防腐型氧化锆分析仪在化工厂及垃圾发电厂的应用

氧化锆氧分析仪作为高温、高腐蚀的工业环境中的气体在线监测仪器，通过实时监测烟气中的氧含量，为优化燃烧过程、实现节能减排提供了精准数据支撑。

在化工厂和垃圾发电厂这类环境下，普通型氧化锆探头使用寿命较短，测量数据误差较大。在这种情况下，就要使用的是防腐防水型氧化锆探头。

1、严峻挑战：腐蚀环境下的测量

工业测量环境中，化工厂和垃圾发电厂的烟气条件最为恶劣。这些场合不仅温度高，而且烟气成分复杂，含有大量腐蚀性物质，形成例如硫酸等物质，极易腐蚀氧化锆探头。在垃圾发电厂中，为减少垃圾焚烧时产生的剧毒物质二噁英，炉温常常达到1000摄氏度以上。而普通的氧化锆分析仪只能耐受住七百摄氏度左右的温度。同时，垃圾焚烧过程中会产生大量的氯化氢、氟化氢等酸性腐蚀气体，这些气体在高温下对氧化锆探头具有强烈的腐蚀作用。

再加上垃圾焚烧产生的大量水蒸汽，共同构成了一个“高温+高腐蚀+高湿度"的环境，使得普通氧化锆分析仪在此环境下寿命大幅缩短。

普通国产设备往往只能正常使用2-3个月，即使价格昂贵的进口氧化锆探头，ABB、阿美泰克、罗斯蒙特、横河、沃森等品牌，在垃圾发电厂中最长使用寿命通常也不超过六个月。

在化工厂环境中，问题同样严峻。化工工艺气体中常含有硫化物、卤素化合物等腐蚀性成分，这些成分会快速侵蚀传统的氧化锆探头材料。

氧化锆分析仪由分离的两部分组成——氧检测器（探头）和氧转换器（二次表），在现场安装时需要通过多对电缆连接。复杂的布线不仅增加了安装成本，更在腐蚀性环境中引入了更多故障点，导致仪器运行不稳定，维护工作量巨大。

2、技术革新：智能防腐型氧化锆探头的解决方案

防腐型氧化锆探头，在防腐技术方面，目前主要采用特殊防腐涂层、电子隔膜电离技术和高级合金材料来解决不同腐蚀问题。我公司氧化锆分析仪推出的新型防腐型氧化锆探头，采用防腐涂层与进口电子元器件，专门推荐使用在垃圾电厂、硫酸厂、化工厂等腐蚀性较强的场所。而电膜分离式氧化锆分析仪则采用电子隔膜电离技术，将气体渗透和电离技术融合在一起。

该技术能使分析仪工作时，电子中和电路自动在氧传感器周围形成中和隔膜，将高强度腐蚀气体隔离，同时加装高温除雾器清除水蒸气。

在材料选择上，针对不同应用环境，智能防腐型氧化锆探头采用不同的保护管材料。对于垃圾焚烧环境，垃圾焚烧炉专用氧化锆探头使用不锈钢316L 作为外保护管材料，因其在高腐蚀性氟化酸性成分环境中表现优异。而对于高粉尘环境，如各种烧煤锅炉和高粉尘窑炉，则采用耐磨合金钢作为外壳材料，以抵抗颗粒物的冲刷磨损。

3、应用场景：化工厂与垃圾发电厂

化工厂应用：在化工厂中，智能防腐型氧化锆分析仪主要应用于工艺气体氧含量监测、锅炉燃烧优化和防爆区域安全监测。针对化工环境的特殊性，防爆型氧化锆分析仪采用防爆型设计，配备LCD显示，量程为0-25%，适用于化工厂的防爆要求。

