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氧化锆烟气氧量分析仪

氧化锆烟气氧量分析仪
产品时间:2020-06-04
氧化锆烟气氧量分析仪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。

       南京吉帆自动化科技有限公司专注于化锆氧量分析仪变送器压力表流量计水位计双金属温度计热电阻热电偶炉膛工业电视系统汽包水位监视系统生产加工实验室成套的设计、研发;传感设备、测量系统、气体检测及分析设备、输配电控制设备及系统销售;电气成套设备、环保设备及材料、建筑材料、电缆光缆、实验设备、安防产品、会议音响工程、多媒体展厅工程的设计、施工。公司本着以质量求生存,以质量求发展,向质量要效益的原则服务于广大用户朋友。

氧化锆烟气氧量分析仪

      氧化锆氧探头是直插式结构,不带加热器,不需要采样装置,可直接插入0℃-650℃的气氛中测量氧含量,反应速度快,结构简单,故障率极低。内置温度传感器测量被测气氛的温度,即使气氛温度波动,也不会对氧含量计算造成影响。适用于冶金、电力、热处理、陶瓷、水泥等工业加热装置中高温气氛氧含量检测。

  氧化锆氧探头工作原理:采样检测方式是通过导引管,将被测气体导入氧化锆检测室,再通过加热元件把氧化锆加热到工作温度(700℃或750℃)。氧化锆一般采用管状,电极采用多孔铂电极。在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极,在一定温度下,当电解质两侧氧浓度不同时,高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子(4e)结合形成氧离子O2-,使该电极带正电,O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。

一、 概述

       氧化锆氧量分析仪由转换器和检测器(俗称氧探头)组成,在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。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,汉字液晶显示,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. 大屏幕蓝底白字LCD显示。

   3. 全中文操作菜单(出口产品可以提供英文菜单)。

   4. 氧量量程0.01-25.00%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DCS系统。

   10. 多种故障信息提示。

二、工作原理

        氧化锆是一种高温电解质浓差电池,在数度的高温环境下,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(空气或其它气体)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

    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,同时转换成电流信号供计算机或计录仪使用。

三、 技术指标

     量程:     0.01~25.00%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±0.5%

     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 0℃~40℃

     电源及功耗:电源220±10%VAC,功耗最大为150W

     样气温度:   ≤700℃(700℃以上协商供货)

     样气压力范围:±10KPa

     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、 转换器安装尺寸

   盘装横式表:外形尺寸160*80mm*250mm,开孔尺寸152*76mm  

   盘装竖式表:外形尺寸80*160mm*250mm,开孔尺寸76*152mm  

   盘装方式表:外形尺寸160*160*150mm,开孔尺寸152*152mm

   盘装方式表:外形尺寸144*144*150mm,开孔尺寸138*138mm

   墙挂式表:  外形尺寸260*200*100mm

五、氧化锆烟气氧量分析仪配套检测器(探头)的构造

       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。对高粉尘的检测环境,为达到更好的过滤效果,加装了多孔陶瓷过滤器。

       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。

氧化锆氧探头的特点:

  1、核心部件氧化锆锆头采用独特的配方和先进的成型工艺,具有内阻小,本底电势好,响应速度快等优点;

  2、氧化锆元件采用减应力设计,其结构设计合理,极大提高了元件的抗震性和机械强度;

  3、氧化锆电极表面经过特殊工艺处理,测量灵敏度和准确度有了极大的提高;

  4、氧化锆电极在涂制过程中增加了特殊的保护层,极大增强了电极的抗腐蚀能力;

  5、氧化锆探头采用独特的密封技术,具有防灰堵、防冲刷、反应灵敏的特点。

 

六、 检测器的现场安装条件

      正确选择探头安装点,对于提高测量准确性和延长探头使用寿命有着重要意义。如果氧化锆探头安装点选择不合理,将会出现氧量失真、响应迟缓现象,同时还会严重缩短氧化锆探头的使用寿命。因此,本公司技术人员给的建议是,选氧化锆探头安装点是用氧量表的关键,用户严格遵照以下几点来选择安装位置:

      1、在较高的温度段对氧化锆探头各部件的氧化腐蚀比较严重,对氧化锆探头的使用寿命有明显的影响;而温度过低时,凝结的水气与烟气中的SO2及SO3形成亚硫酸、硫酸,对氧化锆元件危害极大,因此,氧化锆探头的检测点应尽量选在(100~600)℃之间。

      2、要求安装点的烟气流通好,以保证有较快的响应时间。切忌安装在炉内侧、死角、涡流和缩口处。安装在内侧和死角处易造成慢响应迟缓现象;安装在涡流处会导致氧量波动大,代表性差;安装在缩口处烟速过大,虽然响应迅速,但易造成灰堵故障和冲刷故障。

      3、要求便于操作,没有障碍物影响插入氧化锆探头的操作。

      4、要求安装点上游5米内无人孔及明显漏点,以防氧量失真。在停炉时,安装点应不受水冲刷操作的影响,不易被人为因素破坏。

      5、不能受火焰冲刷。

      6、氧化锆探头的安装方式可分为:垂直向下或者水平安装,其中水平安装时一般情况下与水平夹角大于20度(即氧化锆探头在烟道内部向下倾斜20度左右),防止水蒸汽残留在探头内。

      7、及时掌握烟气中的含硫量、流速等技术参数,对维护好氧化锆探头十分重要。

      预先加工好带法兰的设备短接管,孔径为Φ76,长度约为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。

七、 安装注意事项

        ※注意: 新建炉膛或烟道要等几次烘炉干燥后再安装氧探头,否则,过于潮湿的烟气可能降低新探头使用寿命。

    ※注意:锆头信号线、电偶导线要与加热器线分开走线。

 

附录:高温型检测器的原理及系统组成

   高温型检测点的气体温度可达0-1400℃,高温型是采取抽气或正压自喷的方式,将炉气引入减温器装置内,经扩容、减压、降温后使其实际温度降至600℃以下,从而实现对高温气体的检测。

 

 由于高温型检测器的特殊结构,在安装时请注意以下几方面:

    1 当待测气体温度在800℃以上时,高温型检测器的取样管应呈垂直形式安装,以防高温取样管因自重产生弯曲变形。

    2 如果炉气压力为负压或为忽正忽负时,应选用负压型高温型检测器。以50-100Kpa压力的压缩风接入抽气系统,调节控制阀,将被测气体抽入采样装置中。

    3 如果炉气压力为正压时,应选用正压型高温型检测器。利用正压自喷使待测气体进入采样装置,并通过调节阀控制喷出气体的压力保持在微正压状态(50Kpa以下)。

    4 如果减温器内温度过低(<150℃时),由于硫化物结露会造成喷射泵堵塞,应采用保温材料将减温器进行保温。必要时,可将压缩风金属管道铺在炉体高温处,加盖保温材料,使压缩风加热到>150℃再接入喷射泵,只要样气出口的气体温度>150℃喷射泵就不会堵塞。

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