博望氧量規(guī)程

氧量測(cè)量裝置設(shè)備概況設(shè)備基本工作原理氧分鋯氧分析儀的核心是由氧化鋯氧固體電解質(zhì)構(gòu)成一個(gè)濃差電池，即傳感器，其表達(dá)式：Pt?（參比氣）PoIIZO?YO固體電解質(zhì)IIPx?（被測(cè)氣）Pt1223

（+）—————E—————（-）氧化鋯氧固體電解質(zhì)在高溫下（600°C以上）對(duì)氧離子表現(xiàn)導(dǎo)電性，若將其加熱到600C以上，并使其兩側(cè)接觸不同氧分壓（濃度）時(shí)，在氧分區(qū)較高的一側(cè)（比如空氣）電極上（陽極），氧分子獲得電子成為氧離子，氧離子進(jìn)入氧化鋯固體電解質(zhì)的氧離子空穴中，從而使該電極帶正電，氧離子通過氧化鋯的氧離子空穴迅速遷移到氧分壓（濃度）低的一側(cè)（陰度）電極上，釋放電子還原為氧分子。使該電極帶負(fù)電。其電極反應(yīng)如下：陽極邊：（Po）O2+4e-202-陰極邊：（Px）202-f0+4e2總反應(yīng)：（Po）0f（Px）022電極反應(yīng)達(dá)到平衡后，就形成一個(gè)濃差電勢(shì)E,根據(jù)能斯特定律，其值為：R?TnPo/八

E= ?ln⑴4F Px式中：E 電勢(shì)（mv）R——?dú)怏w常數(shù)（=1.987卡/度?克分子）F——法拉弟常數(shù)（=23060卡/伏?克分子）T——熱力學(xué)溫度（K）Po——參比氣體氧濃度百分?jǐn)?shù)，如果是空氣為20.60%O2Px——被測(cè)氣體氧濃度百分?jǐn)?shù)（%）選定T=750C（T=1023K），將有關(guān)數(shù)值代入，得出公式：E=50.74lg20°60（2）Px根據(jù)（2）式可知氧電勢(shì)E和被測(cè)氧濃度Px成單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，即Px=f（E）習(xí)慣上稱這種測(cè)氧方法為定溫式或自溫式測(cè)氧；若只檢測(cè)氧化鋯傳感溫度而并不對(duì)其進(jìn)行控制，則被測(cè)氣體氧濃度Px由于T和E兩者決定，即Px=f（T?E）習(xí)慣上稱這種測(cè)氧方法為浮溫式或它溫式測(cè)氧。就這兩種測(cè)氧方式而言，定溫式適用于被測(cè)氣樣溫度較低的場(chǎng)合（低于600C）而浮溫式則對(duì)于中高溫場(chǎng)合表現(xiàn)出更大的靈活性。ZOA系列氧分鋯氧分析儀將這兩種方式熔為一體，應(yīng)認(rèn)為是氧化鋯測(cè)氧技術(shù)的一個(gè)進(jìn)步。設(shè)備系統(tǒng)配置氧化鋯氧分析儀主機(jī)由檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器及導(dǎo)流管組成。ZOA系列氧表屬于導(dǎo)流直插式，其構(gòu)成如下：I檢測(cè)器（探頭）主機(jī)］轉(zhuǎn)換器（變送器）I導(dǎo)流管ZOA系列氧化鋯氧分析儀＜ |爐體法蘭附機(jī)［爐墻埋管I I標(biāo)氣設(shè)備電源系統(tǒng)系統(tǒng)電源來自于鍋爐UPS電源柜，與儀控段的電源實(shí)現(xiàn)雙向冗余，安全可靠。設(shè)備技術(shù)規(guī)范主要技術(shù)參數(shù)a、 檢測(cè)器長(zhǎng)度：400mm,180mm。b、 轉(zhuǎn)換器（盤裝式結(jié)構(gòu)）：150X150X445mm；輸出：0-10mA或4-20mA（DC）c、 導(dǎo)流管：500mm,800mm,1000mm,1200mm，分中、低溫，用戶任選。d、 測(cè)量對(duì)象：各種燃燒尾氣氧含量。e、 測(cè)量范圍：0-5/0-10/0-20.6%VOLO2任選。f、 檢測(cè)器加熱爐升溫時(shí)間約20分鐘。