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直插式微机化氧量自动分析仪

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产品型号YK-YHG-101C

品       牌

厂商性质生产商

所  在  地济南市

更新时间:2017-10-19 00:56:28浏览次数:492次

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产品简介

 YK-YHG-101C型直插式微机化氧量自动分析仪是在总结系列氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后,研制成功的新型氧量分析仪,适用于炉气气氛复杂的硫酸生产装置及其它工业锅炉生产装置上。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、涂敷工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点,可保证检测器在直插条件下应用时,具有足够长的寿命。而其信号转换部分以89c52微处理器为核心,通过软件实现仪表大部分功能,硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。

详细介绍

YK-YHG-101型微机化氧量自动分析仪
 
     YK-YHG-101C型直插式微机化氧量自动分析仪是在总结系列氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后,研制成功的新型氧量分析仪,适用于炉气气氛复杂的硫酸生产装置及其它工业锅炉生产装置上。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、涂敷工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点,可保证检测器在直插条件下应用时,具有足够长的寿命。而其信号转换部分以89c52微处理器为核心,通过软件实现仪表大部分功能,硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。
 
 
         从提高氧量测量值可靠性入手,延长氧量检测器的连续使用寿命,并使仪表具备与检测器要求相适应的自诊断功能及抗*力,是当前氧化锆氧量分析仪面临的重大技术课题。本仪表在完善氧化锆探头金属化工艺及仪表信号处理器实现智能化等方面有较大突破。
 
性能指标
 
   
测量范围 :
0~5% O2,0~10% O2,0~25% O2
测量精度 :
50% F·S
温控温度 :
700℃
输 出 :
0~100mA DC 或 4~20mA DC
负载电阻 :
0~1.6K(0-10mA DC),0~0.8K(4~20mA DC)
环境温度 :
0~50℃
消耗功率:
150W
电源电压 :
220V AC±10%,50Hz
报警功能 :
两组常开接点输出
 
使用说明书

YHG-101C型直插式微机化氧量自动分析仪是在总结YHG系列氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后,研制成功的新型氧量分析仪,适用于炉气气氛复杂的硫酸生产装置及其它工业锅炉生产装置上。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、涂敷工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点,可保证检测器在直插条件下应用时,具有足够长的寿命。而其信号转换部分以8031微处理器为核心,通过软件实现仪表大部分功能,硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。
从提高氧量测量值可靠性入手,延长氧量检测器的连续使用寿命,并使仪表具备与检测器要求相适应的自诊断功能及抗*力,是当前氧化锆氧量分析仪面临的重大技术课题。本仪表在完善氧化锆探头金属化工艺及仪表信号处理器实现智能化等方面有较大突破,具体内容如下:
⑴ 多孔性铂电极的化学配方及涂敷工艺可保证氧量检测器氧化锆探头在焙烧炉气氛中有足够的使用寿命。
⑵ 仪表具有多种线性量程选择。
⑶ 仪表温度控制系统所给出的升温曲线能满足氧化锆材料对升温速度的要求。
⑷ 仪表信号具有必要的自诊断功能。
1. 工作原理
本仪器依据浓差电池原理构成,和其它电池一样,它具有两个半电池,而在两电极之间,用固体电介质氧化锆联结。
在高温下,当氧化锆两侧有氧浓差时,就形成了氧浓差电池,电池电动势的大小可根据奈恩思特(Nernst)公式计算,即:
                     
式中:  E—浓差电池输出,mV;                   n—电子转移数,在此为 4;
R—理想气体常数,8.314 W·S/mol;     F—法拉第常数,96500 C;
T—温度,K; PO2—高浓度侧氧分压; PO2—低浓度侧氧分压。
当电池工作温度固定于700℃时,上式为:
由上式可知,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%)时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量自动分析仪的测氧原理。
700℃时氧浓差与氧浓差电势关系见附录A。
2.主要技术参数
2.1 测量范围
显示:0~25.0 %O2:(三位数字显示)
模拟量输出(线性):0~5.00 %O2,0~10.0 %O2、0~25.0 %O2
          (对数):0.1~10.0 %O2
2.2 测量精度:5级
2.3 响应时间:≤5S(90%测量值)
2.4 温度精度:700±3℃
2.5 显示内容:氧浓(O2%)、氧势(mV)、炉温(℃)、加热电压(V)、
              量程上、下限(O2%)、报警上、下限(O2%)
2.6 键盘设定:报警上、下限设定,探头零电势校正
2.7 自诊断内容及故障类别符号:
E—0 氧量上限     E—1 氧量下限      E—2 温度异常(高)
E—3 温度异常(低)  E—4 温升异常(快)  E—5 温升异常(停)
E—6 氧势异常      E—7 断偶
2.8 输出:0—10mA 或 4—20mA
2.9 负载电阻:0-1.6 kΩ(0-10mA输出), 0-800Ω(4-20mA输出)
2.10 检测器有效插入长度为1.0m
3. 使用条件
3.1信号处理器的使用条件
3.1.1仪器安装环境应无易燃、易爆和强腐蚀性气体,并要求通风良好。
3.1.2 工作环境温度:0-50
3.1.3 工作环境湿度:≤90%
3.1.4 供电电压:220V.AC±10% 50Hz
3.1.5 功率消耗:150W
3.2 氧量检测器的现场安装条件
    检测器的现场安装场所必须满足下列条件:
3.2.1 避开震动场合;
3.2.2要有足够的工作空间。
4. 仪器的组成
整套仪器由氧量检测器、信号处理器及有关附件组成。
4.1 氧量检测器
    氧量检测器由防尘装置、氧化锆管、加热电炉、测温热电偶、接线盒以及壳体等主要部件组成。整个装置采用全封闭型结构,以增加整个装置的密封性能,提高使用寿命。
    氧化锆管是该检测器的核心,由它产生氧浓差电势信号,使用时应注意避免剧烈震动,以免损坏。
    检测器内加热电炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度,为延长加热电炉的寿命,在工艺上做了特殊的处理。由于检测器本身带有加热装置,因而在低于600℃的环境中仍能正常工作。
4.2信号处理器
    YHG-101C型微机化氧量自动分析仪的信号处理器实际上是一个小型的测控系统,由8031单片机作为*控制系统,8KEPROM2764用作程序存贮器,2KE2PROM2817用作数据存贮器,外围配有74LS377驱动的准静态LED显示器,8155的PB、PC口作为十位键盘输入口,PA口作为功能发光管显示,TIMEROUT 作频率信号输出口。
将来自氧量检测器的模拟信号(氧势、热电势)分别调制成0-10KHz调频信号,经光电隔离后送至计算机,采用调频方式能将仪表输入、输出相互隔离,这样就消除了诸如大电流跳变所引起的干扰,能够克服高共模电压,因而大大提高了仪表的抗*力。应用程序主要由主程序和子程序组成,所有的程序都采用模块结构编制,便于修改、增加软件功能,以满足不同用户的特殊需要。程序运算采用了三位浮点数,保证了运算的精度,对氧浓、炉温的计算,采用查表线性插值法,对炉温的控制采用增量式PID算式控制。信号处理器的电气原理框图见图1
 断偶检测
 

