《火力發(fā)電廠煙氣含氧量測(cè)量裝置技術(shù)規(guī)范》

ICS

點(diǎn)擊此處添加中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號(hào)

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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火力發(fā)電廠

煙氣含氧量測(cè)量裝置技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforzirconiameasuringdeviceinthermalpowerplant

點(diǎn)擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(shí)

征求意見稿

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-實(shí)施

國家能源局發(fā)布

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火力發(fā)電廠煙氣含氧量測(cè)量裝置技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了火力發(fā)電廠煙氣含氧量測(cè)量裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件、測(cè)試與驗(yàn)收的要求。

本文件適用于基于氧化鋯測(cè)量原理的火力發(fā)電廠煙氣含氧量測(cè)量裝置設(shè)計(jì)、選型、測(cè)試與驗(yàn)收的技

術(shù)工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件，

僅日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于

本文件。

GB/T26863-2011火電站監(jiān)控系統(tǒng)術(shù)語

GB/T34578-2017火力發(fā)電廠熱工儀表與執(zhí)行那個(gè)裝置運(yùn)行維護(hù)與試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范

DL/T701-2012火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化術(shù)語

DL/T5190.4電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第4部分：熱工儀表及控制裝置

DL/T5210.4電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程第4部分：熱工儀表及控制裝置

DL/T774-2015火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程

JB/T8281-1999氧化鋯氧分析器技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

GB/T26863-2011和DL/T701-2012界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

氧化鋯分析儀zirconiumoxygenanalyzer

根據(jù)濃差電池原理，通過測(cè)量待分析氣體和參比氣體因氧氣濃度差異而導(dǎo)致的濃差電動(dòng)勢(shì)，來測(cè)量

待分析氣體含氧量的氣體分析儀。

[來源：GB/T26863-2011，4.2.60]

3.2

漂移drift

在一段時(shí)間內(nèi)，并非由于外界影響作用于一般或裝置而引起的儀表或裝置-輸出關(guān)系發(fā)生不希望有

的逐漸變化。

3.3

現(xiàn)場(chǎng)總線fieldbus

一個(gè)數(shù)字化的串行、雙向傳輸、多分支的通訊系統(tǒng)，是用于工廠/車間一般和控制設(shè)備的局域網(wǎng)。

IEC61158標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1和HSE、ControlNet、DeviceNet、ROFIBUS、P-Net等協(xié)議。

[來源：GB/T26863-2011，4.4.1]

3.4

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響應(yīng)時(shí)間responsetime

指從校正氣入口通人濃度約為滿量程50%的標(biāo)準(zhǔn)氣體瞬時(shí)起，到儀器顯示90%時(shí)的時(shí)間。

3.5

校正correction

通入標(biāo)準(zhǔn)氣體，觀察裝置顯示值誤差是否符合精度要求的一種操作。

3.6

半自動(dòng)校正Semiautomaticcorrection

可進(jìn)行手動(dòng)校正，或通過裝置面板選擇或觸點(diǎn)輸入啟動(dòng)校正，按照預(yù)設(shè)的校正周期和穩(wěn)定時(shí)間，進(jìn)

行一系列的校正操作（但不允許啟動(dòng)自動(dòng)校正）。

3.7

自動(dòng)校正automaticcorrection

按照預(yù)設(shè)的校正周期自動(dòng)執(zhí)行，也可進(jìn)行任何模式的校正。

4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.1基本工作原理

煙氣含氧量測(cè)量裝置的基本原理是，以氧化鋯作固體電介質(zhì)，高溫下的電介質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)形

成濃差電池，濃差電池產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與兩側(cè)氧濃度有關(guān)，如果一側(cè)氧濃度固定，即可通過測(cè)量輸出電動(dòng)

勢(shì)來測(cè)量另一側(cè)的氧含量。

4.2結(jié)構(gòu)

4.2.1整套儀器由煙氣含氧量測(cè)量裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及有關(guān)附件組成。

