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以下為氧量傳感器在陶瓷行業(yè)應(yīng)用的心得

 爐窯中的空燃比的正確應(yīng)用
A：在討論如何找到空燃比的方法前,先看一下國(guó)內(nèi)大部分發(fā)爐窯的實(shí)際情況,按理說(shuō)各個(gè)使用爐窯的廠家都希望在機(jī)組調(diào)試時(shí)找出燃燒時(shí)*佳空燃比(點(diǎn))并以此為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制燃燒時(shí)的氧含量.但目前基本上是按照上級(jí)的有關(guān)規(guī)定和經(jīng)驗(yàn)在操作.在陶瓷生產(chǎn)中爐深200米爐窯來(lái)說(shuō)，要根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的要求在整個(gè)爐內(nèi)分段燃燒但由于各燃燒處的風(fēng)門控制比例不同各運(yùn)行狀態(tài)也不同,當(dāng)風(fēng)機(jī),燃燒器的老化, 爐窯的不密封以及人為的各種因素都無(wú)法綜合考慮,比如說(shuō):由于爐窯的不密封環(huán)境中20.6%的氧就可能進(jìn)入爐窯中,使?fàn)t內(nèi)氧含量大大高于燃燒時(shí)所需的氧量而造成不必要的燃料浪費(fèi)。
B:目前很多爐窯廠家只在每個(gè)煙道中用一只氧化鋯探頭來(lái)測(cè)量煙道中的氧含量,如果只用一個(gè)1個(gè)氧化鋯探頭來(lái)監(jiān)控整個(gè)爐窯內(nèi)的氧含量因?yàn)榇笮偷臓t窯分不同的階段對(duì)進(jìn)行燃燒很難準(zhǔn)確測(cè)定整個(gè)煙道內(nèi)的氧含量。
C:由于煙氣是一團(tuán)團(tuán)不均勻的氣體.根據(jù)在爐窯四周圍各有關(guān)的點(diǎn)測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)看整個(gè)爐窯中一般煙氣中的氧含量在不同處有1%-1.5%不均勻性。
D:通常一般的氧化鋯探頭的不適用于在高溫環(huán)境使用(在高溫時(shí)很容易損壞)要求在安裝位置煙道內(nèi)的溫度低于500度.但由于大型爐窯的分段為有效的監(jiān)控,*好是能在各燃燒處有氧監(jiān)控這樣必須要用能耐高溫的氧探頭。
E:按燃燒時(shí)的方程式和爐窯內(nèi)會(huì)有高溫水蒸氣.這樣會(huì)使煙道內(nèi)的氧含量低于實(shí)際氧含量.比如煙道內(nèi)有25%水蒸氣存在時(shí),煙道內(nèi)的濕氧3%在脫水后會(huì)顯示4%干氧值.因?yàn)樵跍y(cè)試燃燒時(shí)*佳空燃比點(diǎn)時(shí)一般是用相關(guān)的測(cè)試儀把煙氣從煙道中抽出后再分析的,所以這時(shí)得到的氧是干氧而不是煙道內(nèi)的濕氧必須清楚煙道內(nèi)的濕氧值與實(shí)際上的干氧值是不同的概念。
F:過(guò)去爐窯使用廠家一般不用或用國(guó)產(chǎn)化的氧化鋯探頭相對(duì)測(cè)量精度比較差,可靠性也不高,所以很多爐窯廠家只把氧含量作為燃燒時(shí)的參考數(shù)據(jù).至從國(guó)外的氧化鋯探頭被普遍引進(jìn)后,其測(cè)量精度,速度和可靠性有很大的提高。
G:為保證**和避免熄火一般爐窯都用上偏差或人為提高控制的氧量比.由于以上種種原因許多廠家只把煙道內(nèi)的氧含量作為一個(gè)參考數(shù)據(jù),而憑經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行,這是目前利用煙道參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)現(xiàn)狀的一般情況.許多其它的行業(yè)由于條件的限制,情況更糟.要提高燃燒效率首先要解決以上的問(wèn)題.參考國(guó)外有關(guān)的方法(一般在發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視節(jié)能與環(huán)保)首先要根據(jù)不同的鍋爐情況找出燃料與空氣的*佳燃燒比例(點(diǎn)),而不能在所有的鍋爐燃燒時(shí)用個(gè)統(tǒng)一的控制標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)不同的煤種與燃燒條件得到一個(gè)比較可靠的數(shù)據(jù)。