 计
 
 算
 
 机
电偶    放大    V/F    光隔    整形                      三位LED显示

 
 
ZrO2       放大    V/F    光隔    整形                      十位键盘 
 
 

输出
 


 

电炉     固态继电器     光隔过零检测                 光隔   F/ I    
氧 量   处理器                              报警
检测器
1 信号处理器电气原理框图
5. 仪器的安装
5.1取样点位置的选择
 选择取样点的原则有:
5.1.1 所取的气样能快速反映工艺状态的变化情况,即气体要具有代表性;
5.1.2在硫酸生产装置应用时,当原料为硫铁矿时,为避免SO3的冷凝,取样点气体温度应高于400℃,其范围为400-680。安装位置应选于炉气冷却器或电除尘进口工艺管道上,对带余热锅炉流程,则选于三烟道中部。当原料为锌精矿时,为避免高温下,锌矿渣对检测器的堵塞,取样点气体温度应在300~500℃之间,安装位置应在气化器出口、电除尘进口或在余热锅炉出口的工艺管道上。对非硫酸生产装置的烟气含氧量测量,其取样点应选取在炉气温度为200℃—680℃范围内的设备上;检测器以与水平夹角0℃俯角方式按装(参见图2a),在设备表面温度小于200度情况下,检测器亦可垂直俯插入设备内。
5.1.3 取样点的温度、压力、流量等参数不应变化太大;
5.1.4氧检测器插入深度应达到烟道气流部位,避免死区;
5.1.5 切忌在管道、烟道底部开口取样;
5.1.6 取样点附近炉堂、烟道应无泄漏,否则将造成测量误差;
5.1.7 要选择在易于维护、检修的地方。
5.2 氧量检测器的安装
氧量检测器的安装参照图2进行。
2a 氧量检测器安装示意图
 
2b设备留头制作
预先加工好带法兰的Φ89mm设备短节,长度L根据检测器实际需要插入深度而定(检测器出厂插入长度为1000毫米)。按要求选好取样位置(炉壁或管道),开一个Φ90的孔,将短节以和水平夹角0℃俯角方式焊接到设备上,焊接时要保证焊接处不漏气。对带余热锅炉流程,在选定取样点位置后,Φ89mm设备短节应根据保温厚度适当加长穿过炉体保温砖,尾部成俯角与炉体钢壳焊牢,露出部分长度约150mm。必须注意:应保证Φ89mm设备短节与炉体保温砖之间的密封,不能泄漏。把检测器插入短节,在短节法兰与检测器法兰间垫上2-4mm厚的石棉垫,旋紧4个螺栓,使其不漏气即可。
5.3 信号处理器的安装
信号处理器的外形尺寸:水平×垂直×深   240×288×130mm
信号处理器的开孔尺寸:水平×垂直       205+1×275+1mm
    信号处理器用随机配备的安装夹板及螺丝安装在仪表盘上,亦可安装在现场仪表保护箱内(保护箱型号:YXH-654-1)。
5.3.1 信号处理器与检测器之间的连接
信号处理器盘装于控制室,氧量检测器安装于现场,它们之间连接线有:氧势信号线两根采用RVVP2×1.5带屏蔽二芯电缆线敷设、电偶冷端补偿导线两根,采用K分度号KX-G型2×1.5带屏蔽二芯补偿导线敷设、电炉加两根,采用RVV2×2.5二芯电缆线敷设。信号处理器与氧量检测器之间的接线见图3。