4.2.2煙氣含氧量測(cè)量裝置由防塵裝置、氧化鋯管、加熱電爐、測(cè)溫?zé)犭娕?、接線盒以及殼體等主要

部件組成。整個(gè)裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個(gè)裝置的密封性能，提高使用壽命，其中：

a)防塵裝置是一個(gè)氣體過濾遮煙罩，起到過濾煙氣灰塵和保護(hù)過濾器防塵沖刷的作用。

b)氧化鋯管是該檢測(cè)器的核心，由鋯電池信號(hào)白金電極產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)信號(hào)，使用時(shí)注意避免劇

烈震動(dòng)，以免損壞。

c)加熱電爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長(zhǎng)加熱電爐的壽命，在工藝上做

了特殊的處理。

d)接線盒內(nèi)包括連接內(nèi)芯組件的接線端子，通參比氣體和標(biāo)定氣體的端口。

e)殼體是一個(gè)保護(hù)整個(gè)探頭不被沖刷的耐磨不銹鋼管，同時(shí)提供安裝法蘭

4.2.3氧量自動(dòng)分析儀的信號(hào)轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是一個(gè)小型的測(cè)控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為中央控制系統(tǒng)。將

測(cè)量出來的原始電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成需要的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)可以是開關(guān)量，4-20mA模擬量，以及數(shù)字

信號(hào)。

5技術(shù)要求

5.1基本要求

5.1.1外觀

氧量自動(dòng)分析儀外觀，應(yīng)滿足以下要求：

a)儀表表面的油漆涂層應(yīng)光滑平整，色澤均勻，不應(yīng)有由擦傷、剝落、露底、裂紋及氣泡等現(xiàn)象。

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b)所有銘牌及標(biāo)志應(yīng)清晰無誤，名牌明確廠家，型號(hào)，生產(chǎn)地、生產(chǎn)日期等信息，宜使用二維碼

將設(shè)備信息記錄。

c)緊固件應(yīng)牢固可靠，不應(yīng)有松動(dòng)脫落等現(xiàn)象，各調(diào)節(jié)器應(yīng)能正常工作。

d)元部件應(yīng)完好無損。

e)固定件、插接件應(yīng)牢固接觸良好。

f)可調(diào)件宜處于可調(diào)位置。

g)密封件應(yīng)無泄漏。

5.1.2電氣特性

氧量自動(dòng)分析儀的電氣特性，應(yīng)滿足下述要求：

a)探頭絕緣電阻：用直流500V兆歐表測(cè)量探頭的熱電偶對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ，加熱絲

對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于500MΩ，內(nèi)電極引線對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于20MΩ。

b)變送器絕緣電阻，用500V兆歐表測(cè)量，應(yīng)不小于40MΩ。

c)絕緣強(qiáng)度：在儀器電源相、中線對(duì)地之間，施加1500V，50Hz的正弦波交流電壓，歷時(shí)1min

不應(yīng)出現(xiàn)擊穿和飛弧現(xiàn)象。

d)泄漏電流不大于5mA（a.c.峰值）。

e)保護(hù)接地：儀表的保護(hù)接地端子與機(jī)殼之間的接觸電阻不大于0.2Ω。

f)電源電壓應(yīng)滿足220VAC，在±10%的范圍內(nèi)波動(dòng)不影響測(cè)量精度。

g)電源頻率應(yīng)滿足50Hz，在±10%的范圍內(nèi)波動(dòng)不影響測(cè)量精度。

h)功耗：加熱時(shí)功率小于400W；正常工作時(shí)功率小于200W。

5.2功能要求

5.2.1校正模式

宜具備手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)三種校正模式選擇。

5.2.2故障自診斷功能

宜具備故障自動(dòng)診斷功能，當(dāng)故障時(shí)宜有報(bào)警輸出。

5.2.3手動(dòng)校正

只允許進(jìn)行零點(diǎn)和量程或依次進(jìn)行其中一項(xiàng)的手動(dòng)校正。不允許觸點(diǎn)輸入啟動(dòng)半自動(dòng)校正，也不允

