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1、氧化鋯分析儀測(cè)氧原理及應(yīng)用作者:侯典來(lái) 單位:中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司菏澤發(fā)電廠熱工摘要 :本文通過(guò)氧化鋯分析儀在菏澤電廠的成功應(yīng)用案例,詳細(xì)論述了125MW機(jī)組鍋爐采用氧化鋯氧量變送器測(cè)定煙氣中的含氧量工作原理,儀器結(jié)構(gòu)、性能和標(biāo)定方法,鋯頭安裝與更換,故障判斷和消除等。關(guān)鍵詞:氧化鋯,標(biāo)定1 前言針對(duì)#1機(jī)組送風(fēng)單耗升高、氧量高負(fù)荷上不去問(wèn)題進(jìn)行了全面分析,通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn),送風(fēng)機(jī)全開(kāi),氧量只有4.0%左右,同時(shí)送風(fēng)機(jī)單耗上升0.45kwh/tq,引風(fēng)機(jī)單耗也有0.1-0. 2 kwh/tq的升高,同時(shí)甲側(cè)煙道伴隨排煙溫度降低,甲側(cè)排煙溫度約比乙側(cè)低21,判斷為預(yù)熱器甲側(cè)漏風(fēng),安排熱力試驗(yàn)進(jìn)行漏風(fēng)測(cè)試
2、,發(fā)現(xiàn)甲側(cè)預(yù)熱器漏風(fēng)率高達(dá)18%以上。#1爐預(yù)熱器甲側(cè)漏風(fēng)嚴(yán)重,嚴(yán)重影響送風(fēng)單耗,高負(fù)荷氧量上不去,利用停爐機(jī)會(huì)檢查消除#1爐預(yù)熱器內(nèi)部漏風(fēng)點(diǎn)。本次#1爐停爐備用期間,對(duì)預(yù)熱器漏風(fēng)管子進(jìn)行了封堵,2004年8月24日開(kāi)機(jī)后觀察,同負(fù)荷、同氧量下,送風(fēng)耗電率降低0.029個(gè)百分點(diǎn),引風(fēng)耗電率降低0.009個(gè)百分點(diǎn),送、引風(fēng)耗電率合計(jì)降低0.038個(gè)百分點(diǎn)。菏澤電廠125MW機(jī)組采用氧量信號(hào)校正風(fēng)量指令,如下圖1所示。風(fēng)量指令送至送風(fēng)控制系統(tǒng),去控制甲乙送風(fēng)機(jī)偶合器勺管開(kāi)度,從而控制送風(fēng)量;風(fēng)量指令與實(shí)際送風(fēng)量的偏差經(jīng)過(guò)RAFC塊的PI運(yùn)算輸出,作為前饋信號(hào)引入引風(fēng)控制系統(tǒng),控制甲乙引風(fēng)機(jī)偶合器勺
3、管開(kāi)度,從而控制爐膛負(fù)壓。2 測(cè)氧原理如圖2所示,在氧化鋯管底的內(nèi)外表面有兩個(gè)鉑電極,即參比電極和測(cè)量電極,分別帶有兩根鉑引線(xiàn),構(gòu)成一個(gè)氧化鋯測(cè)氧電池,即氧濃差電池。該型探頭主要由以下組件組成:氧化鋯元件為探頭的關(guān)鍵部件,以它為主體構(gòu)成測(cè)氧電池,包括氧化鋯管及涂制在管底部的鉬電極和電極引線(xiàn),電極引線(xiàn)可將信號(hào)引出;加熱爐用于加熱氧化鋯管,使它恒定在設(shè)定溫度(78010)上;標(biāo)氣管用于接通標(biāo)氣,校準(zhǔn)探頭;熱電偶用于測(cè)量氧電池中的溫度,接入變送器溫控系統(tǒng);接線(xiàn)板設(shè)有信號(hào)、熱電偶和加熱爐三對(duì)接線(xiàn)柱,其它還有過(guò)濾器、安裝法蘭和探頭外殼。4 氧量變送器原ZO-12(Q)型氧量變送器的原理圖如圖4所示,有兩
