ZO系列氧化锆氧量分析仪使用说明书

目录1概括12仪器丈量原理.............................................................................................................23仪器主要技术参数....................................................................................................34仪器简介.....................................................................................................................44。1仪器构成..........................................................................................................44.2各部分简介.........................................................................................................4探头简介.....................................................................................................44。2.2变送器简介..............................................................................................54。基本构造..........................................................................................54.2。2。2基本操作.......................................................................................64。基本设置..........................................................................................75仪器查验.....................................................................................................................76仪器安装.....................................................................................................................96.1安装前的准备.....................................................................................................9探头安装地点的选择................................................................................96.1。2炉体法兰的焊接....................................................................................106。1。3现场布线.............................................................................................116.2安装...................................................................................................................12中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪6.2。1变送器的安装........................................................................................126。2。2探头的安装.........................................................................................126.3现场连线...........................................................................................................137仪器校准...................................................................................................................137.1校准前的准备...................................................................................................137。2校准方法........................................................................................................148仪器平时保护与常有故障清除.............................................................................158.1仪器平时保护...................................................................................................158。2常有故障的剖析与清除...............................................................................162中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪概括氧化锆氧剖析仪主要用于测定锅炉烟气中的氧分压即氧气的体积百分数含量（简称氧含量或氧量），关于保障锅炉运转安全、提升燃料焚烧效率及减少环境污染将起到重要作用.其应用处所主要有：●火电厂锅炉；●炼油厂加热炉和输油管道加热炉；●冶炼厂加热炉和均热炉；●化工、轻纺、食品加工、制药、水泥和采暖等公司的工业锅炉。燃料焚烧效率与空气剩余系数亲密有关。在焚烧过程中,当空气剩余系数太小即氧量不足时，因为燃料未充分焚烧而致使热效率降低,且排出的未完整焚烧气体也将对致使环境污染;而当空气剩余系数太大即氧量过多时，固然能使燃料充分焚烧，但剩余空气带走的热量多，也致使热效率降低，同时过度氧气使烟气中硫化物和氮氧化物含量增大，相同致使环境污染。所以，经过安装氧化锆氧分析仪，在线及时监测烟气中的氧含量，调理空气和燃料的最正确配比,实现优化燃烧，在节能减排与安全环保等方面拥有重要意义。中国原子能科学研究院始建于1950年，是中国核科学技术的发源地，是以核科学为主、多学科并存的综合性大型科研基地，是我国“两弹一艇”事业的摇篮.氧化锆开发研究室是院部下的集科研、产品开发和市场营销为一体的综合性实体，从事氧化锆测氧技术的研究已30余年，编写了国内本行业第一本专著：《氧离子固体电解质浓差电池与测氧技术》。该技术曾先后多次荣获国家发明奖及部科技成就奖.在这一系列科研成就的基础上，成功研制出ZO系列氧化锆氧剖析仪.该产品曾在北京国际展览会上获同类产品最高质量奖,并在全国氧化锆氧1中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪剖析仪行业质量评选中荣获一等奖.2001年，该产品经过ISO9001国际质量体系认证。今后，我院开发并推出了防硫型、高温型等多种型号的氧化锆氧剖析仪，以知足不一样用户的需求。仪器丈量原理ZO系列氧化锆氧剖析仪是利用氧浓差电池原理来测定气体①中氧含量的电化学剖析仪器.在理想状态下，当氧化锆元件达到工作温度且内外电极表面的氧含量不相等时，便构成一个氧浓差电池,产生电池电动势，电池电动势与电极表面氧浓度关系切合能斯特(Nernst）方程：RTP0Eln（1）4FP式中：E—浓差电池电动势，mV；-气体常数，8。3145J·mol－1·K－1;F—法拉第常数，96485.309C·mol-1;T—绝对温度,K；P0—参比气体氧分压,％;P—被测气体氧分压，％。因为受各样要素的影响，实质丈量并不是在理想状态下进行，所以需要对（1)式进行校订，校订后获得新的方程：2中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪P0（2)EmklnE0P本设计中P0为空气中氧含量（21。00%）,k和E0值均能够经过校订获得。通过测定氧化锆电池电势信号Em，并将其输送至变送器，变送器将依据（2)式,计算出被测气体的氧含量P值.①严格地说，氧化锆氧剖析仪丈量的是惰性气体中的氧含量,当烟气中含有可燃性气体时，测得的氧含量值将偏小。仪器主要技术参数丈量范围:0～25.00Vol%O2；丈量精度：1级;量程选择：0～10Vol%O2或0~20Vol%O2；工作温度①：750℃±5℃;响应时间：〈3秒(达到90%)；输出方式：DC0～10mA或DC4mA～20mA电流线性输出；探头长度②：500mm～1200mm；变送器箱体尺寸（高×宽×深)：墙挂式（Q型):320mm×240mm×110mm；盘装式（P型）:160mm×160mm×400mm；3中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪80mm×160mm×320mm（卧式）；160mm×80mm×320mm（立式）;●直插式探头安装点烟气温度：≤600℃(300—500℃最正确）；●安装点同意最大压差：2KPa；●环境温度：变送器—5℃～55℃,探头＜70℃;●工作电源：AC220V±22V，50Hz。①关于不一样型号探头,其值可能略有不一样,本文均以工作温度为750℃的ZO—12B探头为例说明.若工作温度不一样,将文中波及温度750℃改为对应工作温度值即可.②不一样型号探头长度不一样.仪器简介4。1仪器构成该仪器主要由探头和变送器两大多数构成。探头其实是一种装有氧化锆电池的氧传感器，其主要作用就是输出被测氧量所对应的电势信号值。