在大型鋼鐵企業(yè)高爐運行中，熱風爐作為提供高溫熱風的核心設備，其燃燒效率直接關系著能源成本與環(huán)境排放。然而長久以來，熱風爐燃燒控制面臨著一個關鍵難題：如何實時準確掌握爐膛內的燃燒狀態(tài)？

傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用煤氣量與空氣量的理論配比值作為調節(jié)參數，但在多變的工況條件下，操作人員難以動態(tài)維持理想空燃比。這導致燃燒效率低下，能源浪費嚴重，煙氣污染物排放增加。直至氧化鋯氧分析儀的出現，為熱風爐裝上了“智慧之眼”，讓不可見的燃燒過程變得透明可控。

熱風爐燃燒控制的困境

鋼廠熱風爐起初設計的燃燒控制系統(tǒng)，大多采用煤氣量和空氣量的理論燃燒配比值作為主調節(jié)參數。但在實際生產中，煤氣熱值波動、壓力變化、閥門特性差異等多重因素疊加，使操作人員很難將煤氣量和空氣量保持在理想配比狀態(tài)。

這種“盲調”模式導致控制效果低下，熱風爐燃燒效率遠低于設計值?？諝膺^剩或不足的現象交替發(fā)生：當空氣量過大時，多余空氣不參與燃燒卻帶走大量熱量；當空氣量不足時，燃料無法充分燃燒，產生大量一氧化碳等污染物。

據熱工測試數據，僅因空燃比失調導致的能源損失就占熱風爐總能耗的8%-15%。這不僅增加生產成本，更與綠色鋼鐵的發(fā)展目標背道而馳。

在熱風爐應用中，氧化鋯探頭直接插入煙道，其內側暴露于空氣，外側接觸高溫煙氣。氧濃度差轉化為電信號，經變送器處理后實時輸出氧含量百分比。

系統(tǒng)輸出4-20mA標準信號傳輸至主控室，結合PLC實現“固定煤氣量，調節(jié)空氣量”的自動控制策略。當氧含量高于設定值，自動調小助燃空氣閥；當氧含量低于設定值，則增加鼓風量。

氧化鋯分析儀安裝后，熱風爐氧含量控制精度達到±0.1%。這為操作人員提供了準確的量化調節(jié)依據。

熱效率提升：通過將煙氣氧含量穩(wěn)定控制在1.2%-1.8%理想區(qū)間，排煙熱損失降低35%，熱效率提高3%-5%。

燃料節(jié)約：氧含量每降低1%，煤氣消耗減少1%-3%，單座熱風爐年節(jié)約煤氣價值超百萬元。

減排效果：低氧燃燒抑制NOx生成，同時減少不完全燃燒產生的CO，煙氣污染物總量下降15%-25%。