       如何才能找到*佳燃燒點(diǎn)是節(jié)省能耗的關(guān)鍵.一般是通過(guò)同時(shí)測(cè)量燃燒時(shí)所產(chǎn)生的一氧化碳含量CO%,二氧化碳含量CO2% 和氧含量 O2% 的值來(lái)確定*佳燃燒點(diǎn).其基本原理:當(dāng)燃燒不充分時(shí)會(huì)有一氧化碳產(chǎn)生,同時(shí)燃燒時(shí)燃料中的碳元素會(huì)與氧結(jié)合產(chǎn)生二氧化碳,當(dāng)在同時(shí)測(cè)量燃燒后煙氣中的一氧化碳含量CO%,二氧化碳含量 CO2% 和氧含量 O2% 的值時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著燃燒后煙氣中氧含量的增加,煙氣中的一氧化碳含量CO%,會(huì)相應(yīng)的減少,同時(shí)二氧化碳含量 CO2% 會(huì)相應(yīng)的增加,在到達(dá)某個(gè)點(diǎn)時(shí)當(dāng)氧含量的增加而一氧化碳含量 CO% 和二氧化碳含量 CO2% 減少與增加保持平衡時(shí),應(yīng)該就是某種燃料的*佳燃燒點(diǎn)的氧含量值,當(dāng)然在測(cè)量時(shí)要尋找不同的相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量.因?yàn)樵诓煌呢?fù)載時(shí)由于爐內(nèi)的燃燒條件不同溫度也不同,也會(huì)有不同的*佳燃燒點(diǎn).一般來(lái)講大火時(shí)(負(fù)載高時(shí))爐內(nèi)的燃燒溫度高容易燃燒和煤的質(zhì)量好時(shí)所需的氧含量比較低, 而小火時(shí)(負(fù)載低時(shí))爐內(nèi)燃燒溫度低和煤的質(zhì)量差時(shí)所需的氧含量相對(duì)比較高.另外從**角度考慮一般控制燃燒時(shí)的氧含量會(huì)比*佳點(diǎn)要稍大些.由于燃燒時(shí)反應(yīng)是在爐內(nèi)而測(cè)量卻在煙道中有一定的距離和會(huì)有漏風(fēng)情況存在這也會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生偏差.總之這是一項(xiàng)非常具體和細(xì)致的工作,需按一定的規(guī)程操作.按照理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量的結(jié)果.一般情況下如能減燒燃燒后煙氣中的氧含量1%即可節(jié)能耗0.75%,同時(shí)可提高燃燒效率和減少進(jìn)風(fēng)機(jī),出風(fēng)機(jī),磨煤機(jī)等消耗,如果能準(zhǔn)確測(cè)定煙氣中的氧含量在保證燃燒的條件下,如能盡大可能地降低煙道內(nèi)氧含量,在大型的爐窯,每年可收益上百萬(wàn),同時(shí)由于氧含量的減低,也減少了酸性氣體的排放量和由于酸性氣體對(duì)鍋爐內(nèi)金屬件損耗,綜合性的效益是無(wú)法計(jì)算的。
      這也是為什么國(guó)外特別重視燃燒時(shí)氧含量的測(cè)定.在澳大利亞一般小型的爐窯都安裝1到2只氧化鋯探頭,大型爐窯都安裝4只~8只氧化鋯探頭,這樣在減低煙道內(nèi)的氧含量在節(jié)能的同時(shí)也大量減少了燃燒時(shí)對(duì)環(huán)境的污染一臺(tái)大型爐窯所產(chǎn)生的污染氣體等于幾萬(wàn)輛汽車所排放的廢氣污染,同時(shí)也延長(zhǎng)了爐窯的使用壽命.由于只是增加幾只探頭和氧氣分析儀相對(duì)投資費(fèi)用很低.因此其投資的費(fèi)用與得到的回報(bào)相比較其效益是巨大和明顯的。

 目前國(guó)內(nèi)陶瓷生產(chǎn)爐窯和國(guó)外爐窯在氧化鋯使用上的對(duì)比
      目前在中國(guó)國(guó)產(chǎn)的陶瓷爐窯使用氧化鋯來(lái)控制燒結(jié)過(guò)程中氧化比的很少，一般都是用熱電偶來(lái)觀察爐內(nèi)的溫度，操作人員再憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制進(jìn)氣量。根本上沒有一個(gè)科學(xué)參數(shù)來(lái)說(shuō)明爐內(nèi)的個(gè)氣份含量和比例，有的生產(chǎn)企業(yè)為了提高生產(chǎn)量，采取增大煤氣量和風(fēng)機(jī)量，使?fàn)t內(nèi)的溫度提高縮短燒結(jié)時(shí)間。這從表面上看好像是提高了產(chǎn)量，但實(shí)際上是在增加成本和大量浪費(fèi)能源。因?yàn)槊恳环N燃料的燃燒值和熱能量是有限的，不會(huì)因?yàn)榧哟竺簹饬慷岣呷紵怠＞腿缣烊粴獾臒崮芰扛哂诿簹獾臒崮芰康牡览硪粯樱豢赡苋藶榭杉哟竽撤N燃料的熱能。只有用科學(xué)的方法，控制好某種燃料來(lái)達(dá)到燃料燃燒時(shí)*佳熱能點(diǎn)。
