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PAGE PAGE 12 7 过程分析仪器 7.1概述 分析仪器 过程分析仪器：安装在生产现场，用于对物质成分以及各种物理化学特性进行在线自动分析测量的仪表（亦称工业分析仪器）。 实验室分析仪器：用于实验室离线分析。 热力发电厂中的主要检测项目 排放的“三废” 排污水 烟气 灰渣 环保有对有害物质的含量有的规定值（SO、NO等） 给水、蒸汽中的含盐、溶氧以及SiO等（形成水垢、腐蚀设备） 氢冷发电机中的氢气纯度（不足有爆炸的可能性） 燃煤锅炉 在线测量灰渣中的可燃物含量 排烟中的可燃气（CO、H、CH）等含量— 计算热效率 烟气中的含O、CO— 燃烧状态监测 煤质分析等等 7.1.1 分析仪表的组成 取样净化系统： 作用：从对象中取出具有代表性的被分析介质样品并作必要的预处理 组成：取样器、过滤器、冷却器、分离净化和抽取设备 要求：样品经处理后能保持原试样的基本成分和特性 传感器：（发送器）核心部件，输入经预处理的样品，输出可观测的信号 变换器：对传感器提供的信号作进一步的处理、放大、线性化，补偿校正或 者变成统一的信号（4~20mA，0~10mA等） 显示部分：可以有专用的显示器完成, 也可以由通用的显示仪按照成分分度标尺完成 7.1.2 常用的过程分析仪表的分类 1）按照被测量的成分分类 磁性氧量计 氧量表：监测介质中的氧的含量 烟气中的含氧量 氧化锆氧量计 汽、水溶解的氧量：水中溶氧表 氢表：监测氢冷发电机中的氢的纯度 CO表：混合气体中的（如烟气）CO的含量 热导式CO表 红外CO表等等 盐量表：监测汽、水中的含盐量如：钠表、电导分析仪表 SiO分析仪：监测水和蒸汽中的SiO的含量 其他：磷酸盐、溶解铁、余氯、PH值等分析仪表 2）按照仪器的工作原理分8类： 电化学式：电导、电量、电位等 热学式：热导、热化学、热谱等 磁式：磁性氧分析仪、核磁共振波谱仪、电子顺磁共振波谱仪 光学式：吸收式光分析仪、发射式光分析仪 射线式：X射线分析仪、伽马射线分析仪、同位素分析仪等 色谱仪：气相色谱仪、液相色谱仪等 电子光学、离子光学：电子探针、质谱仪、离子探针等 物性测量仪：水分及、粘度计、湿度计、密度计、闪点计等 7.2锅炉烟气成分分析 目的：间接判断锅炉的燃烧情况，以保证锅炉能够经济的运行 方法：通过对烟气中的O和CO含量来测定和控制过剩空气系数α即实际空气与理论空气量的比值，使得α保持在1.1左右认为最佳），烟气中O和CO与α的关系如下图所示： 结论：燃料确定以后，O~α和CO~α的关系确定，测出O或CO→α O与α是单值关系，并受燃料变化较小，但是受负荷变化以及涡风影响较大 7.2.1 热导式气体分析仪 1）测量原理 两种热导率相差很大的气体混合物，可以按照混合物的导热能力与两组分的含量有关的特点来分析某一组分的百分含量。 设热导率的组分百分含量为，另一组分的热导率其百分含量为1-，则混合物的热导率λ为： 可见，若测出混合物质的热导率，且已知、，则可以求。 推广：当混合物的组分超过两种时，混合气体的导热系数可以近似的认为是各个组分的热导率与其含量乘积之和。即 其中：λ—混合气体的热导率 —第i种组分的热导率 —第i种组分的百分含量 其中： 若除外， 结论：当除一种成分外，其他组分的热导率近似的相等时，混合气体可以看成是双组分气体，λ与成但之对应关系 2）气体的λ与烟气组分情况 气体的热导率常压下可以认为与压力无关 λ随温度的上升而上升，各种气体的变化率不同 若在规定温度下可以看成是常数 锅炉烟气中的可能成分的见下表（λ[W/m.k]） 成分 CO 空气 0℃时值 0.0242 0.0245 0.0149 0.0084 0.1721 0.0233 0.0307 0.0151 0.0244 在其他温度下的值可以由公式计算 分析：为满足 除外其他组分的近似的相等的条件，应在预处理中去掉（偏小），（偏大），水蒸气（偏小），余下的成分中，除待测的以外，热导率很接近，基本满足条件。 3）烟气热导率λ的测量——热导池 检测原理：介质的热导率→电阻变化（热导式传感器） 结构：图7.1。在一个直径约4～7mm,长度为60～70mm的金属小室内，轴向安装一根半径约为0.01～0.03mm,长度约为50～60mm的铂丝热电阻，为防止其热胀冷缩和应力变化引起的电阻的阻值的变化，两端