ZO-3系列氧化锆氧量分析仪

ZO-3系列氧化锆氧量分析仪

一、概述：

      氧化锆氧分析仪主要用于测定炉窑烟气中的氧含量，应用场所主要有电厂锅炉；炼油厂加热炉和锅炉，输油管道加热炉；冶炼厂加热炉和均热炉；化工、轻纺、食品加工、制药、水泥和采暖等企业工业锅炉。在炉窑燃烧过程中，当空气过剩系数过小，即氧量不足时，由于未燃烧而导致热效率降低和冒黑烟；当氧量过大时，SO2和NOX量增加，将导致环境污染，同时因过量空气带走热量，使热效率降低。因此，只有利用氧化锆氧分析仪来控制*空/燃比，实现经济燃烧，才能得到*的热效率和减少对环境的污染。

二、测量原理： 

PC-ZO系列氧化锆氧分析仪是利用氧化锆浓差电池来测定氧含量的电化学分析仪器。氧化锆电池安装在探头的顶端，它由氧化锆元件和铂电极组成，其结构原理图如图1所示：

图1                                               

PC-ZO系列氧化锆氧分析器结构原理图

1-氧化锆元件； 2-铂电极； 3-加热炉； 4-热电偶； 5-氧量变送器

氧化锆元件是由氧化钇或氧化钙稳定的氧化锆材组成。在高温下，它是良好的氧离子导体，当氧化锆电池两边的氧含量不同时，便形成一个氧浓差电池，产生电池电动势，电池电动势与氧浓度关系符合能斯特方程：

                                                                                                     （1）

    式中R，F分别是气体常数和法拉弟常数，T是电池温度（K），P0和P分别是空气氧含量（20.6%）和待测气中氧含量。由（1）式可见，当池温恒定后，通过测定氧化锆电池电势信号便可计算出待测气中的氧含量P。

    实际上，只有在理想状态下（1）式才成立，而仪器自身条件和现场情况并非理想状态，为此，本仪器采用了的设计思想及校正方法（见主要特点部分），克服了众多氧化锆氧分析仪的不足。

三、PC-ZO系列氧化锆氧分析仪的主要技术参数

   （1）测量范围：0~20.6Vol%O2

   （2）测量精度：±1.0%（满度）

   （3）响应时间：<3秒（达到90%指标）

   （4）输出方式：DC：0~10mA；DC：4~20mA两路线性输出

   （5）负载能力： 800Ω（0～10mA）

                                   400Ω（4～20mA）

    （6）安装点允许压差：<1000Pa

    （7）变送器外型尺寸 P型：160×160×320mm（开孔153×153mm）

                                                      160×80×270mm（开孔153×78mm）

                                           G型：240×330×110mm

    （8）环境温度： 变送器：-5~55℃

                     探头：-10~70℃

    （9）电源：AC：220V±10%，50Hz

    （10）防护等级：高于IP65标准

    （11）质量保证期：探头：1年；变送器2年

四、原理简介：

    电路由氧信号放大器、热电偶信号放大器、AD变换、氧量转换、输出电路、温控电路及电源电路等几部分组成。由探头送来的氧浓差信号、热电偶信号经放大后，经A/D变换后根据能斯特公式计算出氧含量，再进行D/A变换，zui后经光电隔离、V/I转换成0-10mA和4-20mA的标准电流信号输出。温控电路采用了冷端补偿、断偶保护及脉冲触发等电路，以保证池温的恒定。电源电路采用高性能开关电源，从而大大提高了仪器的稳定性和抗干扰性。

五、误操作引起的故障及现场处理

    ZO系列氧化锆氧分析仪是用于现场的在线仪器，它所提供的氧量信号是热控自动化空燃比控制中的一个主要参数，因此有必要列出用户中已出现的种种错误操作，引以为戒。

    1．采用ZO-12B探头时，选择了错误的安装点

    ZO-12B探头应选400℃-500℃烟温、烟气流通好、安装方便之处，有些用户却选错了安装点导致种种不良后果：

    （1）烟温太高，有些用户选用了600℃-750℃的烟温点，因烟气温度过高，加速探头老化。

    （2）选用炉内侧，虽然探头使用寿命大于1年，但响应迟缓，无法指导调风操作。

    （3）选用烟道缩口处，风速大，造成探头灰堵。

    （4）选在300℃左右烟温处（省煤器后），负压大于1000Pa，经常出现漏气故障，氧量偏高。

    （5）选在半空中，热工人员不便操作，导致安装时易损坏过滤器，装上后无人管理。

    （6）工况氧量无代表性，正常烟气氧量与插入点氧量相差甚远。

    2．接线失误情况

    本仪器虽然只有三组线，但由于是探头和变送器安装点相距较远，往往产生连线错误：

    （1）将热电偶的正、负号接反，结果输给温控一个负信号，将导致烧坏探头。

    （2）连线中间断，未检查就投入，结果投不上，无法运行。

    （3）信号电缆磨破导致与炉体短路，测量不正常。

    （4）将线接在变送器内空端子上，未经检查就投入，结果投不上，无法运行。

    （5）布连线时，将左右两侧三对线接错，将导致仪器无法正常工作。

    3．安装不当，造成漏气情况

    （1）探头上炉后，未堵标气入口，造成氧量偏高。

    （2）探头安装不密封，个别用户为了省事，不按说明书焊接炉体法兰，简单将探头插入开孔，然后用耐火物质堵孔，造成漏气。

    （3）安装点附近有漏点，例如在安装点上游有吹灰孔，而又未堵严，或者炉体漏风大，造成氧量偏高。

    （4）用户在换元件或维修时，装配不正确，造成漏气。