燃煤鍋爐改換燃氣鍋爐中測氧的重要性

告別"霧霾"天氣，燃煤鍋爐改換燃氣鍋爐中測氧的重要性

2012年冬天在中國大地出現的詞匯多的是“霧霾”，人們聽“霾”變色。造成這種霧霾天氣的直接原因是北方燃煤供熱鍋爐煙氣的排放。由于燃煤供熱鍋爐都存在老舊漏風現象，而且都沒有后續除塵設備，所以的含硫粉塵顆粒隨煙道排放到大氣中，造成環境污染，損害人們呼吸系統。由于北方天氣寒冷，酸性粉塵無法向高空擴散，所以在低壓層聚集在一起，形成一種混濁的霧霾空氣。

隨著各種新技術的應用，的老舊燃煤供熱鍋爐正在改造成以天然氣為燃料的燃氣鍋爐。由于燃氣鍋爐都是以自動控制為主導，對燃燒中的氧含量控制要求較嚴，因氧含量的高低直接影響到用氣量的大小，所以對供熱企業來說，控制好氧含量直接和經濟效益有關。但由于在改造過程中對氧探頭的安裝位置選擇不正確，使的所測氧量會有波動和探頭使用壽命很短。因燃煤鍋爐所測的氧量是燃煤燃燒后多余的氧量，所以探頭可安裝在煙氣排放的煙道上。而燃氣鍋爐由于燃燒方式不同所產生的煙氣成份不同，如把探頭按傳統方式安裝在煙道上，就無法正確測量到燃燒后多余的真實氧含量。原因天然氣的成份是甲烷（CH4），燃燒過程：

2CH4（點燃）+4O₂（助燃）→CO（參于燃燒）+CO₂+4H₂O+O₂（微弱游離分子）

原因分析：

1） 由于甲烷燃燒后生成的水份，在煙道內充滿的是水蒸氣，會在探頭的非加熱段造成結露現象，露水會沿著探頭保護管流向頭部。因探頭測氧部位是有加熱器加熱到800℃左右，當水滴入到高溫頭部，就會在頭部形成瞬間的真空，當水分蒸發后，又恢復到正常測量狀態。這就是現場看到的氧量上下波動現象。下圖為探頭安裝在煙道位置內部結露情況。

紅圈內的就是露水。

再用一個實驗圖片加以說明：

 空氣中的氧含量。

 當探頭插入水中時

 氧量急劇變化。

 氧量急劇下降。

2）  由于探頭在不斷重復著蒸發和烘干水氣的過程，就會不斷使氧量表看到上下起伏的氧量波動。同時在煙氣管道內存在的是CO₂+4H₂O+O₂（微弱游離分子）。這時的煙道溫度在100℃左右時，煙道里充滿的是水蒸氣。有一部分氧已溶于水中，所以這時測到的氧會很微弱，大約氧含量在O²%（10^-5～10^-8）范圍。所以這種情況下把氧化鋯探頭安裝在低溫煙道上是一種錯誤的選擇，這樣不但達不到測氧的目的，還會損壞氧探頭。

    　舉個例子，在充滿水霧氣的澡堂內，人會感覺呼吸很困難，這就是因為空氣中的氧溶于水霧中達不到20.6%的氧含量，只有16%～18%氧量。所以人會感覺到呼吸困難。

解決方案和安裝位置：

1）對于以天燃氣為燃料的供暖爐殘氧測量，氧探頭應安裝在爐內或爐氣出氣口，因這時的溫度高，水氣是一種氣化狀態，參于燃燒的殘氧是在游離的臨界點，這時就可真實的測到殘氧的含量，達到測氧目的，而不是安裝在低溫水蒸氣狀態的煙道上。

2）對于水蒸氣殘氧測量儀表選型，應該選用澳大利亞NOVATECH 1635型水份氧量儀。其目的是可測到二個參數，一路可測到煙氣中的水含量，還有一路可測到水氣中的殘余氧。

3）隨著國家對燃煤鍋爐的嚴加控制，對煙氣排放的監控力度的加大，的燃煤鍋爐需改成燃氣鍋爐，所以對測氧和監控會越來越重視，對用氧化鋯方式測氧的探頭安裝，不能以傳統概念去理解和使用，必須以高技術含量的方法應用好測氧環節。