g、 重現(xiàn)性：滿量程的土0.5%；線性誤差：W1%（滿量程）；穩(wěn)定性：W1%（24小時(shí),滿量程）；響應(yīng)時(shí)間：當(dāng)校準(zhǔn)氣進(jìn)入檢測(cè)器標(biāo)氣入口開始計(jì)量,5秒鐘達(dá)到90%標(biāo)氣值。h、 環(huán)境溫度：檢測(cè)器-10°C?80°C；轉(zhuǎn)換器-5°C?45°C。i、 電源及功耗：電源220±10%VAC；電大功率：150W。j、 重量：檢測(cè)器、轉(zhuǎn)換器大約各5kg。各組成部件技術(shù)規(guī)范本氧化鋯氧分析儀屬于導(dǎo)流直插式結(jié)構(gòu)主機(jī)包括檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器及導(dǎo)流管,其次還包括爐體法蘭、爐墻埋管、電纜線和標(biāo)氣等部件。檢測(cè)器主要由氧化鋯傳感器、殼體、加熱爐和接線盒等部件組成。核心部件氧化鋯傳感器是由一支涂制好電極的氧化鋯管,采用特殊的高溫密封技術(shù),牢固的粘結(jié)在一個(gè)耐高溫合金鋼金屬法蘭上做成的。用4支合金鋼螺栓將其固定在檢測(cè)器殼體上,中間加一個(gè)金屬墊,保證密封。上述工藝的要求是高溫下工作保證不發(fā)生泄漏現(xiàn)象。檢測(cè)器中的加熱爐是供熱用的。它在熱偶配合下,可使傳感器穩(wěn)定工作在合適的溫度上，應(yīng)指出加熱爐最大加熱功率只有80W,爐體涂有耐溫保溫絕緣材料，是保證該檢測(cè)器使用壽命較大的措施之一。檢測(cè)器設(shè)計(jì)有校準(zhǔn)氣路,可進(jìn)行就地在線校準(zhǔn)。將標(biāo)氣按一定的流量由檢測(cè)器尾部接線盒上“標(biāo)氣入口”進(jìn)入,立即可通過校準(zhǔn)導(dǎo)氣管流到氧化鋯傳感器測(cè)量極,迅速得出反應(yīng)。應(yīng)指出：校準(zhǔn)管也是經(jīng)過認(rèn)真考慮的。它可以在極短時(shí)間內(nèi)用標(biāo)氣排開和屏蔽本底氣,使測(cè)量結(jié)果靈敏可靠。由于檢測(cè)器參比極直通大氣,參比氣靠熱對(duì)流更新,故“參比氣入口”只用于校準(zhǔn)前對(duì)參比電極吹洗,平時(shí)直通大氣。接線盒是檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器“聯(lián)絡(luò)部”內(nèi)設(shè)四對(duì)8根接線端子,通過電纜可將檢測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)和轉(zhuǎn)換器發(fā)出的指令變成動(dòng)作信號(hào)。

圖1檢測(cè)器示意圖1.校準(zhǔn)氣導(dǎo)管 2.氧化鋯傳感器3.檢測(cè)器殼體 4.加熱電爐5.熱電偶 6.檢測(cè)器法蘭 7.參比氣輸入口8.標(biāo)準(zhǔn)氣輸入口9.接線盒為了使檢測(cè)器準(zhǔn)確，有效的工作，還必須配有導(dǎo)流管，有關(guān)內(nèi)容在安裝節(jié)中詳細(xì)介紹。轉(zhuǎn)換器主要由小信號(hào)隔離放大，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理，顯示及鍵盤，電源組成。小信號(hào)隔離放大小信號(hào)隔離放大部分是由兩路電磁隔離小信號(hào)放大器構(gòu)成，一路用于放大氧電勢(shì)信號(hào)。另一路放大熱電偶信號(hào)。具有輸入、輸出、電源三隔離，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，解決了系統(tǒng)連接時(shí)的電位匹配、檢測(cè)器以及系統(tǒng)各部分之間的干擾和串?dāng)_、屏蔽若干個(gè)裝置之間的地電位等問題。