氧量計測量在電廠節能與環保中的應用探討

劉丕源

摘要：隨著科學技術的發展，人們的生活已經不可能離開電這一基本要素，可以說電的應用是幾個世紀以來最重要的應用技術了。然而隨著用電量的上升各種資源也越來越少，如何使電廠節能就成了目前的一大問題。目前發電還是運用燃煤鍋爐燃燒煤炭資源發電，因此燃煤鍋爐的好壞也就直接與電廠節能有了聯系，那么該怎么在燃煤鍋爐在使用過程中更加合理的燃燒煤炭資源發熱呢？主要還是與鍋爐煙氣中氧量的多少有關，本篇文章就針對氧量計測量對電廠節能的應用分析展開簡單的調查分析

關鍵詞：氧量計；電廠；節能環保

雖然科學技術發展的越來越迅速，然而目前我國發電主要還是靠燃煤鍋爐燃燒煤炭資源來進行發電，因此發電就需要大量的煤炭資源。而現在整體世界都處于資源短缺狀態，人類在過去的兩百年大量運用不可再生資源導致現在的資源短缺，因此如何最大程度的利用煤炭資源就成了中心問題。該如何降低電廠對煤炭的使用率從而使電廠達到節能環保的目標就需要進行大量的研究和實踐。首先電廠必須對燃煤鍋爐進行升級改進，使燃煤鍋爐能更好的調整在燃燒煤炭發電過程中的含氧量，能夠精準的監測到燃煤鍋爐內部運作的各個變化形式，從而達到最高效率的燃燒煤炭資源進行發電。

1 氧量在火電廠燃燒控制中的作用

在火力發電廠鍋爐燃燒控制中，保證鍋爐經濟燃燒、提高鍋爐熱效率是降低企業生產成本、提高經濟運行的重要途徑。維持鍋爐經濟燃燒，一般是通過控制過剩空氣系數α（α=鍋爐燃燒時加入的實際空氣量/鍋爐燃燒所需的理論空氣量）在一定的范圍內實現的。α太大時排煙熱損失增大，α太小時未完全燃燒損失增大，而且增加了污染氣體的排放，它們都不是經濟燃燒。維持爐內過剩空氣系數穩定，一般通過保證定的風煤比例來實現，即負荷變化時，風煤同時變化而它們的比例不變。但當煤質變化時，就不能保證爐內過剩空氣系數穩定，不能維持鍋爐經濟燃燒。要隨時保持經濟燃燒，就必須經常檢測爐內過剩空氣系數ɑ，由于直接測量α比較困難。而鍋爐燃燒必須消耗氧氣，通過測量鍋爐煙氣中氧量的多少就能夠達到指導運行人員調整風量維持最佳燃燒工況的目的。椐有關熱力試驗資料表明，600MW機組的氧量維持在3.2%～3.6%時，機組達到最佳運行工況。鑒于氧化鋯氧量分析儀的重要性，必須經常維護氧量計，使其處于最佳工作狀態。

2 氧量測量的理論基礎

2.1 基本原理

首先如果要進行氧量測量就必須有測量儀器，一般用來測量燃煤鍋爐內氧量的測量儀器是氧化鋯傳感器，氧化鋯傳感器所用的電池是由兩個氧化鋯電解質和兩個鉑電極組成，燃燒兩個電極就能使燃燒技術達到低氮的程度，因此可以合理的監控氧量。但是由于氧化鋯是一種陶瓷，本身就具有離子導電性，因此隨著溫度高到一定程度后就會縮小，變成一個立方晶體型的物質，在反復加熱后就具有爆炸的危險性，所以在測量燃煤鍋爐內氧量的時候不可以完全使用未加工過的純氧化鋯去測量，不然會發生危險。應該在氧化鋯中加入一定量的氧化鈣，氧化鈣能幫助氧化鋯在高溫過程中不變形，而且能在加工完成后對燃煤鍋爐內的含氧量進行測量以防止氧化鋯因為溫度過高引起爆裂問題，可以大幅度提高氧化鋯的穩定性。

傳感器也是很重要的一部分，由氧化鋯測量出來的數據要直接反饋給傳感器，因此傳感器也必須由耐熱材料組成，保證了氧化鋯的穩定性后就需要對傳感器進行改進，提高傳感器的功能，然而這是一件很困難的事，因此傳感器的工作溫度要遠遠大于氧化鋯的既定溫度，大約在700～800攝氏度之間最安全和有效[1]。

2.2 氧量計測量儀的應用

氧量測量計主要是用來測量燃煤鍋爐內燃燒煤炭時釋放出來的煙氣中含氧量的具體數值，那么在這一段就來介紹一下該如何正確運用氧量計測量儀。一般來說氧量計測量儀分為熱磁式和氧化鋯式這兩種模式。由于我國的技術限制，在燃燒煤炭發電的過程中還不能最大化利用煤炭，燃煤鍋爐內的熱量沒有被完全利用，因此造成了不小的浪費。因為在煤炭資源燃燒的過程中加熱鍋爐這一步驟就會帶走一部分熱量，因此剩下的熱量發電就不會達到預期的發電量。而且在燃煤過程中還需要考慮到風量大小因素，如果風太大會導致燒掉大部分燃料從而增加了燃煤爐內的煙氣，煙氣增加了燃煤鍋爐內的含氧量就會相應的降低，又會造成一定的損失。相反如果風量小了的話又會造成煤炭未完全燃燒的現象，還是會造成一定的浪費。而且風量過小在燃煤過程中產生的一氧化碳也隨之增長，多余的一氧化碳就要排放到大氣中，這樣不僅污染了空氣而且對附近居民的生活環境也造成了很大的影響[2]。

2.3 氧化鋯分析儀監控整個燃燒過程

氧化鋯分析儀不僅能監測到燃煤鍋爐內氧氣的變化量，而且可以做到監控整個燃燒過程的程度，所以氧化鋯分析儀已經被國內大范圍使用。一般來說在燃煤鍋爐內的煤炭資源開始燃燒的時候含氧量是很低的接近于0，所以要把握好時間點在二氧化碳濃度最濃的時候進行氧化鋯監測控制。在完全燃燒的過程中，燃煤鍋爐內燃料的氧氣量的比例是符合預計標準的，氧氣的含量一定要根據燃煤鍋爐內的燃料多少進行控制，合理安排燃料。

3 總結

總體來說氧量計測量在我國算是比較先進的一種讓發電廠節能環保的技術了，尤其是氧化鋯氧量測量計，為我國的各大發電廠提供了精確的含氧量濃度和檢測了整個燃燒過程，對發電廠的節能與環保做出了重大貢獻。但是發電廠不能僅滿足于此，因為氧化鋯氧量測量計還并不完美，還是存在著許多瑕疵需要我們去改進，本文對氧量測量計做了簡單的分析概括，具體該如何改進還是需要國家的扶持和各大發電廠引進新技術或者培養科學研究人員去探究更加先進的節能環保技術，在大家共同的努力下一定能夠發展出更加先進環保的發電技術。

參考文獻：

[1]張丹丹.氧量計測量在電廠節能與環保中的應用探討[J].山東工業技術，2016（20）：57.

[2]劉光耀.氧量計測量在電廠節能與環保中的應用探討[J].中國高新技術企業，2016（9）.