熱工檢測技術(shù) 第6章 成分分析.ppt

1、第6章 成分分析,6.1 氧化鋯氧量計,控制燃料與空氣的比例最佳過剩空氣系數(shù),6.1.1 氧化鋯氧量計的工作原理,濃差電池原理,摻雜有氧化鈣的氧化鋯產(chǎn)生氧離子空穴示意圖,6.1.2 氧化鋯管的結(jié)構(gòu),電極引線應(yīng)用純鉑絲,6.1.3 氧化鋯管的使用注意事項,(1)氧化鋯管的工作溫度應(yīng)保持恒定，或在儀表線路中采取溫度補(bǔ)償措施。 (2)溫度低，輸出靈敏度下降,(3)參比氣體和被測氣體壓力應(yīng)保持相等。 (4)參比氣體中的氧分壓要恒定，同時要求它比被測氣體中氧的分壓大得多 (5)氧化鋯管內(nèi)外兩側(cè)氣體要不斷流動更新，由于氧濃差電池有使兩側(cè)氧濃度趨于一致的傾向,(6)氧化鋯管材質(zhì)應(yīng)均勻致密，純度要高。 例如，

2、當(dāng)氧化鋯中含5 %的Fe203時，輸出電勢僅為計算值的50 %，所以電極材料中的鐵元素應(yīng)控制在千分之幾的數(shù)量級。,(7) 與氧化鋯管配接的二次儀表應(yīng)有很高的輸入阻抗。 (8)如果氧化鋯管的輸出作為自動調(diào)節(jié)信號，則應(yīng)采用線性化電路將氧濃差電勢與含氧濃度之間的對數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為線性關(guān)系。,6.1.4 氧化鋯管氧量計測量系統(tǒng),定溫式及溫度補(bǔ)償式 直插式與抽出式 抽出式系統(tǒng)是將氣樣抽出后再送入氧化鋯管測量，帶有抽氣和凈化系統(tǒng)，能除去雜質(zhì)和SO2等有害氣體，并且氧化鋯管處于800恒溫下工作，準(zhǔn)確度較高，但系統(tǒng)復(fù)雜，遲延較大。,(一)直插補(bǔ)償式測量系統(tǒng),根據(jù)溫度在700800之間時，K型熱電偶的熱電勢隨熱端溫

3、度的變化與氧化鋯氧濃差電勢隨煙氣溫度的變化基本相等，二者之差基本與溫度無關(guān)的原理來實現(xiàn)補(bǔ)償?shù)?表61 氧濃差電勢及鎳鉻鎳硅熱電偶熱電勢,(3)智能氧量測量系統(tǒng),6.1.5 單片機(jī)氧量測量系統(tǒng),6.1.6 氧化鋯氧量計的檢修與調(diào)試,氧量測量的誤差分析 1）本底電勢的影響 （1）由于制造工藝的原因，在用氧化鋯管的內(nèi)外壁上附著一些碳粒和金屬雜物，在高溫下形成本底電勢（金屬雜物與鉑電極形成化學(xué)電池），本底電勢的形成如圖6-12所示。 （2）工作中由于外電極溫度比內(nèi)電極溫度高，相同濃度時，氧離子由高溫側(cè)向低溫側(cè)擴(kuò)散，形成本底電勢。 氧化鋯輸出電勢為,2）溫度補(bǔ)償誤差 3）空氣與煙氣的總壓力不等所帶來的影

4、響 4）線性化處理帶來的誤差,1）測點的選擇 2）安裝前的檢驗 3）氧量變送器的調(diào)校 4）氧化鋯探頭安裝,旁路煙道安裝示意圖,例6-1已知氧化鋯測得煙溫為800時的氧電動勢為16.04mV，試求：該時的煙氣含氧量為多少？,例6-2不計空白電動勢下，氧化鋯設(shè)計煙溫為800，其顯示儀指示氧量為時發(fā)現(xiàn)：實際煙溫是650；氧化鋯存在空白電動勢0.4 mV。試求：該時煙氣實際含氧量是多少？儀表指示相對誤差多少？,6.2 煙氣中飛灰含碳量的測量,意義 飛灰含碳量是反映煤粉爐燃燒的重要指標(biāo)。把飛灰含碳量指標(biāo)合理地控制在一定范圍內(nèi)，有利于鍋爐和發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)地運行，提高燃燒效率，降低發(fā)電成本，擴(kuò)大粉煤灰的綜合利