 
3 信号处理器与氧量检测器接线图
5.3.2 接线时应注意下列要求:
5.3.2.1 加与信号线应分开穿管;
5.3.2.2 锆管的氧势、热电偶温度补偿信号线都是具有极性的信号线,安装时应注意极性的正确连接。
6. 使用方法
6.1 信号处理器的使用
6.1.1 开机及状态说明
置信号处理器于“测量”状态(出厂时,信号处理器已置于测量状态),开机后,显示屏显示“―――”符号,表示开机正常,2S后进入程序升温状态,显示屏交叉显示“∪∪∪”及温度,温度键对应指示灯亮,经1 h炉温到达700℃,并自动退出程序升温状态转入氧量测量程序,氧量键对应指示灯亮,LED窗口显示当时氧量,输出通道给出与所选择的测量范围、刻度特性(线性或对数)及当时氧量有关的模拟量(0-10mA或4-20mA)。
 
开机后各状态说明如表1。
            
1 开机后状态说明

  
 示
   
       
 开 机
―――
 
开机后稳定约2S
程序升温
升温符“∪∪∪”、
温度值各1S
0-1000对应为0-10mA4-20mA
按键不影响输出
氧量测量
 氧 量
由数字开关“2”“3”的位置决定
按键不影响输出

 
 
6.1.2在线查询参数
在线查询参数的具体按键操作说明如表2
 
2 测量状态下按键操作详细说明

       
           
氧量
氧量(O2%)
温度
炉温(℃)
加热电压
电炉加热电压(V)
氧势
经零电势校正后的氧探头电势(mV)
氧势、氧量零点(同时按)
显示氧探头输出电势(mV)
氧量零点
显示测量范围下限设定值(O2%)
氧量量程
显示测量范围上限设定值(O2%)
上限报警
显示氧量上限报警设定值(O2%)
下限报警
显示氧量下限报警设定值(O2%)

 在“程序升温”状态下,仪表显示升温符号及当时温度值,在正常“测量”状态下,仪表显示当时“氧量”值,当要查询“温度”或“氧量”以外的其它参数时,只要按下面板对应键,在显示窗口立即显示对应参数值,但按键动作不影响程序升温时温度或测量状态时氧量所对应的模拟输出量,且在10S后显示内容自动返回,恢复显示程序升温状态时的温度或测量状态时的氧量值。
    总之,在测量时,任何按键动作不影响与氧量相对应的模拟量输出,仅仅是显示内容的改变,且在10S后返回。
6.1.3氧探头零电势的校正
氧探头零电势可以通过“氧势校正”及“加”、“减”键,将其校正在±0.1mV以内。具体步骤如下:6.1.3.1仪器在测量状态下,向氧化锆探头内通入空气(流量400-600ml/min);
6.1.3.2 按氧势校正键;
6.1.3.3如零电势为正值,用“减”键,反之用“加”键,每按一次增、减0.1mV,直至校正至±0.1mV以内。
注意:在进行校正时,必须将调节系统由“自动”切至“手动”,否则将使调节系统失控。
6.1.4上下限报警设定值的改变
按上限报警(或下限报警)键,此时显示上限报警(或下限报警)设定值,如需进行改变,按“加”或“减”键,直至符合要求为止。
6.1.5异常报警说明
在发生异常时,LED窗口显示故障类别,并将报警接点接通,此时,输出不自锁。详细说明如表3。
 
 
3    异常报警功能说明

显 示
        
 能 故 障
E—0
氧量上限
 
E—1
氧量下限
 
E—2
温度异常(高)
炉温高于750℃
 
E—3
温度异常(低)
炉温低于650℃
 
E—4
温升异常(快)
程序升温时,温度上升太快,不受控制。
固态继电器击穿
E—5
温度异常(停)
程序升温时,停止升温。
电炉丝断
固态继电器截止
E—6
氧势异常
检测到氧电势高于120mV
 
E—7
断偶
断偶或电偶极性接反

   6.2 投运步骤
仔细检查氧量检测器是否符合第5节所述安装要求后,在检测器电炉温度达到700℃后,仪表应显示系统当时氧含量,并输出与氧量对应的模拟量。
 7. 故障判别及排除方法
7.1 在硫酸生产装置应用时故障现象、原因、排除方法详见表4。
   注:表4不包括由于仪器信号故障所造成的氧量测量值偏高、偏低或不稳定,其故障排除方法可参阅附录B“仪表的调试”。
7.2 故障处理步骤
7.2.1将氧量检测器从取样口抽出,在现场与信号处理器按说明书要求正确接线,并使氧量检测器氧化锆探头升温至700℃。测量锆管的零电势及高温内阻,应分别小于±5mV及200Ω(出厂时,锆管零电势及高温内阻分别小于±3mV及50Ω),如能符合要求,说明氧化锆探头性能良好。
7.2.2在氧量检测器“氧势”端子处卸下内部探头连线,将手动电位差计输出信号由“氧势”端子输入,不同的毫伏输入,信号处理器应显示不同的氧量,其关系参见附录A“氧浓度—浓差电势对照表”。
7.2.3确认氧化锆探头性能,氧量测量及温度控制系统均正常后,重新将氧量检测器装回取样口,按表4所列现象按先后次序检查、排除。
4 故障现象、原因、排除方法