4、部分組成。4.2溫控部分溫控部分的作用是將探頭中測(cè)氧電池的溫度定在(78010)范圍內(nèi),由裝在探頭中的熱電偶將池溫信號(hào)ET輸?shù)綔乜仉娐?,?jīng)過(guò)冷端補(bǔ)償和斷偶保護(hù),再放大100倍后加到比例積分電路,并與池溫設(shè)定電勢(shì)3.24V比較,其比較結(jié)果送移相觸發(fā)電路,產(chǎn)生可變周期的脈沖,以觸發(fā)固態(tài)繼電器,由于脈沖周期不同,所以,可控制固態(tài)繼電器中可控硅的導(dǎo)通角,從而改變探頭加熱爐的加熱功率,達(dá)到恒溫的目的。4.3前面板功能鍵該變送器前面板功能鍵如圖5所示,它設(shè)有七個(gè)功能鍵和一個(gè)本底調(diào)節(jié),內(nèi)容包括:四參數(shù)顯示鍵:氧量顯示煙氣含氧量,信號(hào)顯示探頭信號(hào),本底顯示本底電勢(shì),池溫顯示探頭氧化鋯電池溫度;上排三個(gè)鍵為獨(dú)立
5、操作鍵,互不影響,包括數(shù)顯開(kāi)關(guān),兩個(gè)量程轉(zhuǎn)換(10%和20%),自檢內(nèi)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)代替探頭信號(hào),用于檢驗(yàn)變送器的氧量轉(zhuǎn)換部分是否正常;本底電勢(shì)用于標(biāo)氣校驗(yàn)時(shí),調(diào)試該電位器以校準(zhǔn)本底電勢(shì)的影響。該變送器設(shè)有兩個(gè)保護(hù)功能:斷偶保護(hù)用于當(dāng)熱電偶斷后,該線(xiàn)路部分將輸入一個(gè)約34mV的假熱偶信號(hào),自動(dòng)斷開(kāi)加熱爐電源,保護(hù)探頭以免燒壞;超溫保護(hù)用于當(dāng)溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障而失控時(shí),池溫升至820,超溫保護(hù)系統(tǒng)將控制電源恒定在820,避免探頭燒壞。5 在線(xiàn)標(biāo)定:氧化鋯電池老化、積灰、SO2 和SO3 對(duì)電池的腐蝕等許多干擾因素的影響,運(yùn)行過(guò)程中,儀器參數(shù)將發(fā)生逐漸變化,而給測(cè)量帶來(lái)誤差,電池老化表現(xiàn)在內(nèi)阻升高和本底
6、電勢(shì)增大兩個(gè)主要參數(shù)上。內(nèi)阻大于800或本底電勢(shì)增大到(2530)mV時(shí),氧量顯示出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象,響應(yīng)遲緩。為了使測(cè)量準(zhǔn)確,必須定期用標(biāo)氣進(jìn)行校準(zhǔn)。先將標(biāo)氣流量調(diào)至500ml/min,然后取下探頭上的標(biāo)氣入口堵頭,將標(biāo)氣用導(dǎo)管接入標(biāo)氣入口,并密封好。當(dāng)標(biāo)氣通入約(35)min后,顯示穩(wěn)定,這時(shí)調(diào)變送器前面板上的本底調(diào)節(jié)電位器,直至氧氣顯示和標(biāo)氣值相等。取下標(biāo)氣連接管,重新堵上標(biāo)氣入口,儀器校準(zhǔn)完畢,按下本底鍵,即可讀出記錄該值。參考文獻(xiàn)1管怡和,阮勇,周建莉.JJG535-88,氧化鋯氧分析器S.2丁衛(wèi)東.ZO系列氧化鋯氧量分析器在黃臺(tái)發(fā)電廠的使用及問(wèn)題分析J.山東電力技術(shù),2001年增刊(熱控專(zhuān)集):78-80,112.作者簡(jiǎn)介侯典來(lái)(19
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