小信號(hào)隔離放大器是由電磁振蕩器，低通濾波器，信號(hào)調(diào)劑制。解調(diào)隔離器和高精度，低漂移放大器等部分組成，如圖2所示。1UI.Ind—I I―—i 卜rin_1UI.Ind—I I―—i 卜rin_Su■111廨振紡解4(166□Q■1066圖2小信號(hào)隔離放大器電原理圖數(shù)據(jù)處理和顯示其由80C196單片機(jī)配以相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成主要包括模擬量轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理、顯示、鍵盤、模擬量輸出、控溫等功能單元。如圖3所示。模擬量轉(zhuǎn)換部分：采用8路模擬開關(guān)4051，分時(shí)將所需轉(zhuǎn)換的各路模擬量送入8098單片機(jī)片內(nèi)A/D的ACH4口，完成A/D轉(zhuǎn)換。検渕器一町控肛一I光/電寸9r<l—C.I濾波—光/電検渕器一町控肛一I光/電寸9r<l—C.I濾波—光/電圖3轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)處理分框圖數(shù)據(jù)處理部分：是將氧氣勢(shì)信號(hào)折算到氧含量值，并送出相對(duì)應(yīng)的模擬量輸出值，實(shí)現(xiàn)溫度值的采集運(yùn)算，及儀表的修正等。顯示鍵盤部分：采用4位LED數(shù)碼顯示氧含量及一些重要參數(shù)的數(shù)值、單位等。同時(shí)具有報(bào)警及故障符顯示。鍵盤用以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。以上功能由專用芯片8279完成，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。模擬量輸出部分：由80C196高速輸出HSO。構(gòu)成的10位PWM信號(hào)經(jīng)平滑濾波、壓流轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)于氧含量的線性標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(OTO,4-20mA)控溫部分：傳感器工作溫度是一重要參數(shù)，必須對(duì)其檢測(cè)，并加以控制。對(duì)于定溫式測(cè)氧，我們將其控制在750±2°C。而對(duì)于浮溫式我們只將其控制在傳感器工作溫度范圍內(nèi)。檢修周期日常檢修周期根據(jù)設(shè)備的健康周期將日常檢修周期定為半年，主要是針對(duì)個(gè)別氧量測(cè)點(diǎn)所出現(xiàn)的一些故障及時(shí)進(jìn)行處理。大、小修檢查周期根據(jù)我廠的檢修進(jìn)度安排，大修的周期為四年，小修的周期為一年檢修工序項(xiàng)目及檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)、注意事項(xiàng)a、 保證測(cè)點(diǎn)能檢測(cè)正確。b、 保證集控室DCS畫面上的顯示與就地面板顯示相同。c、 保證正常運(yùn)行時(shí)能全部能滿足設(shè)計(jì)要求。d、 檢查就地接線柜接線及板件上的元器件是否松動(dòng)、脫落。e、 經(jīng)常檢查測(cè)點(diǎn)到DCS機(jī)柜內(nèi)的電源線和信號(hào)線絕緣是否良好及是否斷掉。f、 經(jīng)常檢查測(cè)量值是否有異常波動(dòng)及跳躍。設(shè)備調(diào)校及投運(yùn)工具、儀器一字螺絲刀，十字螺絲刀，尖嘴鉗，斜口鉗，數(shù)字萬用表，5OOV搖表，扳手等。調(diào)校步驟冷狀態(tài)初檢轉(zhuǎn)換器進(jìn)行外觀及絕緣檢查，檢測(cè)器檢查：a、 端子1、2間電阻應(yīng)大于2MQ。