摘要： 本文重点阐述氧化锆氧量分析仪的工作原理，简要分析了氧化锆氧量分析仪常见故障的原因分析、判断与排除，简要介绍
了误操作引起的故障，并针对这些故障提出了相应的处理方法和防范措施

0 引言
为保证锅炉较佳燃烧工况，这就要求锅炉烟气的含氧量测量必须准确可靠。然而氧化锆氧量分析仪长期工作在高温、烟气冲刷厉害的恶劣环境中容易出现故障，所以我们要加强对氧化锆氧量分析仪的运行维护。

1 氧量测量的意义
机组的煤耗与锅炉燃烧质量的好坏有着直接的关系。锅炉处于较佳燃烧状态时具有一定的过剩空气系数，而过剩空气系数和烟气中氧气的含量有一定的关系，因此可以通过监视烟气中氧气的含量来了解过剩空气系数，以判断燃烧是否处于较佳状态。甚至于把氧气的含量信号引入燃烧自动控制系统，作为校正信号来控制送风量，以保证锅炉的经济燃烧。因此，火力发电厂测量锅炉烟气的含氧量有非常重要的意义，这就要求锅炉烟气的含氧量测量必须准确可靠。

2 氧化锆氧量分析仪的工作原理
氧化锆氧量分析仪的基本原理是：以氧化锆作固体电解质，高温下的电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。在 600~1200°C高温下，经高温焙烧的氧化锆材料对氧离子有良好传导性。在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下，浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结
合两个电子形成氧离子，然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动，当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出，于是在电极上造成电荷累积，两电极之间产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到动平衡状态，这就形成浓差电池，它所产生的与两侧氧浓度差有关的电势，称作浓差电势。

3 氧化锆氧量分析仪常见故障的原因分析﹑ 判断与排除
3.1 氧化锆探头老化
大多数探头老化时，内阻将大于 1kΩ，因此通过测量探头内阻即可判断探头老化程度。一般情况下，在安装点选择合理和中等恶劣烟气条件下，探头使用一年后才会明显老化。但是如果安装点烟温过高，或烟气中二氧化硫含量太大，都会加速探头老化，缩短探头寿命。

3.2 氧量跳动
氧量运行曲线是一条有毛刺的波动线。毛刺和波动分别是短周噪声和长周噪声，分别是由炉膛压力波动和风煤比波动引起的。因此毛刺和波动的大小决定于炉子的优劣，不是探头本身引起的，正常的毛刺约为±0.4%，如果毛刺近于±1%为小跳动，大于±1%为大跳动，探头老化是产生跳动的一个原因。

3.3 氧量显示不正常
引起氧量显示不正常的故障原因较多，主要有氧化锆元件老化或损坏，加热炉丝断，热电偶断，需要更换相应仪器部件或探头；另外连接导线接触不良或断开，也会引起氧量显示不正常，需要重新连接导线或更换导线。
例如：被测气体含氧量不为零时，氧量分析仪氧量测量显示为零。
①温度故障。温度低的原因：
1）热电偶损坏。可通过测量热电偶电阻判断。
2）加热器损坏。切断电源，测量加热器的电阻，同时测
量加热器的引线与探头外壳间绝缘电阻应大于 2MΩ。
3）热电偶或加热器引线接触不良。
②引线及转换器故障。
③探头内电极接触不良。
④探头内积聚大量可燃物。

3.4 氧量显示偏高
引起氧量显示偏高的原因较多，主要有炉墙漏风，安装法兰漏，探头的标准气体入口螺帽未拧紧，探头内部管组件与外部管连接处、内部管与氧化锆元件连接处不严密，氧化锆老化等。判别方法是：当用标准气体校准正常，而运行中氧量明显偏高者可判为漏气，即炉墙漏风，安装法兰漏，探头的标准气体入口螺帽未拧紧，或探头内部管组件与外部管连接处、内部管与氧化锆元件连接处不严密。
①炉墙漏风。如果探头附近的炉墙漏风，呈负压的烟道会将空气吸入，氧量分析仪周围的烟气中混有空气，此时测得的烟气中的氧量包含了空气中的氧气，所以显示值会偏高。应采取措施使探头附近的炉墙密封。
②安装法兰漏，一是烟道法兰焊接不密封，二是烟道法兰与探头法兰之间的密封垫片不完好，三是探头安装螺栓拧不紧。烟道内呈微负压，这种情况下空气会从安装法兰处漏入烟道中，此时测得的烟气中的含氧量包含了空气中的氧气，所以显示值会偏高。应采取措施密封安装。
③探头的标准气体入口螺帽未拧紧。如果探头的标准气体入口螺帽未拧紧，空气则从螺帽处漏入到氧化锆测量元件的测量端，此时空气、烟气混合，烟气中含氧量增加，使得氧量显示偏高。应将探头的标准气体入口螺帽拧紧。
④探头内部管组件与外部管连接处、内部管与氧化锆元件连接处不严密，主要有密封垫片破损或连接螺栓拧不紧两种情况。氧量分析仪在线测量时烟道内呈负压状态，外部呈正压，内外管连接处或内部管与氧化锆元件连接处不严密都会使空气中的氧通过缝隙进入到氧化锆测量元件的测量端，此时空气、烟气混合，烟气中含氧量增加，使得氧量分析仪测量值显示偏高。

4 误操作引起的故障及现场处理
①烟温太高，如果选用 600~750°C的烟温点，因烟气温度过高，将加速探头老化。
②选用炉内侧、死角，虽然探头使用寿命大于 1 年，但响应迟缓，无法指导调风操作。
③选用涡流处，氧量波动大。
④选用烟道缩口处，风速大，容易造成探头堵灰和冲刷大。
⑤选在烟道负压大于 1000Pa 处，易产生漏气故障，氧量偏高。
⑥工况氧量无代表性，正常烟气氧量和探头安装处氧量相差甚远。

5 防范措施

①保证测点烟温在 400~500°C之间，烟道的负压小于 1000Pa，测点处应燃烧*，烟气流动平稳无剧烈振动和敲打源。
②在环境较好的地方安装氧化锆氧量分析仪的控制器。
③为防止烟气对流和冷凝水进入锆头，探头应稍向下倾斜。
④测点位置应避开人孔门等位置，应在锅炉密封好、不漏风的部位。

6 结束语
通过加强对氧化锆氧量分析仪的故障分析、总结与维护，大大提高了锅炉烟气含氧量测量信号的准确可靠性，从而大大提高了锅炉燃烧的安全性和经济性。不但节约了燃料成本，而且减少了环境污染，延长了锅炉寿命，为大容量、高参数的火力发电机组的安全、经济运行提供了有力的保障。