变送器主要有两大功能：一是稳固控制探头的工作温度；二是将从探头输入的电势信号值变换为对应的氧量值，并将氧量值转变为对应的电流值输出。4。2各部分简介4。2.1探头简介探头由氧化锆元件、加热炉、K型热电偶、过滤器、信号引线、接线盒及不锈钢壳体等构成,其构造如图1所示：4中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪图1探头构造表示图1.过滤器2.氧化锆元件3。加热炉4.外壳5.信号引线6。标气管7。元件法兰8。K型热电偶9。法兰10.接线盒各主要零件作用：氧化锆元件是探头的核心零件，由其产生电势信号；加热炉将氧化锆元件加热到设定的工作温度；热电偶作为温度传感器，用来丈量加热炉的温度；信号引线将氧化锆元件所产生的电势信号输送到变送器。4。2。2变送器简介4。2.2。1基本构造变送器主要由主电路板、操作显示面板、接线端子和机箱等构成。主电路由氧浓差电势信号放大器、热电偶电势信号放大器、电源单元、中央办理单元、温控单元、显示单元及输出单元等部分构成。电源氧浓差电势多路ADDA输出0～10mA电流输出放大热电偶电势选择CPU放大变换4～20mA变换单元开关电流输出温控显示单元单元图2变送器电路原理框图从图2可见，探头产生的氧浓差电势信号、热电偶电势信号经分别放大后，5中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪由多路选择开关将其输入A/D变换器，经A/D变换后由CPU依据能斯特方程计算出氧量值,再经D/A变换、光电隔绝及V/I变换，最后获得DC0~10mA或DC4mA～20mA的电流信号输出.4。2。2.2基本操作变送器的基本操作都在操作显示面板上达成。变送器操作显示面板如图所示。各部分功能：中央为LED数码显示管（以下简称LED)，显示有关的参数

氧化锆氧剖析仪ZirconiaOxygenAnalyzer%O空气校准2mVaircalib°标气校准Cstangascalibcal自检电势温度丈量校准TestEmTmpTestCal值.左边为参数显示状态指示灯,LED显示的数值为指示灯亮者所对应的参数值.右边分别为空气校准和标气校准电位图3变送器操作显示面板图器，用来校准仪器,以提升丈量精度①.下方为操作按钮，由其决定LED显示内容。详细操作：将变送器电源开关拨至“开”后,探头加热炉开始升温,“℃"指示灯亮，LED显示探头加热炉温度值②。当加热炉温度达到600℃时，“％O2"指示灯亮，变送器电路将自动运算并显示测得的氧量值.今后,LED显示内容由操作按钮决定.如：当按住自检时，“％O2”指示灯亮，LED显示自检氧量值③；当按住电势时，“mV”指示灯亮,LED显示电池电势信号值;当按住温度时，“℃”指示灯亮，LED显示加热炉温度值;当按下标准时，“cal”指示灯亮，此时能够校准仪器；校准此后按下丈量，LED显示被测氧量值,仪器进入丈量状态。6中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪①仪器校准的详细操作详见第7章“仪器校准"部分。②假如安装的是新探头,开机后可能出现“mV”指示灯亮、LED显示为“HHHH"并闪耀的现象,这是因为新探头内保温资料含水分过多造成氧电势信号过大而超出量程，一般状况下，开机后1小时左右仪器将正常工作.③自检功能是为诊疗变送器运算电路能否正常而设置的，其自检氧量值不代表4。探头所测氧量值。基本设置量程设置：变送器主电路板上设置了量程变换跳线开关。当把跳线插在左边两个并排的引脚上即凑近电路板S1地点时，选择氧量量程为0～20%，此时电流输出值DC0～10mA或DC4mA～20mA都是分别与该量程对应的值；当把跳线插在右边两个并排的引脚上即远离S1地点时，选择氧量量程为0～10%,此时电流输出值DC0～10mA或DC4mA～20mA都是分别与该量程对应的值。初始量程设置为0～20％，如需0～10％量程，将跳线插在右边两个引脚上即可①.电流输出设置：变送器设有两档电流输出：DC0~10mA和DC4mA~20mA。初始电流设置为DC4mA~20mA信号输出，如用户需要DC0～10mA信号输出，需在订货时注明。仪器查验仪器在发货前已经过严格的质量查验，并附合格证，但运输过程中可能因碰撞使其破坏.所以，用户在使用仪器前，应先进行开箱查验,判断仪器正常后方可7中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪上炉安装。详细操作步骤以下:1)翻开探头接线盒，用万用表分别丈量加热炉及热电偶两头的电阻值，判断在运输中有无造成断线或接触不良现象②。2）判断无故障后，用切合要求的三组导线（参照6.1.3节）分别将探头“加热炉”、“热电偶”和“信号"接线端子与变送器对应接线端连结好（参照图4、图。3)将外接电源接在变送器“AC220V”端子上.4)接通电源,加热炉开始升温，当达到600℃后,仪器自动转为氧量值显示③。按住操作面板上的自检键，若显示为“5。00±0。20",说明变送器氧量变换系统正常。①量程变换只影响对应电流输出值,而与变送器自己的氧量值显示没关.②关于ZO－12B型探头,加热炉阻值一般为150Ω±20Ω,热电偶阻值一般为3。5Ω±0.5Ω。关于不一样型号产品，其值略有不一样。③详见“4。2。2。2基本操作”部分。(5)稳固一段时间后，丈量探头信号线两头的电阻及电势值，若电阻小于1KΩ、电势绝对值渐渐减小且稳固后小于10mV，表示探头完满,能够进行现场安装。●将探头与变送器相应端连结时,注意不要错接、虚接或正负极反接。