炉膛烟气氧含量在线监测,原位激光在线分析微量氧分析

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炉膛烟气氧含量在线监测,原位激光在线分析微量氧分析

目 录

前言 1
安全注意事项 2
一、 概述 3
二、工作原理 3
三、 产品选型和技术参数 4
3.1 产品类型 4
3.2 型号说明（型号代码表） 4
3.3 技术参数 5
四、 检测器的构造 5
五、检测器的现场安装条件 6
5.1 安装位置选择和安装条件 6
5.2 氧量检测器的安装 6
六、 氧量变送器安装尺寸 7
七、 接线示意图和注意事项 8
7.1 氧量检测器接线示意图 8
7.2 氧量变送器接线示意图 8
八、操作说明 9
8.1 开机 9
8.2 参数设置与校正： 10
九、 故障判断与处理 11
十、贮存 12
十一 氧量分析仪的成套及附件 12
十二、质量保证 12
附录一 氧量-电流对照表 13
附录二 氧量-电势对照表 14



前言

PUE-103Ex系列防爆型氧化锆氧量分析仪参考以下标准
（参考标准：GB 3836.1－2010、GB 3836.2－2010、Q/TF001－2018 《中华人民共和国国家计量检定规程 氧化锆氧分析器》（JJG535-2004） 《氧化锆氧分析器 技术条件》（JB/T8281-1999））
(安装使用前请详细阅读使用说明书)


▶请仔细阅读本使用说明书，在充分理解内容之后再进行氧化锆氧量分析仪安装、运行、调试。如使用不当可导致事故受伤。
▶严禁擅自改装氧化锆氧量分析仪。若擅自改装而引发的事故，本公司概不负责。
▶本使用说明书由实际使用氧化锆氧量分析仪的人员保管，阅读后，请保管在实际使用氧化锆氧量分析仪的人员随时可查阅。





规格型号： 记载于本体铭牌
制作日期： 记载于本体铭牌
版 本 号： /V1.0











▶严禁擅自转载本使用说明书的部分或全部内容。
▶如发现本使用说明书存在难以理解、遗漏、表达不完整等处，请填写在本使用说明书末页意见表内。

安全注意事项
使用前请务必认真阅读“安全注意事项”，确保正确使用。






▶氧化锆氧量分析仪在安装、调试、设置、维修等环节，务必由专业技术人员来完成。
▶请将本产品设置在符合使用说明书中使用的场所。若设置场所不符合要求，会导致触电、火灾。
▶若安装在运行的炉中，注意避开炉中的排气，否则会烫伤。
▶配线施工时，注意不要使电线头杂物进入仪表内，否则可能会导致火灾、事故。
▶请连接符合仪表规定的电源，否则可能会导致火灾。
▶进行布线施工时，请务必切断电源，否则会导致触电事故。


▶请勿在爆炸性气体环境中使用，否则可能会导致爆炸、火灾等事故。

▶无论任何情况下，现场严禁带电开盖操作。
▶禁止在直接受到雨水等场所进行作业，否则可能导致触电事故。


运行、停止、维护、检查时的注意事项
▶请切断总电源后再进行作业，若在通电状态下作业可能会导致触电事故。
▶清洁导流管部件时，请切断总电源，等充分冷却后在进行作业，否则可能会导致烫伤。
▶更换零件时，切勿使用非制造商指定品牌，否则不仅不会发挥仪表性能，还可能会导致事故和故障。
▶分析仪的标定检查要定期进行。

