热处理炉、焚烧炉、工业窑炉等高温炉体内部烟气温度普遍数百摄氏度,氧气传感器耐受温度有限,直接接触高温烟气极易造成元件老化、电解液失效、外壳高温变形。合理采用隔热、降温、分流采样组合防护方案,将传感器工作温度控制在额定区间,实现长期稳定在线氧含量监测。
1、直插式探头隔热护套方案(短距离安装)
适用于传感器探头少量伸入炉内、炉温≤600℃工况。采用双层不锈钢隔热护套结构,夹层填充耐高温硅酸铝隔热棉;护套前端预留烟气导流孔,后端依托法兰隔断炉体热量传导。护套长度根据炉壁厚度设计,阻挡炉壁传导热与辐射热,降低传感器基座温度。

注意事项:护套不可完全密封,保障烟气正常扩散;定期清理护套内侧积灰,防止堵塞进气通道。
2、旁路采样降温防护方案(中高温、高粉尘炉体首选)
炉壁开设采样口,通过耐高温取样管引出烟气,外部布设风冷/水冷降温组件,烟气降温后再送入氧气传感器。
(1)风冷型:通入洁净仪表空气对流散热,结构简单,适合400~700℃烟气;
(2)水冷型:盘管水循环冷却,降温能力更强,适配700~1200℃高温烟气。
配套汽水分离器,避免降温产生冷凝水侵蚀探头;增设前置滤芯过滤烟尘。

3、法兰隔热垫片+热隔断结构,阻断热传导
传感器安装法兰与炉壁之间加装多层耐高温隔热垫片、隔热转接法兰,切断固体导热路径。避免传感器底座直接紧贴高温炉钢板,防止热量沿着金属安装座持续传导至传感元件。禁止使用薄壁短接头,尽可能增加热传导距离。
4、强制风冷一体化探头防护罩
高辐射热工况配置封闭式风冷防护罩,持续通入干燥常温洁净空气,在传感器探头外围形成冷气屏障,隔绝炉体辐射热。气流同时具备吹扫防尘效果,兼顾隔热与防积尘。风量需要合理调节,风量过大会稀释烟气,造成氧含量测量误差。
5、安装结构优化减少热辐射
传感器避开炉体高温辐射面、火焰区域;优先侧面水平安装,减少热气流向上烘烤探头。不采用垂直向上安装,避免高温烟气上升持续包裹传感腔体。条件允许增加遮热挡板,阻挡炉膛红外辐射直接照射探头壳体。

6、分传感器类型差异化防护要点
氧化锆传感器本身可耐受高温,重点做好散热防超温、防粉尘烧结;电化学、荧光法氧气传感器不耐高温,严禁直插高温炉膛,必须采用旁路采样降温方案。
高温且存在酸性烟气工况,降温系统同步配套预处理装置,兼顾隔热、除尘、脱水、防腐蚀。
7、日常运维要点
定期检查冷却水路、风冷管路有无堵塞;清理取样管、隔热护套内结焦积灰;监测传感器壳体运行温度,发现温度持续上升及时排查隔热结构破损。