●请勿将外接电源接入变送器或探头的“信号"、“热电偶”或“加热炉”接线端，不然，将造成仪器破坏,损失由用户担当.8中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪墙挂式变送器接线端子探头接线端子4～20mA0～10mA热电偶温补氧信号加热炉220V电源接地开关加热炉热电偶信号图4墙挂式变送器与探头接线图盘装式变送器接线端子探头接线端子传感器信号0～10mA接地加热炉输出输出～电源～加热炉热电偶信号热电偶4～20mA接地220V图5盘装式变送器与探头接线图仪器安装6。1安装前的准备探头安装地点的选择正确选择探头安装点，关于提升丈量正确性和延伸探头使用寿命有侧重要意义。选择安装点的原则:●安装点的烟气温度不宜过高，不然会缩短探头的使用寿命,介绍安装点最9中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪佳烟气温度在300℃～500℃范围内；●安装点应选在烟气流动性好的地点,切忌安装在炉内侧、死角、涡流或缩口处。因为炉内侧和死角处氧量变化响应滞缓，涡流处氧量颠簸大，而缩口处冲刷大易灰堵；●安装点处应有操作平台，有益于探头的安装、校准和保护；●安装点负压不可以过大,一般应≤2KPa，免得产生丈量误差；●安装点邻近应绝对密封，不该出现漏气现象，不然会使氧量丈量值偏高；●探头安装地点应切合锅炉构造特色。关于电厂锅炉和工业炉来说，介绍安装点如图6所示。旁路烟道安装图如图7所示.介绍安装选点地区烟气流向过热器再热器省煤器烟空气预热器囱炉膛除尘器

焊接密封炉体法兰图6电厂锅炉和工业炉介绍安装点图7旁路烟道安装图6.1。2炉体法兰的焊接ZO系列氧化锆氧剖析仪的10中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪炉体法兰大小相同，但长度不一样。炉体法兰构造表示图如图8所示。为了保证炉体法兰在焊接后有优秀的密封性，用户需自备一段长度等于炉壁厚的Ф102mm×5mm的炉墙管和一块约5mm厚的方形钢板(大小看现场状况而定）。在方板中心开一个图8炉体法兰Ф90mm的圆孔，将炉体法兰焊在该孔中，方板再与炉墙管焊接在一同（参照图）.炉墙方板炉体法兰焊接密封炉墙管图9炉体法兰的焊接现场布线变送器与探头之间用3组导线连结，分别为：●氧电势信号线：1。0mm2~1.5mm2，双芯金属障蔽电缆；●热电偶线：1。0mm2～1.5mm2，双芯镍铬—镍硅赔偿导线；●加热炉线：1。2mm2～1。5mm2，双芯一般电缆。11中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪6。2安装6。2。1变送器的安装墙挂式即（Q)型变送器是靠四个M6×20的螺栓（用户自备）安装在现场的适合地点①(图）。盘装式即（P)型变送器有三种，均安装在仪表盘上，其开孔尺寸（高×宽）分别为153mm×153mm、76mm×153mm（卧式）和153mm×76mm（立式）。探头的安装探头可在停炉状态下安装，也能够在开炉状态下安装，其安图墙挂式变送器安装图装表示图如图11所示。由图可见，安装时将探头用4个螺栓固定在炉体法兰上即可，探头法兰标准尺寸如图12所示。炉墙炉体法兰石棉垫圈探头法兰烟气流向螺栓12中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪图11探头安装表示图图12探头法兰尺寸图Q型变送器安装点环境温度为－5℃~55℃，并注意防水、防尘。探头安装操作十分简单，但要注意以下环节：●探头内的核心零件为陶瓷易碎品，搬运时应轻拿轻放，防止强烈振动，免得破坏；●若在开炉状态下安装，应将探头在插入炉内1/3长度时,逗留2～3分钟，再慢慢插入，以防骤热破坏氧化锆元件;●探头过滤器的金属面一定对着烟气流向,以防过滤器陶瓷因受冲洗而被破坏；●两法兰之间应搁置石棉垫圈，并拧紧4个螺栓，以防漏气。6。3现场连线待变送器和探头分别安装完成后，按要求用三组导线将变送器与探头相连。仪器校准7。1校准前的准备确认仪器连线正确无误后,翻开变送器电源开关，探头加热炉开始升温，此时变送器LED显示其温度值①。当温度达到600℃时，变送器自动显示氧量值。当温度达到750℃并稳固后，仪器进入丈量状态。固然仪器进入丈量状态,但在运转先期丈量值可能有较大误差或颠簸，这属13中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪于正常状况。一般探头大概需要运转24小时后，显示值才能趋于安稳，固然此时指示正常，但丈量结果其实不必定十分正确，应当进行校准工作。7.2校准方法本仪器采纳两点校准法，即空气校准和标气校准。第一步为空气校准，操作步骤以下：(1）将探头“标气进口”翻开,使空气自动进入探头；2）待显示稳固后,调理变送器操作显示面板上“空气校准”电位器，使显示为“21.00±0.20”.①详见“4。2.2。2基本操作”部分。第二步为标气校准，操作步骤以下：将标气校准装置按图13所示与气瓶连结好；（2）确认减压阀处于封闭状态后，翻开气瓶阀;3)慢慢翻开减压阀,将标气流量调理为300ml/min～500ml/min；4）将连结软管与探头“标气进口"相连，将标气通入探头，此过程应保证不漏气；(5）通气约1分钟后，调理变送器面板上“标气校准”电位器,将氧量显示值调为标准气体氧量值即可。14中国原子能科学研究院ZO系列氧化锆氧剖析仪连结软管减压阀标气瓶与探头标气进口连结图13仪器校准表示图应先进行空气校准，再进行标气校准。应先调好标