▶被测气体中若含有可燃性气体，使用前请确认气体组成和规格，否则不仅不会发挥仪表性能，还可能导致爆炸。

▶无论任何情况下，现场严禁带电开盖操作。
▶禁止在直接受到雨水等场所进行作业，否则可能导致触电事故。

一、概述
PUE-103Ex型氧化锆氧量分析仪符合国家标准GB3836.1-2010《爆炸性环境 第1部分：设备通用要求》和GB3836.2-2010《爆炸性环境 第2部分：由爆炸外壳“d”保护的设备》，并经国家指定检验单位审查，检验合格，取得了防爆合格证。防爆标志为Exd ⅡCT5 Gb，主要适用于ⅡA-ⅡC类，T1-T6组爆炸性气体环境中。
氧化锆烟气氧量分析仪是近几十年发展起来的新型测氧器，因其具有结构简单、维护方便、反应速度快、测量范围广等特点，而广泛应用于石油化工、电力、冶金、供暖、建材、电子等部门，分析各种工业锅炉及窑炉中烟气的氧含量，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染。
氧化锆氧量分析仪由氧化锆氧量检测器（俗称氧探头）和氧量变送器组成，在氧化锆氧量检测器的核心元件氧化锆浓差电池上，采用了纳米材料和先进的生产工艺，在电极涂层上添加抑制电极老化的添加剂。大大提高了氧化锆测量探头的精度和使用寿命。氧量检测器采用直插式探头结构，不需取样系统，能及时反映锅炉内燃烧状况，如与自控装置配合使用，可有效地控制燃烧状况。转换器采用单片机智能化设计，中文液晶显示，使数据显示、功能控制更具有人性化；可与各类型 DCS 数据接入设备连接。使仪表的操作变的简单，容易掌握。
具有以下特点：
1.通用性较强，可以直接替换其它厂家氧量分析仪。
2.白底黑字ＬＣＤ显示屏，清晰直观。
3.全中文操作菜单(出口产品可以提供英文菜单)操作，使用调试简单方便。
4.氧量量程0-25%内自由设定（最低量程 0-5%）。
5.温度采用PID控温，恒温点700℃和750℃（可现场选择）。
6.可设置氧量上、下限报警指示，温度上、下限报警指示。
7.本底电势一键校正。
8.可用标准气在线校准。
9.4-20mA 标准电流输出与主电路光电隔离，可直接远传进入 PLC 或 DCS 系统。
10.多种故障信息提示。
11.防爆型设计，主要适用于ⅡA-ⅡC类，T1-T5组爆炸性气体环境中。
二、工作原理
氧化锆是一种高温电解质浓差电池，在500℃以上的高温环境下，具有能产生氧离子迁移的导电性能，由于被测气体（烟气或其它气体）与参比气体（空气）在氧化锆两侧铂电极的氧分压不同，在两极间有一定数量的氧离子迁移而产生了氧浓差电势，其电势值与氧浓度的关系，可以用能斯特（Nernst）公式来表示：
E=RT/4F×LnP1/P2
式中： E—氧浓差电势（V）
R—理想气体常数（8.314J/moLK）
T—绝对温度值（K）
F—法拉第常数（96500c/moL）
P1—参比气体分压（空气）
P2—被测气体分压
氧量变送器把所测量出的数据，经单片机计算转换，将氧含量在液晶屏上显示出来，同时转换成 4-20mA 电流信号远传至 PLC 或 DCS 系统。
三、 产品选型和技术参数
3.1 类型
a. 防爆型式：隔爆型
b. 防爆标志：Exd ⅡCT5 Gb/Ex tD A21 IP66 T100℃

3.2 型号说明（型号代码表）
PUE ----- 公司代码
Ex ----- 防爆产品
103 ----- 产品系列代码

例如：现场需要防爆型，烟气温度800度，法兰规格DN50，检测器插深L=1000mm. 那么订货型号：PUE-103Ex/Y-B-100，

3.3 技术参数
产品型号：PUE-103Ex
防爆标志：Exd IIC T5 Gb
防护等级：IP66
材料：铸铝 尺寸：270×230×110 （mm）
量程： 0.01～25.0%O2(量程从 5.00％－25.00％内自由设置） 输出信号： 4 ～20mA 负载电阻≤500Ω 隔离
重复性： 满量程的±1%
基本误差： ≤±1%（满量程）
稳定性： ≤±1%（仪器连续检定 4h）
响应时间： 当标准气体从检测器入口引入时计，5 秒内达到 90%的响应环境温度： 检测器 -10℃～80℃ 转换器 -10℃～50℃
电源及功耗：电源 220V±10% AC，功耗：＜ 150W 样气温度： 0-650℃（650℃以上订货时请说明）
烟气流速：＞5m/s
样气压力范围：±10Kpa （特殊压力订货时请说明）
检测器长度:0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他长度可根据用户要求生产）
四、检测器的结构