化工应用中的氧化锆探头通常需要配备正压防爆外壳或充气式正压隔爆仪表箱，以满足危险区域的安全标准，尽管这会增加安装成本。

智能防腐型氧化锆分析仪在化工环境中的优势主要体现在两个方面：

它能够抵抗工艺气体中的硫化物、卤素化合物腐蚀，提供连续、准确的过程气体氧含量数据，为工艺优化提供依据。

同时，通过实时监测锅炉烟气氧含量，动态调整鼓风量与燃料供给，实现燃烧优化，降低燃料消耗。

垃圾发电厂应用：

垃圾发电厂对氧化锆分析仪的要求更为严苛，不仅要应对高温和腐蚀，还要适应高粉尘和高水分环境。

垃圾焚烧专用型氧化锆探头专为此类环境设计，它采用可在高粉尘、高腐蚀性气氛、高湿度环境中直接插入所需测量工作区。

该探头测量精度高，反应速度快，反应时间少于100毫秒，抗腐蚀性和抗磨损性好。

垃圾发电厂中应用的智能防腐型氧化锆分析仪具有多项特性：

· 探头自带加热器保持锆头温度恒定，确保测量准确性

· 采用不锈钢可移动型或陶瓷过滤器，防止粉尘堵塞

· 锆电池寿命可连续运行4-6年，显著高于普通氧化锆探头

而电膜分离式高温氧化锆分析仪在张家港华瑞危废等恶劣环境下，已连续运行20个月以上，预计主体寿命至少可达二年。

4、效能评估：节能减排与经济效益

智能防腐型氧化锆分析仪在化工厂和垃圾发电厂的应用，不仅解决了测量难题，更带来了显著的节能减排效果和经济效益。

在锅炉燃烧优化方面，通过实时监测烟气氧含量（理想范围为0.75%-2%），可动态调整鼓风量与燃料供给，使燃烧效率大幅提升。

研究表明，氧含量每降低1%，燃料消耗可减少1%-3%。

这对于燃料消耗量巨大的化工厂和垃圾发电厂来说，意味着一年可节省可观的能源成本。

准确的氧含量控制还可抑制CO、SOx、NOx的生成，通过抑制过剩氧气与硫、氮的化学反应，减少酸雨前体物的排放。

在设备保护方面，智能防腐型氧化锆分析仪的双层防腐设计可延长探头寿命，适应高腐蚀性烟气环境。

通过优化燃烧参数，降低排烟温度，减少设备损耗并延长锅炉使用寿命。

从经济效益角度看，虽然智能防腐型氧化锆分析仪的初期投资高于普通氧化锆分析仪，但其寿命周期总成本显著降低。

以垃圾发电厂为例，普通国产氧化锆探头仅能使用2-3个月，进口设备也不超过6个月，而智能防腐型氧化锆探头可连续运行4-6年，甚至像电膜分离式氧化锆分析仪预计寿命可达2年以上。

这意味着在设备寿命周期内，减少了多次更换设备的购置成本和安装成本，同时因减少停机时间而提高了生产效益。

随着工业自动化程度的提高和环保要求的日益严格，智能防腐型氧化锆分析仪正朝着更智能、更耐用、更集成的方向发展。

智能化是氧化锆分析仪的重要发展方向。未来的智能防腐型氧化锆分析仪将集成更多自诊断功能，能够实时监测探头状态，预测剩余使用寿命，并在需要维护或校准时自动提醒。

材料科学的进步将进一步提升氧化锆分析仪的防腐性能。新型陶瓷材料、复合涂层技术的应用，将使探头在保持测量精度的同时，适应更高温、更腐蚀的环境。

系统集成度的提高也将是未来发展的重点。传统分体式氧化锆分析仪正逐渐向一体化设计发展，减少长距离电缆连接带来的信号干扰和故障点。

随着企业更新原来的氧化锆氧量分析仪调控技术和设备，以大型计算机控制系统（如DCS系统）取代了原先众多的二次仪表和人工调控方式，氧化锆分析仪需要适应这一趋势，提供更便捷的系统集成接口。

通讯协议的标准化也是智能防腐型氧化锆分析仪的发展方向。支持主流工业通讯协议，如RS232、RS485通讯接口，支持HART协议以及4-20mA标准信号输出，使设备更容易集成到工厂现有的控制系统中。

此外，专用于特定行业的解决方案将不断涌现，如针对垃圾发电厂、化工厂、危废处理等不同应用场景的定制化产品，这些产品将在材料选择、结构设计和防护等级方面针对特定环境优化。