现 象
           
           
氧量偏高
a.氧检测器安装法兰漏气
拧紧检测器法兰
b.氧检测器锆管压盖未拧紧
拧紧锆管压盖
c.工艺操作负压太大或取样装置前设备泄漏严重
改变操作压力及堵漏
d.取样点温度低,造成过滤器堵塞
改变取样点位置
氧量偏低
a.焙烧用矿源含碳或磁性氧化铁(Fe3O4
 
b.焙烧炉冷却水箱漏水
堵漏
氧量指标不稳定或周期性波动
a.原料含硫波动太大
适当拌矿
b.加料皮带转速不匀或空转
拉紧加料皮带或检查加料电机
c.工艺管道局部堵塞,系统阻力不稳定
消除工艺管道堵塞现象
升温过快
固态继电器故障
更换继电器
氧检测器不能升温
固态继电器故障
同上
电炉加热丝断
更换电炉

8. 仪表成套性
全套仪表装箱清单:

信号处理器
1台
 
处理器安装夹板及螺丝
2套
氧量检测器
1台
 
检验合格证
1件
碳化硅过滤器(备件)
1只
 
使用说明书
1本

 
附录A 氧浓度—浓差电势对照表(0.1—15%O2
(计算条件:参比气氧浓度为20.6%,工作温度700℃)。
氧浓度%(V/V)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
电势mV
111.7
97.14
88.64
82.67
77.93
74.11
70.88
68.03
65.62
63.41
氧浓度%(V/V)
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
6.00
7.00
电势mV
54.91
48.88
44.20
40.38
37.15
34.35
31.88
29.67
25.85
22.62
氧浓度%(v/v)
8.00
9.00
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
 
 
电势mV
19.82
17.36
15.15
13.15
11.33
9.65
8.10
6.65
 
 
附录B 仪表的调试
    需要强调的是,本仪表在出厂时已经严格调试,只有在下列情况下,用户才可以在详细阅读本节后对仪表进行调试:
    ⑴ 氧势、热电势输入通道部分元件更换后;
    ⑵ 输出通道模拟量偏离标准输出(0—10mA或4—20mA)时;
    ⑶ 在进行下列调试时,均应断开氧量检测器加热电炉连线,以免电炉超温发生故障。
打开仪表信号门,门背部安装有计算机板,取下屏蔽板,可以看到计算机板上装有四个数字开关,此开关位置及功能见表B.1。
                    B.1   数字开关位置及功能

数字开关序号
功能(关位置)
功能(开位置)
1
       
       
2
输出量程范围选择(见表B.2)
输出量程范围选择(见表B.2)
3
同上
同上
4
0—10mA
4—20mA

将数字开关1置于开位置,仪表即进入调试状态。
接通电源,显示屏显示“―――”,表示开机正常,2S后进入程序升温状态,经1h炉温到达700℃,并自动退出程序升温状态
在程序升温状态,显示交叉显示“∪∪∪”及温度,输出模拟量为0—10mA或4—20mA(对应于0—1000℃)。如按动某一功能键,显示屏显示与该功能相应的参数值,模拟输出量为与该参数相对应的电流值(参数显示值与模拟量对应关系见表B.3),且不返回。
B.1 氧量输出量程范围的改变
    氧量输出量程可通过改变数字开关2、3的位置来选择,数字开关的具体位置见表B.2。
B.2 氧量输出量程—数字开关位置对照表

数字开关位置
2   
2    
3 关
    0—10.0%   (线性)
0—5.00%(线性)
3 开
    0—10.0% (对数)
0—25.0%(线性)

B.2 热电势输入通道更换元件后,可用软件对该通道零点、量程进行校正。
    热电势通道零点调试步骤如下:
B.2.1 仪表进入调试状态;
B.2.2 温度计测出冷端(AD590处)的实际温度;
B.2.3 电偶输入端短路;
B.2.4 同时按下“温度”及“氧量零点”键,对应按键指示灯同时亮,LED窗口显示冷端温度(室温)(在程序升温时,交替显示升温符号“∪∪∪”和温度); 按动“加”或“减”键,使显示温度与冷端实际温度相符为止。
B.3 热电势输入通道量程的校正
    调试步骤如下:
B.3.1仪表进入调试状态;
B.3.2热电偶输入端输入700℃时的镍铬-镍硅电偶电势与冷端电势的差值;
B.3.3同时按下“温度”及“氧量量程”键,对应按键指示灯同时亮,LED窗口应显示700℃; 如温度显示值偏离700℃,可按动“加”或‘减“键,直至温度显示值为700℃为止。
B.4 氧势输入通道零点、量程的校正
    氧势输入通道更换元件后,可用软件对该通道的零点、量程进行校正。调试步骤如下:
B.4.1 仪表进入调试状态;
B.4.2 锆管输入端短路;
B.4.3 同时按下“氧势”及“氧量零点”键,对应按键指示灯同时亮,LED窗口显示0mV,否则可按动“加”或“减”键。
B.4.4 氧势输入端输入电势为120mV(99.9mV)。
B.4.5 同时按下“氧势”及“氧量量程”键,对应按键指示灯同时亮。LED窗口应显示120mV或99.9mV,否则可按动“加”或“减”键。
B.5 输出通道模拟量零点、量程的校正调试步骤如下:
B.5.1仪表进入调试状态;
B.5.2输出端接记录仪或电流表;
B.5.3同时按下“氧量”及“氧量零点”键,对应按键指示灯同时亮,LED窗口显示测量零点值,模拟输出应为0mA(0-10mA输出时),否则可按动“加”或“减”键,使输出调至大于0mA,然后缓慢减小,使其刚为0mA;
B.5.4同时按下“氧量”及“氧量量程”键,对应按键指示灯亮,LED窗口显示测量量程值(由表B.2设定位置决定),模拟输出应为10mA(0-10mA输出时),否则可按动“加”及“减”键,使输出达10mA为止。
B.5.5当要求模拟输出范围为4-20mA时,调试步骤同上,但需反复多次。
调试状态下功能查询见表B.3。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B.3 调试状态下功能查询表