检测器由防尘装置、氧化锆管、加热炉、热电偶、气体导管、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。
检测器内的氧化锆管是核心元件 ，属陶瓷易碎品，运输和安装使用过程中
应避免剧烈震动，以免损坏。检测器内加热炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度，为延长加热炉的寿命，在工艺上作了特殊的处理。因检测器本身带有加热装置，从而在低于700℃的环境中能正常工作。
五、检测器的现场安装条件

▶若设置场所不符合要求，使用时可能会导致触电、火灾等事故。

▶请勿在有爆炸性气体环境中使用，否则可能会导致爆炸，火灾重大事故。

5.1氧量检测器的现场安装条件
避开震动场合；环境温度要在仪器规定范围内；接线盒要避开高辐射热源； 尽可能避开腐蚀性气体；要有足够的工作空间；为避免 SO2 的冷凝，取样点气体温度应高于 300℃，其范围为 300—600℃最佳。 取样点的温度、压力、流量等参数不应变化太大。取样探头的长度应达到烟道直径的 1/3。切忌在管道、烟道底部开口取样。取样点的附近炉堂、烟道应无泄漏，否则将造成测量误差。要选择在易于维护、检修的地方。
5.2氧量检测器的安装
预先加工好带法兰的设备短接管，孔径为Φ76，长度约为 150-400mm。按要求选好取样位置(炉壁或管道)，开一个Φ76 的孔，将短接水平焊接到炉壁上， 焊接时要保证焊接处不漏气。把检测器插入短接管中，接管法兰与检测器法兰之间垫上 2—4mm 厚的石棉垫，旋紧 4 个螺栓，使其不漏气即可。
新建炉膛或烟道要等几次烘炉干燥后再安装氧探头，由于建筑耐 火材料含有复杂组分的挥发物，可能对氧传感器电极有毒害作用，可能降 低新探头使用寿命。














六、 氧量变送器安装尺寸
墙挂式表：外形尺寸 270*230*115mm
氧量变送器不能在烟道炉墙等高温热源体上安装，应该避开高温辐射，选择通风良好，方便安装调试的位置。
安照图示安装尺寸，焊接固定好安装支架，然后用M10的螺栓将氧量变送器安装固定好。






















七、仪器接线示意图和注意事项
7.1 氧量检测器接线示意图
7.1.1 氧电池信号引线用 RVVP2×1.0 屏蔽二芯电缆线。
7.1.2 热电偶选用 K 分度号 KX-G 型 2×1.0 屏蔽二芯补偿导线。
7.1.3 加热器选用 RVV2×1.5 二芯电缆线。
7.1.4也可以选用氧化锆氧量分析仪专用电缆。


▶氧电池信号线、热电偶信号线要分正负极！加热器线不分正负极。






7.2 氧量变送器接线示意图

























接线注意事项
▶布线施工时，不要使电线头等杂物进入仪表内，否则可能导致 致故 障。
▶请连接使用符合仪表额定规格的电源，否则可能导致火灾。
▶布线施工时，请务必切断总电源。

▶禁止在直接受到雨水等水分侵蚀的场所进行作业，否则可能导
致触电事故。

八、操作说明
8.1 开机
仔细检查接线完全正确后，打开电源，三十分钟左右仪器显示如下：当温度达到 700℃后，仪器显示内容如下：








▶出厂时已经调试校验好，现场直接安装使用，当设备使用一定时间后，确需校准时，可按照如下方法校准调试。
8.2查询设置参数操作如图所示：






8.3 若要修改设置参数，将光标箭头移到对应菜单，按确定键进入子菜单，选择到对应要修改参数项目，再按确定键，光标箭头变为星号时，按向上或者向下键就可以修改数值。修改后再按确定键即可保存数据，按返回键退出。












8.4 关于标气选择：
参比气（也称为量程气）可以用当前所在地的空气氧浓度作为标准，一般为20.6%-
九、 故障判断与维护
9.1氧量检测器性能检查：
在空气中，恒温700度时，用万用表测量氧电池接线端子两端的直流电压和直流电阻，根据检测数据，判断处理结果。
测量条件 测量项目
在空气中，恒温700度时 氧电池直流电压（mv） ＜±3mv，越小越好 ＞±3mv，越大性能越差，建议提高恒温温度或更换新检测器。
氧电池直流电阻（Ω） ＜500Ω，越小越好 ＞500Ω，越大性能越差，建议提高恒温温度或更换检测器。超过1kΩ，说明氧电池已开路，直接更换检测器。