     而國(guó)外進(jìn)口的陶瓷爐中都已普遍安裝了氧化鋯，在爐子的升溫區(qū)，燒結(jié)區(qū)，降溫區(qū)和煙道上都安裝了氧化鋯探頭，其目的就是達(dá)到能在各區(qū)域時(shí)刻檢測(cè)到爐內(nèi)的氧含量，有的放矢的控制好產(chǎn)品質(zhì)量和降低加工成本。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)，目前在國(guó)內(nèi)的濰坊一些企業(yè)和江西景德鎮(zhèn)陶瓷研究所下的企業(yè)，都已使用了氧化鋯，但這些企業(yè)都是成套進(jìn)口國(guó)外的陶瓷爐窯生產(chǎn)流水線。
四． 中國(guó)陶瓷產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)地位
     中國(guó)是陶瓷產(chǎn)品的發(fā)源地，幾千年來(lái)中國(guó)陶瓷在國(guó)際上有著很高的聲譽(yù)。但在近代民用陶瓷和工業(yè)陶瓷在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)已明顯落后歐洲國(guó)家，在價(jià)格上，在產(chǎn)品的層次上顯示出很大的差距。問(wèn)題的關(guān)鍵在于沒有一個(gè)合理的科學(xué)工藝，一個(gè)較完善的燒結(jié)控制流程，一個(gè)先進(jìn)的儀器檢測(cè)手段。實(shí)際上氧原素在陶瓷燒結(jié)過(guò)程中，有著很重要的因素，陶瓷燒結(jié)中的還原性就于氧有關(guān)，氧含量的不同對(duì)陶瓷還原后的顏色和質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生不同的效果，所以只有有效地利用好氧分子，科學(xué)合理控制好在燒結(jié)過(guò)程中的氧分子，是真正解決陶瓷產(chǎn)品的根源。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)的一些有識(shí)之士，已認(rèn)識(shí)到陶瓷生產(chǎn)中氧的重要性，利用科學(xué)手段來(lái)控制燒結(jié)過(guò)程中的氧量。所以目前只要與燃燒有關(guān)的企業(yè)，都已認(rèn)識(shí)到了氧的重要性，都用一些科學(xué)的手段來(lái)合理控制好氧含量，這就需要用精度高，在各種溫度和條件下都能正確反映氧含量的高品質(zhì)的氧化鋯。為了使我國(guó)的陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上提高更高的檔次，立足于不敗之地，必需改變落后的生產(chǎn)流程和方法，用科學(xué)的手段來(lái)改變落后的現(xiàn)狀。
綜上所述為提高燃燒效益提高產(chǎn)品質(zhì)量可從以下幾個(gè)方面改進(jìn).為能盡快得到測(cè)量數(shù)據(jù)和從方便**角度考慮，也可選2臺(tái)在同類爐窯做一對(duì)比試驗(yàn).可先選擇一臺(tái)爐窯按要求進(jìn)行改造。
1．首先必須選擇測(cè)量精度高,速度快,性能可靠的氧化鋯探頭與儀器。
2．在煙道和爐窯內(nèi)至少各安裝1只氧化鋯探頭和兩臺(tái)氧氣分析儀。
3．在準(zhǔn)確測(cè)定煙道內(nèi)氧含量的同時(shí)逐步降低燃燒后煙道內(nèi)的氧含量,同時(shí)觀測(cè)煙道內(nèi)一氧化碳含量 CO%，二氧化碳含量 CO2% 和氧含量 O2% 的值變化情況, 一氧化碳和二氧化碳含量值的測(cè)定可采用定時(shí)間隔抽氣測(cè)量的方式進(jìn)行(因?yàn)檠趸己投趸己康臒煹涝诰€測(cè)量?jī)x價(jià)格較貴。
4．在降低燃燒后煙氣內(nèi)的氧含量時(shí),觀測(cè)2臺(tái)爐窯同一點(diǎn)煙道內(nèi)的溫度變化,一般講氧含量降低后煙道內(nèi)的溫度也會(huì)相應(yīng)的減低(這顯示有節(jié)能效果)
5．盡量保證兩臺(tái)爐窯的狀況相似,比較在不同氧含量情況下燃燒耗煤情況,可連續(xù)觀察1-2個(gè)月。
6．比較一下爐內(nèi)的濕氧與抽出后測(cè)量干氧的值,可把氧化鋯探頭的校正口打開后從該點(diǎn)抽出煙氣測(cè)量一般會(huì)發(fā)現(xiàn)抽出測(cè)量的氧量值會(huì)高于煙道內(nèi)的氧含量值。
7．有可能的話盡量在爐窯多安裝幾只.耐高溫的氧化鋯探頭和控制各燃燒處的氧含量來(lái)減少測(cè)量上的誤差。
8．建議在**燃燒的同時(shí),每次降低0.25-0.5%燃燒后煙道內(nèi)的氧含量值,并記錄煙氣內(nèi)的濕氧與干氧值的比例,同時(shí)記錄所有的2臺(tái)爐窯比較數(shù)據(jù)。