   
显示参数
参比显示值与输出量关系
             
 氧  
百分氧浓度(O2%)
测量范围零点,量程设定值对应于0-10mA或4-0mA
显示范围为0-25.0%
 温  
炉温(℃)
0-1000对应于0-10mA4-20mA
温度负值时,输出模拟量下限(0mA或4mA)锁定
加热电压
加热电炉两端电压
0-110V对应于0-65V
 
 氧  
经零电势校正后的氧探头电势(mV)
0-120mV对应于0-10mA或4-20mA
显示范围为-20-120mV
氧势零点(同时按)
氧探头输出实际电势(mV)
0-120mV对应于0-10mA或4-20mA
 
      同上
氧量零点
测量范围零点设定值(O2%)
同氧量
 
氧量量程
测量范围量程设定值(O2%)
同上
 
上限报警
上限报警设定值(O2%)
同上
 
下限报警
下限报警设定值(O2%)
同上
 

 说明:
    为便于仪表调试及进行性能测试,在“调试”状态下,键盘显示及输出方式与“测量”状态下有所不同,主要有:
    ⑴ 按动任一功能键,LED窗口显示对应参数值,且不返回;
    ⑵ 除断偶外,其余报警功能解除;
    ⑶ 仪表模拟输出与显示内容及数值有关;
 附录C 过滤器、氧化锆管的更换
当仪器运行出现不正常 (如氧量测量值明显偏高、反应不灵敏等) 情况时,首先应当按照表4所提供的故障排除方法进行处理,若不能解决问题,这时再考虑更换过滤器或氧化锆管。图C.1是过滤器、氧化锆管装配示意图。
C.1 更换过滤器
 
C.1.1 取出氧检测器,并将其自然冷却至室温;
C.1.2 旋下过滤器紧固螺钉3(共2只);取下过滤器压盖1和过滤器2;并将表面清理干净;
 1.过滤器压盖;2.碳化硅过滤器;3.过滤器紧固螺钉;4.锆管上压盖 5.锆管下压盖;6.密封圈;   7.氧化锆管固定座; 8.压紧螺钉;9.外电极引线—铂金镀层 10.中心管; 11.不锈钢保护管 .
图C.1 过滤器、氧化锆管装配示意图
C.1.3换上新的过滤器,装上压盖并旋紧紧固螺钉即可。
C.2更换氧化锆管
C.2.1按照C.1过滤器更换步骤取下过滤器;
C.2.2旋下压紧螺钉8(共4只);
C.2.3取下锆管上压盖4;
C.2.4取出氧化锆管7、密封圈6,并将锆管下压盖中装填锆管凹槽的密封面表面清理干净;
C.2.5换上新的密封圈、氧化锆管,氧化锆管内电极引线应折弯放在氧化锆管座的端面上,装上锆管上压盖、拧上压紧螺钉并旋紧(4只螺钉应对角均匀施力,以确保氧化锆管不被损坏和具有良好的密封效果)。
 
1.取出氧化锆管7时,防止和铂镀层9,因高温下粘接在一起,可轻微晃动锆管固定座7,脱开粘连后取出氧化锆管。
2.建议检测器故障返厂修理。
 
 
YK-YHG-101CII型

 概述
  YK-YHG-101CII型是在总结氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后,研制成功的新型氧量分析仪,适用于各种工业锅炉、窑炉及加热炉中烟气的含氧量。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、制作工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点,可保证检测器在水平直插条件下应用时具体足够长的寿命。而其信号转换部分以单片微处理器为核心,通过软件实现仪表大部分功能,硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。
  从提高氧量测量可靠性入手,延长氧量检测器的持续使用寿命,并使仪表具备与检测器要求相适应的自诊断功能及抗*力。本仪表在完善氧化锆头金属化工艺及仪表信号转换器实现智能化等方面较大改进,具体内容如下:
(1)多孔性铂电极的化学配方及制作工艺可保证氧量检测器氧化锆探头在锅炉烟气氛中有足够的使用寿命。
(2)仪表具有多种线性量程选择。
(3)仪表温度控制系统所给出的升温曲线能满足氧化锆材料对升温速度的要求。
(4)仪表信号具有必要的自诊断功能。
1、工作原理
  本仪器依据浓差电池原理构成,和其他电池一样,它具有两个半电池,而在两电极之间,用固体电介质氧化锆联结。
  在高温下,当氧化锆两侧有氧浓差时,就形成了氧浓差电池,电池电动势的大小可依据Nernst公式计算,即:
 
式中:E-浓差电池输出,mV; n-电子转移数,在此为4;
R-理想气体常数,9.314 W*S/mol; F-法拉第常数,96500 C;
T-温度,K; P"Q-高浓度侧氧分压; P’Q-低浓度侧氧分压。
  当电池工作温度固定于700℃时,上式为:

