Đầu dò Zirconia là thành phần cốt lõi của hệ thống phân tích hàm lượng oxy khí thải, hướng lắp đặt của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác đo lường và tuổi thọ thiết bị. Dựa trên thực tiễn lâu dài của lò nung, nồi hơi và các kịch bản công nghiệp khác, cả cài đặt dọc và ngang đều được xác nhận là các giải pháp khả thi, nhưng cần thiết kế khác biệt theo cấu trúc ống khói, đặc điểm luồng không khí và điều kiện môi trường.

　　I. Cài đặt dọc: lựa chọn hàng đầu để giảm tích tụ tro và ăn mòn ngưng tụ

Khi lắp đặt theo chiều dọc, đầu dò cần được chèn thẳng đứng từ trên hoặc bên của ống khói với đầu cảm biến hướng xuống. Bố cục này có ba lợi thế lớn:

1. Thiết kế tro chống tích lũy: bụi trong khói lắng xuống tự nhiên dưới tác động của trọng lực, lắp đặt thẳng đứng có thể làm giảm lượng tro trên diện tích bề mặt cảm biến hơn 60%. Ví dụ, sau khi một nhà máy nhiệt điện lắp đặt đầu dò zirconia trong ống khói thẳng đứng, chu kỳ bảo trì được kéo dài từ làm sạch hàng tuần đến mỗi tháng một lần.

2. Conduction ngưng tụ: Bằng cách thiết kế đầu dò như một cấu trúc nghiêng "cao bên trong và thấp bên ngoài" (góc ≤15 ° so với hướng thẳng đứng), nước ngưng tụ có thể được thải ra dọc theo gốc đầu dò để tránh chất lỏng axit ăn mòn điện cực bạch kim. Sau khi một công ty hóa chất áp dụng chương trình này, tuổi thọ của đầu dò được nâng từ 18 tháng lên 36 tháng.

3. Phù hợp luồng không khí: Trong ống khói thẳng đứng, đầu dò nên tránh khu vực xoáy trung tâm và chọn vị trí có đường kính 1/3 so với tường ống khói. Dữ liệu thực tế cho thấy mức độ oxy dao động ở vị trí này thấp hơn 40% so với khu vực trung tâm và độ ổn định đo lường được cải thiện đáng kể.

　　II. Cài đặt ngang: sơ đồ thích ứng trong các tình huống đặc biệt

Việc lắp đặt ngang cần đáp ứng hai điều kiện cốt lõi: đầu cảm biến nghiêng xuống 15 ° - 20 °, và cửa hút khí của ống dẫn hướng đối diện với hướng luồng khói. Các kịch bản ứng dụng điển hình của nó bao gồm:

1. Tối ưu hóa ống khói ngang: Trong phần dòng khói tăng, đầu dò nên được đặt ở khu vực 1/3 phía trên của ống khói, sử dụng độ nổi nhiệt để tăng cường tính đồng nhất của luồng không khí. Sau khi một nhà máy thép áp dụng cách bố trí này cho ống khói của lò chuyển đổi, lỗi đo hàm lượng oxy được giảm từ ± 1,2% xuống ± 0,5%.

2. Thiết kế ngược ống bụi: Khi hướng luồng không khí nằm ngang, việc mở ống bụi cần quay lưng lại luồng không khí để ngăn bụi trực tiếp tác động đến cảm biến. Một nhà máy đốt rác làm giảm tỷ lệ thất bại của đầu dò xuống 75% bằng cách điều chỉnh góc ống chống bụi.

3. Cơ chế bù rung: Trong những cảnh rung mạnh (chẳng hạn như đuôi lò xi măng), cài đặt ngang cần được trang bị giá đỡ giảm xóc và theo dõi sự dao động tiềm năng oxy trong thời gian thực thông qua vạn năng kỹ thuật số. Khi giá trị dao động vượt quá ± 5mV, cần điều chỉnh hướng ống lấy mẫu để ổn định tín hiệu.

　　III. Thông số cài đặt chính và điều cấm kỵ

1. Kiểm soát ngưỡng nhiệt độ: Đầu dò phía trước cần đi sâu vào vùng nhiệt độ cao của ống khói (thường ≥300 ℃), nhưng cần tránh khu vực cháy trực tiếp của ngọn lửa. Một lò thủy tinh nhất định gây ra sự nứt ứng suất nhiệt của ống zirconium do đầu dò quá gần miệng phun lửa, gây ra biến dạng đo lường.

2. Tăng cường niêm phong mặt bích: sử dụng miếng đệm bọc than chì để buộc chặt với bu lông hai đầu, đảm bảo tỷ lệ rò rỉ không khí<0,5% ở mặt bích. Một nhà máy điện do niêm phong kém dẫn đến áp suất âm của lò hút không khí, làm cho giá trị đo hàm lượng oxy tăng 3% -5%.

3. Đường màu đỏ góc nghiêng: đầu cảm biến bị nghiêm cấm không được nhếch lên khi lắp đặt ngang, nếu không bụi và nước ngưng tụ sẽ xâm nhập trực tiếp vào khoang cảm biến. Một nồi hơi sinh khối nào đó đã gây ra sự cố chập mạch đầu dò, khiến toàn bộ nhà máy ngừng hoạt động để sửa chữa.

　　IV. Chiến lược hiệu chuẩn và bảo trì động

Sau khi cài đặt xong cần tiến hành kiểm tra ba bước:

1. Thông qua hiệu chuẩn khí: thông qua 600mL/phút không khí từ cổng không khí tiêu chuẩn, trong 10 phút kích hoạt phản ứng điện hóa ống zirconium.

2. Điều chỉnh tối ưu hóa hướng: xoay ống lấy mẫu và ghi lại sự thay đổi tiềm năng oxy, chọn hướng có biến động tín hiệu nhỏ nhất làm vị trí cuối cùng.

3. Làm sạch định kỳ: Làm sạch tro tích tụ trong ống lấy mẫu bằng cách đi qua không khí nén khô (áp suất 0,2-0,3MPa) mỗi 72 giờ. Sau khi một nhà máy nhôm thực hiện chương trình này, tỷ lệ thất bại hàng năm của đầu dò giảm từ 12% xuống còn 2%.

Từ lợi thế chống tích tụ tro của cài đặt thẳng đứng đến khả năng thích ứng cảnh của cài đặt ngang, thiết kế hướng của đầu dò zirconia cần chú ý đến các nguyên tắc khí động học, nhiệt động lực học và khoa học vật liệu. Thông qua cách bố trí khoa học và bảo trì động, độ chính xác của phép đo hàm lượng oxy có thể đạt được, cung cấp hỗ trợ dữ liệu đáng tin cậy cho kiểm soát đốt cháy công nghiệp.