧量分析仪，包括氧化锆管1、内外铂电极2、铂电极引线3、氧化锆陶瓷体4、加热炉丝6、过滤陶瓷7、氮气室10、温度调节器8、氧含量显示器9，所述氧量分析仪依次安装过滤陶瓷7、氮气室10、氧化锆管1，进烟气通过过滤陶瓷7，再进入氮气室10稀释，然后进入氧化锆管1的外侧，空气直接进入氧化锆管1的内侧。过滤陶瓷7与氧化锆陶瓷体4相连接；所述氧化锆陶瓷体4上安装有内外铂电极2，氧化锆陶瓷体4上安装有加热炉丝6；所述氧化锆陶瓷体4与氧化锆管1相连接，氧化锆管1外侧安装有氮气室10；所述铂电极引线3与内外铂电极2相连接，铂电极引线3与氧含量显示器9相连接，显示锅炉烟气氧含量。所述氮气室10和氧化锆管1内侧分别安装有电子气压计11，测试锅炉烟气和参比气体的压力。所述氧化锆陶瓷体4内设有热电偶5，热电偶5与温度调节器8相连接。温度调节器8使热电偶5保持在适宜状态，所述热电偶5的温度为800～850℃。
氧化锆检测的公式推导：
根据电化学理论中的能斯特(Nerst)方程，在氧化锆管两侧铂电极之间产生的氧浓度电动势为：
式中，R为理想气体常数，8.315J/(mol·K)；T为气体绝对温度，K；F为法拉第常数，96500C/mol；p1为待测气体中氧分压；p2为参比气体中氧分压；n为参加反应的电子数，n＝4。
当待测气体的压力与残币气体的压力相等时，可以改写为：
式中，C1为待测气体中的氧含量；C2为参比气体中的氧含量。
代入数值计算得：
本实用新型工作过程：
本实用新型一种氧化锆氧量分析仪在工作过程中，锅炉烟气通过过滤陶瓷7进入氮气室10进行稀释。空气则直接进入氧化锆管1内侧，同时，加热炉丝6加热时氧化锆氧量分析仪工作在适宜范围内，温度调控通过热电偶5的测试，由温度调节器8进行控制，充分反应稳定之后，氧含量显示器9实时显示锅炉烟气的氧含量。
本实用新型通过增加氮气室作为锅炉烟气稀释装置和两个气压测试点，使得氧化锆氧量分析仪中待测气体和参比气体氧量浓度差增大，而且保证了两者气压的相等，解决了氧化锆氧量分析仪在使用中的局限性，从而使得锅炉效率的计算更加精确，为燃烧优化提供更加准确的数据，而且系统结构简单，便于推广使用。
上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种氧化锆氧量分析仪，其特征在于：包括氧化锆管(1)、内外铂电极(2)、铂电极引线(3)、氧化锆陶瓷体(4)、加热炉丝(6)、过滤陶瓷(7)、氮气室(10)、温度调节器(8)、氧含量显示器(9)，所述氧量分析仪依次安装过滤陶瓷(7)、氮气室(10)、氧化锆管(1)，过滤陶瓷(7)与氧化锆陶瓷体(4)相连接；所述氧化锆陶瓷体(4)上安装有内外铂电极(2)，氧化锆陶瓷体(4)上安装有加热炉丝(6)；所述氧化锆陶瓷体(4)与氧化锆管(1)相连接，氧化锆管(1)外侧安装有氮气室(10)；所述铂电极引线(3)与内外铂电极(2)相连接，铂电极引线(3)与氧含量显示器(9)相连接。
2.如权利要求1所述的一种氧化锆氧量分析仪，其特征在于：所述氮气室(10)和氧化锆管(1)内侧分别安装有电子气压计(11)。
3.如权利要求1所述的一种氧化锆氧量分析仪，其特征在于：所述氧化锆陶瓷体(4)内设有热电偶(5)，热电偶(5)与温度调节器(8)相连接。
4.如权利要求3所述的一种氧化锆氧量分析仪，其特征在于：所述热电偶(5)的温度为800～850℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN107907579A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-04-13 | 中船动力研究院有限公司 | 用于柴油机egr系统进气集管混合气体的氧浓度测量装置 |
| CN108680422A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-10-19 | 济南兰光机电技术有限公司 | 去除高纯度惰性气体中水分的净化装置、系统及方法 |
| CN113281391A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-20 | 江元(天长)科技股份有限公司 | 一种垃圾焚烧炉氧探头机构及检测装置 |
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