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氧化锆检测器


S-2000系列工业炉窑用直插式氧量分析仪检,是在整体组装S-1000系列基础上推出分体组装系列,可配套国内外各类氧化锆氧量分析仪,准确性和可靠性达到国外同类产品水平,可直接替代进口产品。
S-2000系列氧化锆检测探头具有以下主要特点:
  1. 热套技术保证陶瓷与金属的紧密连接,极佳的气密性保证测量准确。
  2. 氧化锆探头采用全不锈钢护套,具有很好的耐磨及耐蚀性。
  3. 直插式:无需取样系统,响应快,有效的降低烟气中灰份堵塞。
  4. 热扩散参比:在标准长度内无需专门的参比空气泵,使用维护简单。
  5. 免标准气校准:准确可靠,安装后即可投入使用,测量精准。
  6. 免清洗:高温碳化硅多孔陶瓷过滤器,高温工况可长期工作。
  7. 分离元件:各组成元件(锆管、加热电炉、正极引线及热电偶组件)均可单独拆卸,便于维修。。
  8. 热惰性保护:安装方便,可热安装,对停启炉适应性强。
  9. 产品系列适应性强:可适用于燃气、燃油、燃煤等各种炉型,硫化床等高负压锅炉氧量测量准确。测量温度从室温至800℃均可选择使用。
  10. 兼容性强:本系列氧化锆探头可直接配套多数国内外各类加热型氧化锆转换器(测温热电偶、加热电压不匹配可定制)。

S-2000系列氧化锆检测探头结构简介
工业锅炉运行环境恶劣和工况复杂,氧量分析仪的检测探头部分容易损坏。一般氧化锆氧量分析仪采用检测探头与转换控制器分开安装,之间通过电缆连接。
氧化锆氧量分析仪检测探头由氧化锆陶瓷管、加热电炉、测温热电偶、导气管及各类引线和支架组成,外部为高温不锈钢保护套管,前端为碳化硅陶瓷过滤器。通过螺纹或法兰与炉体连接,各类信号通过接线盒与转换控制器连接。检测探头直接插入检测烟气。