b、 端子3、4間電阻應(yīng)小于10Q。c、 端子7、8間電阻應(yīng)在80Q左右。d、 除氧電勢(shì)CELL負(fù)極外，其余各端子對(duì)地絕緣電阻應(yīng)大于40MQ。8.1.5.2.2熱狀態(tài)檢查按接線圖正確連接，如圖6、7、8示。打開電源開關(guān)，待儀表轉(zhuǎn)入正常測(cè)量后，測(cè)量熱電偶信號(hào)以確定工作溫度是否控制在750°C土2°C,測(cè)量檢測(cè)器端于1、2間電阻（注：正反極方向各測(cè)一次取均值）應(yīng)小于100Q。圖6檢測(cè)器端子板布置圖調(diào)校在測(cè)量位置，面板上觸摸鍵處于鎖定關(guān)態(tài)，不起任何作用，只有在維護(hù)狀態(tài)方可進(jìn)行操作，面板如圖12所示。8.1.5.2.3.1溫度鍵：按下此鍵，則顯示前傳感器（鋯管）工作溫度XXXC“氧電勢(shì)”鍵：按下此鍵，則顯示當(dāng)前氧電勢(shì)XXX.Xmv“R1”“R2”鍵：R1、R2鍵和內(nèi)阻開關(guān)組合使用，用于測(cè)量傳感器（鋯管）內(nèi)阻具體操作如下：a、 按下R1鍵則顯示r.Qb、 將內(nèi)阻開關(guān)打到“通”的位置，稍候。c、 按下R2鍵，則顯示傳感器（鋯管）的內(nèi)阻值°XXXQ到此內(nèi)阻測(cè)量操作結(jié)束，應(yīng)將內(nèi)阻開關(guān)打到“斷”的位置。*注意在正常測(cè)量時(shí)，內(nèi)阻開關(guān)一定要打到“斷”的位置，否則氧量顯示偏高。

0To0000000000000000O o0To0000000000000000O o00000000Li.LL_圖7轉(zhuǎn)換器端子板布置圖“故障檢查”鍵：按下此鍵則對(duì)儀表故障進(jìn)行巡檢，若無故障則閃爍顯示正確符號(hào)，若有故障則閃爍顯示錯(cuò)誤符號(hào)，含意如下：Err1校準(zhǔn)數(shù)據(jù)超差故障。Err2傳感器工作溫度低故障（低于730°C）。Err3傳感器工作溫度咼故障（咼于780C）。Err4氧電勢(shì)回路故障。Err5溫補(bǔ)回路故障。Err6熱偶回路故障。Err7修正數(shù)據(jù)使能開關(guān)未打開。8?1?5?2?35“空氣校準(zhǔn)”“給定”“寫入”鍵。此組鍵為在線校準(zhǔn)操作用，具體操作如下：注意：ZOA系列氧分析儀為防止非維護(hù)人員誤操作而帶來的不必要麻煩，特在儀器面板上設(shè)置兩個(gè)暗鍵（即未標(biāo)明，但有明顯凸起手感）位于八個(gè)標(biāo)明按鍵左中部的是“修正數(shù)據(jù)使能開關(guān)”，右中部的是“數(shù)據(jù)清除開關(guān)”。a） 將方式選擇置于“測(cè)量”位置，打開檢測(cè)器的“標(biāo)準(zhǔn)氣入口”通入空氣，待顯示穩(wěn)定后，用萬用表測(cè)量檢測(cè)器輸出的氧電勢(shì)并將其值輸入到轉(zhuǎn)換器中，具體操作如下：將方式選擇置于“維護(hù)”位置，按下“空氣標(biāo)準(zhǔn)”鍵此時(shí)顯示值為上次所輸入的零點(diǎn)電勢(shì)值（出廠時(shí)設(shè)定為0.0mV即對(duì)零點(diǎn)電勢(shì)不做修正），以后每按下“空氣標(biāo)準(zhǔn)”鍵一次氧電勢(shì)增加0?1mV,直至+5?0mV、后循環(huán)到-5?0mV按上述方法輸入零點(diǎn)電勢(shì)。（注意正負(fù)）再將方式選擇打到“測(cè)量”即可完成零點(diǎn)修正。b） 將方式選擇置于“測(cè)量”位置，在“標(biāo)準(zhǔn)氣入口”通入標(biāo)準(zhǔn)氣（0?5%-2?5%），其流量控制在500ml/min左右，待顯示穩(wěn)定后，將方式選擇置于“維護(hù)”位置。