教你一招：電化學類煙氣分析儀如何避免現(xiàn)場“測不準”等問題

電化學類煙氣分析儀的測試讀數(shù)與采氣流速呈“正相關”，凡是做不到“現(xiàn)場采氣流速＝實驗室標定流速”的分析儀，都不能保證現(xiàn)場測試準確性！不幸的是，縱觀國內外此類儀器，大都做不到這一點。

采用“定電位電解法”（電化學傳感器）設計的煙氣分析儀，不論是國產儀器，還是國外進口儀器，在使用過程中經(jīng)常碰到“測不準”問題，即：在實驗室測試標準氣體是好的，到了現(xiàn)場卻測不準。而這一問題，在實際使用中難以暴露。因為實驗室的標氣濃度是已知的，而現(xiàn)場煙氣待測的某種氣體濃度是未知的。測出的示值究竟是準確、還是偏高或偏低，在沒有其它方法作對比的情況下，不得而知。

結合現(xiàn)場跟蹤測試對比與理論分析，影響現(xiàn)場測試準確性的主要有兩大癥結：

1、煙道正壓使采氣流速增大

     煙道負壓使采氣流速降低

2、煙塵堵塞使采氣流速降低

這兩大癥結，都是與儀器現(xiàn)場采氣流速直接相關。

這兩個影響測試的因素，在實驗室是難以模擬的：實驗室提供的是正壓氣體（無氣袋過渡）或零壓氣體（氣袋過渡），而煙道內煙氣，不是正壓，就是負壓；而且往往忽大忽小。極端情況下，有些煙道還存在很大的負壓（如寶鋼燒結機頭負壓=20kPa）。實驗室的標氣純凈而無灰塵，而現(xiàn)場煙氣往往存在濃度不一的灰塵，總會程度不一地堵塞濾塵材料，增大采氣管路阻力。

國家環(huán)?？偩諬J/T 57-2000標準特別強調：“采氣流速的變化直接影響儀器的測試讀數(shù)”。

國家環(huán)境監(jiān)測總站《火力發(fā)電業(yè)建設項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測技術規(guī)范》中也寫道：“定電位電解法監(jiān)測儀器對采樣流量要求甚嚴，監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示與采樣流量的變化成正比，當儀器采樣流量減小時（例如煙道負壓大于儀器抗負壓能力），監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯變小。在使用時為了減少測定誤差，儀器的工作流量應與標定（校準）時的流量相等”。

為什么采氣流速的變化直接影響儀器的測試讀數(shù)？

因為電化學傳感器對流速變化極為敏感，電化學類煙氣分析儀通過采樣槍從煙道抽取煙氣，經(jīng)冷凝脫水后，勻速流經(jīng)各個電化學傳感器。傳感器將所感受的不同氣體成分的濃度轉換為相應大小的電信號。

以二氧化硫為例：煙氣中二氧化硫擴散通過傳感器滲透膜，進入電解槽，在恒電位工作電極上發(fā)生氧化反應，由此產生極限擴散電流i，在一定范圍內，其電流大小與二氧化硫濃度成正比，即：

在規(guī)定工作條件下，電子轉移數(shù)Z、法拉第常數(shù)F、擴散面積S、擴散系數(shù)D和擴散層厚度δ均為常數(shù)，所以二氧化硫濃度C可由極限電流i來測定。

對極限電流i進行放大、模數(shù)轉換后，送交單片計算機處理。

需指明的是：電子轉移數(shù)Z與流經(jīng)傳感器的流速V呈“正相關”關系，因此極限電流的大小，也與流速V呈“正相關”。國家環(huán)保總局HJ/T57-2000標準特別強調：“采氣流速的變化直接影響儀器的測試讀數(shù)”。

在實驗室，將已知濃度C的標準氣按恒定流速V抽送到傳感器，測得輸出電流I1，按下式計算出比例系數(shù)k并存儲在儀器內。

在現(xiàn)場，將未知濃度的煙道氣按在實驗室相等的流速V抽送到傳感器，測得輸出電流I2。則煙道氣濃度:  x＝k*I2  單片計算機按內定的時間間隔（一般為1秒）采集并計算、顯示濃度值，然后按用戶預置的“采樣時段”計算、存儲平均值及相關數(shù)據(jù)。

正因為如此，儀器在實驗室標定校準之后，現(xiàn)場測試可能出現(xiàn)以下三種情況：

煙道正壓，使采氣流速增大，導致示值偏大

煙道負壓，使采氣流速降低，導致示值偏小

煙塵堵塞濾塵材料，增大采氣管路阻力，導致示值偏小

如何應對這些在實驗室難以模擬的實際情況？

針對國內測試現(xiàn)場負壓居多的情況，不少國外儀器增大了抽氣泵的馬力，并在宣傳材料上強調“大功率泵”、“抗負壓xxkPa”。

例如某德國公司在新推出的系列煙氣分析儀中反復強調這一“特點”：

在產品1介紹中強調：“大功率采樣氣泵，高負壓場合下正常工作”。

在產品2介紹中強調：“配備大功率采樣氣泵，勝任大負壓的煙氣采樣”。

在產品3介紹中則描述：“抽力強勁，內置兩個大功率氣泵，極限真空度可達-60kPa，煙道負壓為-15kPa時仍能正常工作”、“反應迅速，大功率抽氣泵抽氣，確保傳感器接觸充分的煙氣，提高反應速度”。

國內同類儀器也有效仿。在一些煙氣分析儀招標公告里，有些還做特別描述。例如某標書寫到： “……煙氣分析儀主要配置：須配有高性能直流抽氣泵(當阻力為20kPa，仍可達到0.7升／分)，……”可見，采購者已經(jīng)意識到“抗負壓”問題。

殊不知，在煙氣檢測領域，“抗負壓xxkPa”是一個似是而非的指標！加大泵抽力，可以保證在“xxkPa負壓”下還能抽出煙氣，但抽氣的流速卻大大低于同等情況下在實驗室標定時的流速！這一措施僅能避免抽不出氣，仍然改變不了“負壓降低采氣流速”的問題。因此，不管你是大功率泵，還是小功率泵，只要煙道有負壓，檢測示值一定偏低。

其實，采氣流速不在乎大、也不在乎小，關鍵是“現(xiàn)場采氣流速=實驗室標定流速”換句話說，只要你現(xiàn)場采氣流速不等于實驗室標定流速，測試示值肯定不準。