  由上式可知,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%)时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质一侧氧分压,这就是氧化锆氧量自动分析仪的测氧原理。
2.主要技术参数
2.1 测量范围
  显示:0~25.0%?:(三位数字显示)
  模拟量输出(线性):0~5.00%?,0~10.0%?,0~25.0%?
2.2 测量精度:3%
2.3 响应时间:≤5S(90%测量值)
2.4 温度精度:700±1℃
2.5 显示内容:氧浓()、氧势(mV)、炉温(℃)、加热电压(V)、量程上、下限()、报警上、下限()
2.6 键盘设定:报警上、下限设定,探头零电势校正
2.7 自诊断内容及故障类别符号:
  E-0 氧量上限     E-1 氧量下限     E-2 温度异常(高)
  E-3 温度异常(低)  E-4 温度异常(快) E-5 温度异常(停)
  E-6 氧势异常 E-7 断偶
2.8 输出:0-10mA 或 4-20mA
2.9 负载电阻:0-1.6kΩ(0-10mA输出),0-800Ω(4-20mA输出)
2.10 检测器长度为0.2m、0.4m、0.8m、1.0m、1.2m。
3 使用条件
3.1 信号转换器的使用条件
3.1.1 仪器安装环境应无易燃、易爆和强腐蚀性气体,并要求通风良好。
3.1.2 工作环境温度:0-50℃
3.1.3 工作环境温度:≤90%
3.1.4 供电电压:220V.AC±10%Hz
3.1.5 功率消耗:150W
3.2 氧量检测器的现场按装条件
  检测器的现场按装场所必须满足下列条件:
3.2.1 避开震动场合;
3.2.2 要有足够的工作空间。
3.2.3 烟气温度和压力要在仪器规定范围内。(烟气温度<650℃)
4 仪器的组成
  整套仪器由氧量检测器、信号转换器及有关附件组成。
4.1 氧量检测器
  氧量检测器由防尘装置、氧化锆管、加热电炉、测温热电偶、接线盒以及壳体等主要部件组成。整个装置采用全封闭型结构,以增加整个装置的密封性能,提高使用寿命。
  氧化锆管是该检测器的核心,由它产生氧浓差电势信号,使用时应注意避免剧烈震动,以免损坏。
检测器内加热电炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度,为延长加热电炉的寿命,在工艺上做了特殊的处理。由于检测器本身带有加热装置,因而在低于600℃的环境中仍能正常工作。
4.2 信号转换器
  YK-YHG-101C-Ⅱ型微机化氧量自动分析仪的信号转换器实际上是一个小型的测控系统,由单片机作为*控制系统。
  将来自氧量检测器的模拟信号(氧势、热电势)分别调制成0-10KNz调频信号,经光电隔离后送至计算机,采用调频方式能将仪表输入、输出相互隔离,这样就消除了诸如大电流跳变所引起的干扰,能够克服高共模电压,因而大大提高了仪表的抗*力。应用程序主要由主程序和子程序组成,所有的程序都采用模块结构编制,便于修改、增加软件功能,以满足不同用户的特殊需要。程序运算采用了三位浮点数,保证了运算劳动精度,对氧浓、炉温的计算,采用查表线性插值法,对炉温的控制采用增量式PID算式控制。信号转换器的电气原理框图见图1
5 仪器的安装
5.1 取样点位置的选择
  选择取样点的原则有:
5.1.1 所取的气样能快速反映工艺的变化情况,即气体要具有代表性;
5.1.2 取样点的温度、压力、流量等参数不应变化太大;
5.1.3 氧检测器插入深度应达到烟道气流部位,避免死区;
5.1.4 切忌在管道、烟道底部开口取样;
5.1.5 取样点附近炉膛、烟道应无、泄漏,否则将造成测量误差;
5.1.6 要选择在易于维护、检修的地方。
5.2 氧量检测器的安装
  氧量检测器的安装参照图3、图4、进行
  预先加工好带法兰的φ76mm设备短节,按要求选好取样位置(炉壁或管道),开一个φ76的孔,将短节以水平方式焊接到设备上,焊接时要保证焊接处不漏气。对带余热锅炉流程,在选定取样点位置后,φ76mm设备短节应根据保温厚度适当加长穿过炉体保温砖,与炉体钢壳焊牢,露出部分长度约60mm。必须注意:应保证设备短节与炉体保温砖之间的密封,不能泄漏。把检测器插入短节,在短节法兰与检测器法兰间垫上2-4mm厚的石棉垫,旋紧4个螺栓,使其不漏气即可。
  注意:由于探头的参比气是靠空气自然对流提供的,探头必须水平安装,参比气和标准气接口相应朝下。探头端部防护套管的缺口位置(可调整方向)也应垂直向下,以防积灰。
5.3 信号转换器的安装
  信号转换器的外形尺寸:水平×垂直×深 160×80×250mm
  信号转换器的开口尺寸:水平×垂直 152-1×76-1mm
  信号转换器用随机配备的安装夹板及螺丝安装在仪表盘上,亦可安装在现场仪表保护箱内。
5.3.1 信号转换器与检测器之间的连接
  信号转换器盘装于控制室,氧量检测器安装于现场,它们之间连接线有:氧势信号线两根采用RVVP2×1.5带屏蔽二芯电缆线敷设、电偶冷端补偿导线两根,采用K分度KX-G型2×1.5带屏蔽二芯补偿导线敷设、电炉加两根,采用RVVP2×2.5二芯电缆线敷设。 信号转换器与氧量检测器之间的接线见图3。