c） 按下“給定”鍵，每按一次數(shù)值增加0?01%，（0?50-2?50%之間循環(huán)），待數(shù)值增至與所通標(biāo)氣氧含量一致時(shí)，用左手按住“修正數(shù)據(jù)使能開關(guān)”，右手按下“寫入”鍵，若顯示一一，則表明寫入成功，否則顯示Err7。關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)氣，并將“標(biāo)準(zhǔn)氣入口”密封擰緊。d） “數(shù)據(jù)清除開關(guān)”在“測(cè)量”狀態(tài)或“維護(hù)”狀態(tài)的氧電勢(shì)方式下都起作用。按下“數(shù)據(jù)清除開關(guān)”將清除上次所做的修正數(shù)據(jù)，包括“零點(diǎn)電勢(shì)”和“給定”數(shù)值。即對(duì)儀器不做任何修正。到此所有在線校準(zhǔn)操作完成，其校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存入機(jī)內(nèi)EEROM中，掉電不會(huì)丟失。將方式選擇置于“測(cè)量”位置即可。注意：在正常測(cè)量時(shí)“標(biāo)準(zhǔn)氣入口”必須用螺釘加密封帶擰緊，密封。圖12轉(zhuǎn)換器面板布置圖8.1.5.2.3.6輸出設(shè)置輸出設(shè)置短接塊（唯一）位于線路板左上角，短接時(shí)對(duì)應(yīng)輸出關(guān)系為0-10%O2斷開時(shí)為0-20.6%02分別對(duì)應(yīng)4-20mA（端子7.8）和0-10mA（端子7.8后的兩個(gè)端子，只標(biāo)明OUT無端子號(hào)）。出廠時(shí)設(shè)置為短接。設(shè)備投運(yùn)步驟投運(yùn)前檢查通電前應(yīng)按接線圖檢查連線是否正確8.1.5.3.1.2值得注意的幾個(gè)問題a、 地線是否正確無誤接到大地。b、 檢查是否有不應(yīng)該接地處接地，線路之間是否有任何絕緣不良現(xiàn)象。c、 加熱爐爐絲連線與檢測(cè)器外殼之間的電阻應(yīng)于大于2兆歐姆。d、 將轉(zhuǎn)換器端子上的電池“CEEL”和加熱器“HTR”四根導(dǎo)線拆下，測(cè)量氧電

池和電爐爐絲之間的電阻，以判斷兩者是否在檢測(cè)器內(nèi)部有短路之處。e、 檢查電池“CELL”正極與熱偶信號(hào)任一端是否有短路之處。檢查電源是否為200VAC±10%8.1.5.3.2投運(yùn)以上檢查確認(rèn)無誤后，即可上電投入運(yùn)行。程序控制升溫階段a、 上電后儀表首先顯示E--［，此階段屬儀表故障自檢階段，持續(xù)約10秒鐘，若儀表無故障則顯示900d,接著交替顯示升溫符□□口□和當(dāng)前傳感（鋯管）工作溫度XXX^Ob、 若儀表有故障，則閃爍顯示相應(yīng)錯(cuò)誤符號(hào)并關(guān)斷加熱器電源以保護(hù)檢測(cè)器，符號(hào)含意如下：Err5一溫補(bǔ)回路故障Err6一熱偶回路故障若出現(xiàn)上述故障，則應(yīng)重新檢查、排除故障后方可再次上電投運(yùn)。c、 溫度均勻上升至750°C時(shí)，若方式選擇置于測(cè)量位置，則自動(dòng)轉(zhuǎn)入測(cè)量階段，顯示當(dāng)前氧體積百分含量X.XX%，并對(duì)故障巡檢，若方式選擇置于維護(hù)位置，則轉(zhuǎn)入維護(hù)階段，并顯示符號(hào)［［［［。故障檢修氧電勢(shì)故障可從以下方面考慮a、 檢查轉(zhuǎn)換器與檢測(cè)器之間電纜接線是否完好。b、 檢查端子螺釘是否松動(dòng)或被腐蝕。c、 從端子上拆下檢測(cè)器“CELL”信號(hào)，用萬用表測(cè)量氧電池內(nèi)阻、阻值小于800Q為正常。d、 從煙道中取出探頭，檢查電池是否已損壞