9.2 氧量检测器的零点和灵敏度会随着时间有一定的变化，因此，氧量变送器需要定期标定，一般标定周期6个月左右。更换新检测器后进行标气标定。
正常情况下，分析仪不需要除调零和标定以外的其他维护。

十、贮存
仪器在仓库存放时，应包装完好，存放温度为0～50℃，相对湿度不大于85％，没有强腐蚀性气体。
氧化锆氧量分析仪在搬运和安装过程中，不允许受剧烈机械冲击和曝晒雨淋，严防摔掷、碰撞、重压。
产品可在空气流通、无滴水和液体侵袭和相对湿度不大于90%（＋25℃），温度
0℃～40℃，无破坏金属和其他绝缘的腐蚀性气体的仓库中贮存一年以上，且远离
火源和热源。

十一、仪器的成套及附件
开箱前应先检查外部包装的完好性，再根据装箱单核对箱内物品及随机文件是否完整，随机文件如下：
▶ 装箱单
▶ 产品合格证
▶ 使用说明书

十二、质量保证
▶ 产品保修期内，本公司提供免费维修服务，但如有以下情形者，将酌情收取
材料成本工时费用：
▶ 不按照使用说明书中的规定进行操作导致损坏。
▶ 擅自拆机损坏。
▶ 雷击及不可抗拒的自然灾害。
▶ 若公司与用户之间另有书面服务承诺或规定，将严格按照承诺或约定的要求进行处理。

2.4 流量计
2.4.1 应用
与量水堰槽配合使用，测量明渠内水的流量。主要用于测量污水厂、企事业单位的污水排放口、城市下水道的流量。
由于这种仪表采用超声波穿过空气，以非接触的方法测量。因此在粘污、腐蚀性液体情况下，比其它形式的仪表具有更高的可靠性。
2.4.2 仪器特点
WL-1A1仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的水位-流量关系反算出流量。
2.4.3 技术参数
★ 流量量程：10升/秒～10米３/秒(由配用量水堰槽的规格决定)
★ 流量不确定度：5%
★ 超声波最大测距：2米
★ 探头盲区：0.4米(从探头的法兰盘起，0.4米内不能用于测量)
★ 测距误差：＜0.4% 或±3毫米（在1米量程内）
★ 水位分辨力：1毫米
★ 工作环境温度：-20℃～+70℃
★ 仪器防护：探头为可浸水式；仪器为防尘式
★ 交流或直流供电： 交流：220V　50HZ 4W
★ 直流：12V 60mA
(交流、直流同时存在，仪表使用交流，交流掉电时，自动接通直流)

3.3 系统的强电安装
本系统的强电要求为供电220V，20A，必须配备接地保护。电源线选用三芯2.5平方电缆。环境较恶劣的地段可采用穿管方式敷设，穿管材料采用无缝钢管，尺寸大于φ24。
电源由配电房敷设到设备间，环境恶劣和危险地带采用穿管方式接入。
配电箱选用正泰等知名品牌空气开关，并配漏电保护器。
系统配电设计见附件图二。
3.4 系统的弱电安装
本系统采用结构化设计，设备间之外的弱电系统安装仅有4芯屏蔽电缆的布线。
信号输入部分（指设备间主机和监测电脑之间的通讯部分）：采用四芯屏蔽线作为传输介质。由设备间敷设监控室电脑上。具体走线现场待定，应注意不能和强电共同敷设，特殊环境下采用穿管方式敷设。
信号输出部分：企业内部的监测数据可用ADSL、GPRS无线网传输或厂内局域网传输。局域网的安装内容为监控室计算机到铅厂交换机的布线及网络连通。
根据环保部的统一规划，将对省内所有废水自动监控系统入网的数据采用GPRS或ADSL通讯方式进行传输。由于这种通讯方式大多是按流量计费，而不是按时间计费，因此，通过这种技术，各级远程监测部门将有效解决原来由PSTN传输而不能连续监测的缺点。
屏蔽电缆在布线时应尽量避免强电流干扰。