許啟動(dòng)自動(dòng)校正。

5.3性能要求

5.3.1技術(shù)參數(shù)：

a)測(cè)量范圍：在下限（0%O2～5%O2范圍內(nèi)可調(diào)）至上限（1%O2～100%O2范圍內(nèi)可調(diào))范圍內(nèi)任意

設(shè)置，或設(shè)定局部量程（測(cè)量范圍應(yīng)從0%～25%之間任選兩擋測(cè)量范圍）或(0%～25%）范圍內(nèi)

任意設(shè)置)。

b)顯示范圍：0.01%O2～100%O2。

c)輸出信號(hào)：4mA～20mADC，開關(guān)量，數(shù)字信號(hào)。

d)精度：量程的±1%或顯示值的±0.2%。

5.3.2計(jì)量性能：

a)預(yù)熱時(shí)間：裝置預(yù)熱時(shí)間達(dá)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，測(cè)量精度應(yīng)符合要求。

b)基本誤差：

1)量程在0%到25%可調(diào)的基本誤差為設(shè)定量程最大值的±0.5%。

2)量程的下限可在0%到25%可調(diào)，上限程可在1%到100%可調(diào)的基本誤差為設(shè)定量程最大值

的±1%。

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c)線性度：使用已知氧氣濃度的氣體作為零點(diǎn)氣和量程校正氣，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)：

1)樣氣壓力在±4.9kPa之內(nèi)，量程的下限可在0%到5%可調(diào)，上限可在0%到25%可調(diào)的

線性度為設(shè)定量程最大值的±1%。

2)樣氣壓力在±4.9kPa之內(nèi)，量程的下限可在0%到25%可調(diào)，上限可在0%到50%可調(diào)的線

性度為設(shè)定量程最大值的±3%。

3)樣氣壓力在±4.9kPa之內(nèi)，量程的下限可在0%到50%可調(diào)，上限可在0%到100%可調(diào)

的線性度為設(shè)定量程最大值的±5%。

5.3.3穩(wěn)定性：

a)零點(diǎn)和量程漂移：儀表連續(xù)運(yùn)行到規(guī)定時(shí)間間隔后，其零點(diǎn)和量程的漂移量應(yīng)不超過基本誤差。

b)儀表連續(xù)運(yùn)行時(shí)間間隔可設(shè)為7d。

5.3.4響應(yīng)時(shí)間：變送器輸入信號(hào)變化100mV時(shí)間應(yīng)小于175ms；標(biāo)氣輸入時(shí)，取3次試驗(yàn)記錄的算

術(shù)平均值，應(yīng)不大于5s。

5.3.5影響誤差：不超過基本誤差的1/2（包括電源電壓、頻率以及環(huán)境溫度引起的偏差），滿足DL/T

8281-19993.4要求。

5.3.6平均無故障時(shí)間應(yīng)不小于70000h。

5.3.7電纜應(yīng)滿足以下要求：

a)傳感器到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜，宜采用耐高溫阻燃屏蔽電纜進(jìn)行連接，電纜線芯以不同顏色區(qū)分，保證信

號(hào)的準(zhǔn)確、可靠，并方便以后的維護(hù)或更改。

b)從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜與DCS機(jī)柜之間的電纜，應(yīng)采用屏蔽電線。