5.3.2 接线时应注意下列要求:
5.3.2.1 加与信号线分开穿管;
5.3.2.2 锆管的氧势、热电偶温度补偿信号线都是具有极性的信号线,安装时应注意极性的正确连接。
6 使用方法
6.1 信号转换器的使用
6.1.1 开机及状态说明
  置信号转换器于“测量"状态(出厂时,信号转换器已置于测量状态),开机后,显示屏显示“———"符号,表示开机正常,2S后进入程序升温状态,显示屏交叉显示“UUU"及温度,温度键对应指示灯亮,经1h炉温达700℃,并自动退出程序升温状态转入氧量测量程序,氧量键对应指示灯亮,LED窗口显示当时氧量,输出通道给出与所选择的测量范围及当时氧量有关的模拟量(0-10mA或4-20mA)。
  开机后各状态说明表1

表1 开机后各状态说明
状态
显示
输出
说明
开机
———
 
开机后稳定约2S
程序升温
升温符“UUU"、温度值1S
0-1000℃对应为0-10mA或4-20mA
按键不影响输出
氧量测量
氧量
由数字开关“2"“3"的位置决定
按键不影响输出

6.1.2 在线查询参数
  在线查询参数的具体按键操作说明如表2
表2 测量状态下按键操作详细说明
按键 显示内容
氧量 氧量()
温度 炉温(℃)
加热电压 电炉加热电压(V)
氧势 经零电势校正后的氧探头电势(mV)
氧势、氧量零点(同时按) 显示氧探头输出电势(mV)
氧量零点 显示测量范围下限设定值()
氧量量程 显示测量范围上限设定值()
上限报警 显示氧量上限报警设定值()
下限报警 显示氧量下限报警设定值()

  在“程序升温"状态下,仪表显示升温符号及当时温度值,在正常“测量"状态下,仪表显示当时“氧量"值,当要查询“温度"或“氧量"以外的其它参数时,只要按下列板对应键,在显示窗口立即显示对应参数值,但按键动作不影响程序升温时温度或测量状态时氧量所对应的模拟输出量,且在10S后显示内容自动返回,恢复显示程序升温状态时温度或测量状态时的氧量值。总之,在测量时,任何按键动作不影响与氧量相对应的模拟量输出,仅仅是显示内容的改变,且在10S后返回。
6.1.3 仪器的校正
  由于氧化锆元件的离散性,由于氧化锆元件在使用过程中的老化,由于安装点比气的流通情况不尽相同,可能是氧化锆元件的测量产生较大误差。因此,不仅对新安装的氧化锆探头需要进行在线校准,而且必须定期对运行中的探头进行校准。
  在实验室或现场,把氧探头和转换器按图6正确连接好并接通电源,一小时后温度达到700℃。旋开探头上的标准气螺栓,将瓶装5%含量的氮中氧标准气体通过减压器将其流量控制在300ml/分钟,用无味乳胶管送入探头的标气口内,观察转换器的氧量显示值,若氧量偏差较大则需按一下“氧势校正键",再通过按“加"或“减"键使显示值增加或减少一些,再按“氧量"键,查看氧量是否在5%左右,若未达到标准请重复此步骤调整,若无法调到标准,说明锆管已老化,需换新锆管。
  无标气现场标准:旋开探头上的标准气螺栓,使空气进入标准气导管,按一下转换器面板上的“氧势校正键",通过按“加"或“减"键使显示值为±0.1mv以内,再按下“氧量"键应显示20.6即可,校准结束应将标准气螺栓重新旋紧即可正常使用。
6.1.4 上下限报警设定值的改变
  按上限报警(或下限报警)键,此时显示上限报警(或下限报警)设定值,如需进行改变,按“加"或“减"键,直至符合要求为止。
6.1.5 异常报警说明
  在发生异常时,LED窗口显示故障类别,并将报警接点接通,此时,输出不自锁。详细说明如表3。
表3 异常报警功能说明
显示 报警内容 可能故障
E-0 氧量上限  
E-1 氧量下限  
E-2
温度异常(高)
炉温高于750℃
 
E-3
温度异常(低)
炉温低于650℃
 
E-4
温升异常(快)
程序升温时,温度上升太快,不受控制。
固态继电器击穿
E-5
温升异常(停)
程序升温时,停止升温。
电炉丝断
固态继电器截止
E-6
氧势异常
检测到氧电势高于120mV
 
E-7 断偶 断偶或电偶极性接反

  仔细检查氧量检测器是否符合第5节所述安装要求后,在检测器电炉温度达到700℃后,仪表应显示系统当时含氧量对应的模拟量。
7 故障判别及排除方法
注:表4包括由于仪器信号故障所造成的氧量测量值偏高、偏低或不稳定,其故障排除方法可参考6.1.3仪器校正的步骤进行。
7.1 故障处理步骤
7.1.1 将氧量检测器从取样口抽出,在现场与信号转接器按说明书要求正确接线,并使氧量  检测器氧化锆探头升温至700℃。测量锆管的零电势及高温内阻,应分别小于±5mV及500Ω(出厂时,锆管的零电势及高温内阻分别小于±3mV及50Ω),如能符合要求,说明氧化锆探头性能良好。若零电势及高温内阻分别大于±5mV及500Ω以上,需换新锆管,然后按照6.1.3节说明的方法进行校准。
7.1.2 在氧量检测器“氧势"端子处卸下内部探头连线,将手动电位差计输出信号由“氧势"端子输入,不同的毫伏输入,信号转换器应显示不同的氧量,其关系参见附录A“氧浓度-浓差电势对照表"。
7.1.3 确认氧化锆探头性能,氧量测量及温度控制系统均正常后,重新将氧量检测器装回取样口,按表4所列现象按先后次序检查、排除。
表4 故障现象、原因、排除方法
现象 原因 排除方法
氧量偏高 a.氧检测器安装法兰漏气 拧紧检测器法兰
b.氧检测器锆管压盖未拧紧 拧紧锆管压盖
c.工艺操作负压太大或取样装置前设备泄漏严重 改变操作压力及堵漏
d.取样点温度低,造成过滤器堵塞 改变取样点位置
氧量偏低 a.焙烧用矿源含碳或磁性氧化铁()  
b.焙烧冷却水箱漏水 堵漏
氧量指标不稳定或周期性波动 a.原料含硫波动太大 适当拌矿
b.加料皮带转速不匀或空转 拉紧加料皮带或检查加料电机
c.工艺管道局部堵塞,系统阻力不稳定 消除工艺道管堵塞现象
升温过快 固态继电器故障 更换继电器
检测器不能升温 固态继电器故障 同上
电炉加热丝断 更换电炉
     