5、用途徑。,傳統(tǒng)的測定飛灰含碳量的方法,灼燒稱重法 靜態(tài)、離線的實驗室分析方法 準(zhǔn)確度較高，但勞動強(qiáng)度大，分析滯后時間長，,近年來飛灰測碳測量技術(shù)介紹,（1） ASTM模擬法 （2） CO2排氣測量法 （3） 微波吸收法 （4）微波諧振法,6.2.1 基本原理,諧振腔是一個完全用金屬面封閉的空腔，只要空腔的尺寸設(shè)計合理，就可維持電磁震蕩。諧振強(qiáng)的型式很多，有同軸線形、矩形、圓柱形和環(huán)形等。,假定在擾動前的諧振腔中的電場和磁場的關(guān)系為 （6-9） （6-10）,當(dāng)擾動引入后電磁場變?yōu)?（6-11） （6-12）,6.2.2 測量電路,6.2.3 鍋爐飛灰含碳量監(jiān)測,WCT2型微波測碳系統(tǒng) 石墨粉是

6、吸收微波的良好材料,6.3 煙氣中一氧化碳的測定,6.3.1 氣相色譜分析儀的工作原理 色譜儀能對混合物進(jìn)行全分析，它能鑒定混合物是由哪些組分組成，并能測出各組分在混合物中的含量。在電廠鍋爐實驗中用這種儀器來分析煙氣成分。,所謂色譜法就是利用固定相對各組分具有不同的吸附或溶解能力，使各組分在兩相中反復(fù)進(jìn)行分配，分配的結(jié)果使各組分得以分離。,氣相色譜法,當(dāng)一定量的氣樣在純凈的載氣（稱為流動相）的攜帶下通過具有吸附性能的固體表面，或通過具有溶解性能的液體表面（這些固體和液體稱為固定相）時，由于固定相對流動相所攜帶氣樣的各成分的吸附能力或溶解度不同，氣樣中各成分在流動相和固定相中的分配情況是不同的，

7、分配系數(shù)大的成分不易被流動相所帶走，因而在固定相中停滯的時間較長；相反，分配系數(shù)小的成分在固定相中停滯的時間較短。,氣相色譜分析儀是由載氣源、流量控制器、進(jìn)樣裝置、色譜柱、檢測器、流量計、恒溫箱、信號衰減器及記錄儀等部件組成。,當(dāng)定量管中的一定容積的煙氣氣樣進(jìn)入色譜柱后，其中CO2被色譜柱l所阻滯，其它成分一起流出色譜柱1，到達(dá)橋臂室T3，這時電橋失去平衡，在記錄儀上出現(xiàn)一合成峰，這合成峰過后不久，CO2從色譜柱1中流出，通過橋臂室T3，這時，在記錄儀上畫出CO2峰，同時H2、O2、N2、CH4和CO都在色譜柱2中被分離，并以一定的時間間隔，順序通過橋臂室T4，這時在記錄儀上按相應(yīng)順序畫出各成分的峰。,6.4大氣污染監(jiān)測系統(tǒng),大氣污染 當(dāng)大氣中污染物質(zhì)的濃度達(dá)到有害程度，以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件，對人或物造成危害的現(xiàn)象叫做大氣污染。,6.4.1 二氧化硫的測定,紫外熒光法 （1）原理 熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)濃度呈線性關(guān)系。,（2）熒光計及熒光分光光度計,（ 3）大氣中SO2的測定,圖624 監(jiān)測儀熒光計工作原理 1紫外光源；2、4透鏡；3反應(yīng)室；5激發(fā)光濾光片；6發(fā)射光濾光片；7光電倍增管；8反應(yīng)室；9放大器,6.4.2 氮氧化物的測定,庫侖滴定法,法拉