5.4環(huán)境適應(yīng)性要求

5.4.1轉(zhuǎn)換器正常工作條件下，應(yīng)滿足下面要求：

a)環(huán)境溫度：-50℃～250℃。

b)濕度：不大于90%（不結(jié)露）。

c)儀表外部空氣流速：0m/s～5m/s。

5.4.2探頭指標(biāo)應(yīng)滿足下面要求：

a)煙氣壓力-10kPa～+10kPa。

b)煙氣流速0m/s～50m/s。

c)響應(yīng)時(shí)間0.5s(煙氣流速大于10m/s)。

d)T90時(shí)間≤5s(煙氣流速大于10m/s)。

e)防護(hù)等級(jí)IP66。

f)電池分辨率＜0.001‰O2。

6測(cè)試與驗(yàn)收

6.1測(cè)試內(nèi)容

6.1.1設(shè)備應(yīng)在出廠前進(jìn)行必要的測(cè)試并提供測(cè)試報(bào)告。

6.1.2儀表到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)按合同約定和商檢要求進(jìn)行開箱檢驗(yàn)，應(yīng)對(duì)外觀、絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度、

示值誤差、重復(fù)性、響應(yīng)時(shí)間、漂移進(jìn)行測(cè)試。

6.1.3外觀測(cè)試

按照本文件5.1.1外觀要求進(jìn)行檢查。

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6.1.4絕緣電阻測(cè)試

常溫下用500V兆歐表測(cè)量探頭的絕緣電阻：

a)熱電偶對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ。

b)加熱絲對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于500MΩ。

c)內(nèi)電極引線對(duì)外殼絕緣電阻應(yīng)大于20MΩ。

6.1.5絕緣強(qiáng)度測(cè)試

在儀器電源相、中線對(duì)地之間，施加1500V，50Hz的正弦波交流電壓，歷時(shí)1min不應(yīng)出現(xiàn)擊穿和飛

弧現(xiàn)象。

6.1.6示值測(cè)試（系統(tǒng)精度檢查）

示值測(cè)試，按下述步驟進(jìn)行：

a)量程和零位校驗(yàn)后，換上接近煙氣氧量的標(biāo)準(zhǔn)氣體（若未進(jìn)行量程和零位校驗(yàn)，則分別選擇

1%O2、4%O2、8%O2的三種標(biāo)準(zhǔn)氣體），流量為120L/h的標(biāo)準(zhǔn)氣和流量為15L/h的的參比氣依次

通入探頭。

b)觀察顯示裝置的顯示值，待指示穩(wěn)定后記錄讀數(shù)，重復(fù)3次。

c)計(jì)算三次顯示值與標(biāo)準(zhǔn)氣體含氧量之差（算術(shù)平均值為裝置精度，應(yīng)符合要求或最大值應(yīng)不大

于量程的±5%），應(yīng)不超過氧量標(biāo)準(zhǔn)值的±5.2%O2。

6.1.7示值重復(fù)性測(cè)試

示值重復(fù)性測(cè)試，按下述步驟進(jìn)行：

a)通入標(biāo)準(zhǔn)氣和參比氣，穩(wěn)定運(yùn)行30min后，讀取、記錄第一個(gè)數(shù)。

b)隔2h讀取、記錄第二個(gè)數(shù)。

c)計(jì)算兩次讀數(shù)的差值應(yīng)不超過量程的±0.2%O2。

d)進(jìn)行上述整套儀表的示值校驗(yàn)時(shí)，計(jì)算每2次間讀數(shù)的最大差值，應(yīng)不大于量程的±0.2%。

6.1.8響應(yīng)時(shí)間測(cè)試：

響應(yīng)時(shí)間測(cè)試，按下述步驟進(jìn)行：

a)從校正氣入口，通入濃度約為滿量程的50%的氧標(biāo)準(zhǔn)氣體，讀取穩(wěn)定數(shù)值后，撤去標(biāo)準(zhǔn)氣，通

入空氣。

b)儀器顯示穩(wěn)定后，再通入上述濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣，同時(shí)用秒表記錄從通入標(biāo)準(zhǔn)氣體瞬時(shí)起（還是模

擬信號(hào)開始變化時(shí)）到儀器顯示穩(wěn)定值(標(biāo)氣濃度)的90%時(shí)的時(shí)間。

c)重復(fù)上述步驟3次，計(jì)算算術(shù)平均值應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)4.3.4要求。