8 仪表成套性
全套仪表装相清单:
信号转换器 1台 转换器安装螺丝 2 套
氧量检测器 1台 检验合格证 1件
碳化硅过滤器(备件) 1台 使用说明书 1本

附录A 氧浓度-浓差电势对照表(0.1-12%)
(计算条件:参比气氧浓度为20.6%,工作温度700℃)。
氧浓度%(V/V) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
电势mV 111.7 97.14 88.64 82.67 77.93 74.11 70.88 68.03 65.62 63.41
氧浓度%(V/V) 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 6.00 7.00
电势mV 54.91 48.88 44.20 40.38 37.15 34.35 31.88 29.67 25.85 22.62
氧浓度%(V/V) 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0    
电势mV 19.82 17.36 15.15 13.15 11.33 9.65 8.10 6.65    

 
ZOY-5型高温型氧量仪补充说明
1、被测烟气温度600℃~800℃。
2、氧化锆管电极的铂丝与不锈钢探头引线采用点焊技术,电极接触电阻小,增强了检测器可靠性。
3、由烟气直接给氧化锆管加热,所以探头内没有电炉。探头与变送器之间的连线为一根六芯屏蔽电缆(RVVP)接法同??型,一对加热电炉线不用了。
4、温度<600℃(热电偶两端<24mV)加热发光管闪亮,数码管显示被测点温度值,仪器不能正常工作。
  温度600℃~800℃(热电偶两端24mV~32.46mV)加热发光管不亮,数码管显示被测点含氧量。仪器正常工作。
  温度700℃以上(热电偶两端32.46mV以上)加热发光管闪亮,数码管显示被测点含氧量,仪器正常工作。此时应检查热电偶两端mV值,严格控制被测点温度不要超过850℃(35mV以上)以免大大影响氧化锆管寿命。
5、由于氧化锆管输出电势受温度影响,即当烟气温度变化时,锆管电势略有变化。由此可知,若烟气温度波动大,则氧量变化波动也大。
6、高温型探头工作一定时间后,需要更换锆管时,须更换高温型氧化锆管。
7、选型;公司还可按样品或图纸定做各种特殊型号热电偶、热电阻、双金属温度计、压力表、压力变送器、液位计、流量计、智能控制仪、温度变送器、电线电缆及温度传感器法兰套管。
YK-YHG-101CII型 氧化锆烟气氧量分析仪
YK-YHG-101CII型 氧化锆烟气氧量分析仪
高温取样型氧探头
中低温型氧探头
全中文液晶显示微量氧分析仪
高亮LED数码显示微量氧分析仪
氧化锆管
YK-YHG-101CII型 氧化锆烟气氧量分析仪
  YK-YHG-101CII型直插式微机化氧化锆氧量分析仪主要用于火力发电、石油化工、管道输油、化纤、玻璃、陶瓷、水泥、城市供暖等各种工业锅炉、窑炉、加热炉燃烧烟气中残氧含量的定量分析、仪器有检测器(又称氧探头),变送器(又称氧量表)两部分组成。
主要特点
改进了氧化锆探头铂电极的制作工艺及检测器的结构设计,延长了传感器连续使用寿命。
输入、输出信号均采用光电隔离,使仪表的抗*力大大提高。
智能化程度高,所有参数均可通过键盘调整与设定。
多功能数字显示,仪表除显示当时含氧量外,还可通过键盘在线查询当时氧势,炉温、加热电压、测量量程、报警上、下限等内容,并在仪表发生故障时显示八种故障类别信号提示。
主要技术指标
测量范围:0~25%(0~5% 0~10% 0~25%)
模拟输出:0~10mA或4~20mA(负载能力0~800Ω)
基本误差:<3%
烟气温度:低温型<700℃, 中温型700℃~900℃,
高温型<1400℃
烟气压力:±50kpa
电源:220v/AC 50Hz
转换器外型尺寸:盘装表80×160×250mm
壁挂式300×250×120mm
探头长度:0.2m 0.4m 0.8m 1.0m 1.2m
产品实行三包,保证零配件供应,终身维修,并可提供现场调试服务。免费提供技术咨询服务。
仪表自诊断内容及故障类别符号
E-0 氧量上限    E-1 氧量下限    E-2 温度异常(高)
E-3 温度异常(低) E-4 温度异常(快)E-5 温度异常(停)
E-6 氧势异常    E-7 断偶
 
 
检测器外型示意图
焊接炉壁上的检测器安装法兰
检测器安装法兰尺寸


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