6.1.9漂移測(cè)試

確認(rèn)裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)、面板顯示屏上應(yīng)無錯(cuò)誤或警告報(bào)警信息、標(biāo)準(zhǔn)氣體容器到標(biāo)定管進(jìn)氣

口之間使用盡量短的連接管線后，按下步驟進(jìn)行校驗(yàn)：

a)選擇校正模式（手動(dòng)，自動(dòng)校正）。

b)根據(jù)備有的標(biāo)準(zhǔn)氣體，選擇量程下限、點(diǎn)、上限標(biāo)氣校正（或選擇其中二項(xiàng)標(biāo)氣校正）。

c)從校正氣入口通入保質(zhì)期內(nèi)量程對(duì)應(yīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體（含氧量20.6%）或20.6%的新鮮空氣，

按制造廠規(guī)定的流量（如制造廠未規(guī)定流量，則以300mL/min的流量）,觀察二次儀表（或顯

示畫面）顯示讀數(shù)，顯示值穩(wěn)定數(shù)值后保存或記錄結(jié)果。若有偏差，調(diào)整量程使顯示至20.6%。

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d)換上1%左右含氧量的標(biāo)準(zhǔn)氣體，按制造廠規(guī)定的流量（如制造廠未規(guī)定流量，則以300mL/min

的流量）通入探頭，觀察二次儀表（或顯示畫面）顯示讀數(shù)，待穩(wěn)定后1min～2min，若有偏

差，微調(diào)零點(diǎn)使顯示至對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)氣體含氧量的值。

e)重復(fù)上述c)、d)，直至量程和零位均達(dá)到要求（量程和零位微調(diào)幅度不宜太大，以免影響基

準(zhǔn)電壓）。

f)核對(duì)DCS控制畫面顯示的氧量含量與就地儀表顯示應(yīng)一致。

6.1.10故障自動(dòng)診斷功能測(cè)試

具有故障自動(dòng)診斷功能的裝置，人為設(shè)置一故障，裝置應(yīng)能自動(dòng)判斷故障類型，故障報(bào)警燈亮并顯

示當(dāng)前故障對(duì)應(yīng)編號(hào)。

6.2驗(yàn)收

6.2.1外觀驗(yàn)收

a)外觀檢查應(yīng)完好，無破損、變形和銹蝕。

b)根據(jù)裝箱單，核對(duì)設(shè)備及附件、備品備件、專用工具型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量和技術(shù)資料齊全。

6.2.2安裝驗(yàn)收

按照DL/T5190.4-20123.6施工規(guī)范進(jìn)行安裝，并且按照DL/T5210.4-20183.3.6進(jìn)行驗(yàn)收。

6.2.3調(diào)試驗(yàn)收

按照DL/T774-20155.7中的要求進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收。

6.2.4檢修驗(yàn)收

按照GB/T34578-20175.6及DL/T774-20155.7.2的檢修項(xiàng)目進(jìn)行檢修及質(zhì)量驗(yàn)收。

6.2.5驗(yàn)收與記錄

調(diào)試或修復(fù)、零點(diǎn)和量程遷移校準(zhǔn)結(jié)束后，參見附錄A（資料性附錄）表A.1作好校驗(yàn)原始記錄，

按表A.2做好調(diào)試驗(yàn)收。

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附錄A

（資料性附錄）

校驗(yàn)記錄

A.1調(diào)試記錄見表A.1

A.2調(diào)試驗(yàn)收記錄表見表A.2

表A.1調(diào)試記錄

B

設(shè)備名稱KKS編碼

設(shè)備型號(hào)傳感器型號(hào)

調(diào)試項(xiàng)目及記錄

序號(hào)項(xiàng)目名稱數(shù)據(jù)記錄備注

1外觀檢查是否滿足

2熱電偶對(duì)外殼絕緣電阻

3加熱絲對(duì)外殼絕緣電阻

4內(nèi)電極引線對(duì)外殼絕緣電阻

5絕緣強(qiáng)度是否合格

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