S-2000系列氧化锆氧量分析仪检测探头,在一体化的基础上改进为分离组装式,各组成元件可方便的拆卸和组装,便于用户维修。同时,各元件采用长寿命设计,检测器整体使用寿命延长。
氧化锆氧量分析仪检测探头的关键技术是陶瓷与金属的连接,本公司通过采用合金热套接技术成功解决两种材料之间的密封难题。密封性能达到国外陶瓷焊接和贵金属粘接的技术要求,保证检测气与参比气彻底的隔离,杜绝因密封不严密造成的误差,阻断烟气对探头内部器件的腐蚀,延长部件使用寿命。
特种合金与氧化锆陶瓷管的连接,因两种材料膨胀系数接近,外加特殊工艺的处理,使两者在不同温度下及温度波动过程中始终保持紧密的接触,从而达到良好的密封效果,而且不会因热应力造成氧化锆陶瓷管的断裂。
加热装置采用高铝陶瓷作支架,进口高温炉丝绕制并密封,硅酸铝纤维多层保温。加热功率低,温场均匀,耐温度冲击,不断裂,使用寿命长。根据转换器类型不同,可配置多种加热电压的加热装置,适用于SCR、SSR、继电器等不同加热控制方式。使用温度≤800℃。整体探头可以在炉窑运行过程中进行更换。
电炉测温采用铠装热电偶,或双只热电偶并联,以延长使用时间。提高检测探头的整体使用寿命。热电偶分度号一般为K分度,也可根据用户转换器的配置选择不同分度号的热电偶。
保护套管采用不锈钢管制作,保证探头在高温、腐蚀、烟尘高速冲刷(流化床锅炉)等复杂工况下长期使用。套管直径范围ф25~ф60mm,以适应不同规格的安装孔径。与炉体的连接一般采用不锈钢法兰连接,多种规格尺寸可满足不同型号的表计配套。根据需要也可以加工配置为螺纹连接。
接线盒采用全铝结构,金属漆或静电喷塑作保护层,内置接线端子和参比气、校验气导管接头。根据探头长度和用户要求内部可配置参比气风泵。防护等级IP65。
同样S-2000系列氧化锆氧量分析仪检测探头核心元件氧化锆管,采用单端封闭的管状结构,封闭端面两侧涂铂金作为检测电池,管内引线采用纯铂金丝。使用进口优质陶瓷材料制作的锆电池,通过精密的加工和装配工艺,使得本系列检测探头的本底电势基本接近0mv,并且长期稳定。因此,S-2000系列氧化锆氧量分析仪可以免除标准气校验。
氧化锆氧分析仪的工作原理依据于能斯特(NERNST)公式:E=RT/4F*lnP1/P2+C
R/4F为能斯特常数。
P1为氧化锆电池内侧参考气的氧分压(固定不变)。
P2为被测介质的氧分压。
T为氧化锆电池的工作绝对温度(温度基本恒定且带补偿)。
C为氧化锆电池的偏置常数(本底电势)。
通过以上公式可以看出,本底电势C(可在制造、装配过程中进行调整)为零时,电池的输出电势E只与被测气体的氧分压P2有关,公式是固定不变的,所以,可以免除校验。
氧化锆氧分析仪检测探头详细技术参数:
测量对象:各种工业炉窑烟气,混合气体氧浓度(非防爆)
烟气温度:0~800℃
烟气流速:≤50m/s
烟气压力:≤±3kpa
环境温度:-20~80℃
相对湿度:<90%
量程范围:0.01~25O2%
响应时间:5s (90%检测值) (烟气流速大于10m/s)
加热电压:80VAC(根据转换器配置24~115VAC)
电炉阻值:70Ω(根据转换器配置)
加热功率:30W(平均),150W(最大)
测温电偶:K分度(根据转换器配置)
锆管内阻:≤25Ω(700℃)
本底电势:-0.2≤e≤0.2mV
接线盒防护:IP65
重    量:5~10kg
插入长度:200~1200mm(可根据用户要求定制)
管    径:ф25~60mm(可根据用户要求定制)
外型尺寸:见外型尺寸图
兼 容 性:兼容国内外各类加热式氧化锆氧量检测转换器。

取样点安装位置的选择:

  1. 避免安装在震动大的部位。
  2. 烟气温度和压力要在仪器规定范围内。
  3. 所取的气样能快速反映工艺的变化情况,即气体要具有代表性。
  4. 取样点的温度、压力、流速等参数不应变化太大。
  5. 氧检测器插入深度应达到烟道气流流通部位,避免死区。
  6. 不能在管道、烟道底部开口取样。
  7. 取样点烟道上游应无泄漏,否则将造成测量误差。
  8. 要选择在易于维护、检修的地方,要有足够的工作空间。



安装:
预先加工好带PN16 DN50法兰的φ76*3mm不锈钢设备短节,按要求选好取样位置(炉壁或管道),开一个φ76的孔,将短节以水平方式焊接到设备上,焊接时要保证焊接处不漏气。对带余热锅炉流程,在选定取样点位置后,φ76mm设备短节应根据保温厚度适当加长穿过炉体保温砖,与炉体钢壳焊牢,露出部分长度约200mm。必须注意:应保证设备短节与炉体保温砖之间的密封,不能存在泄漏。把检测器插入短节,在短节法兰与检测器法兰间垫上2-4mm厚的石棉垫,旋紧4个螺栓,使其不漏气即可。
  注意:由于探头的参比气是靠空气自然对流提供,探头可在水平和向下之间安装,滤网端最好略向下倾斜,便于空气自然对流循环。
接线:
氧量检测器和信号转换器安装于现场,之间用三根电缆连接,分别为: 2×1.0氧势信号屏蔽电缆, 2×1.0 K分度热电偶屏蔽补偿导线、2×2.5电炉加热线电缆。电缆长度不应超过100米。屏蔽电缆要有良好的单端接地,端子排接地端为氧电池“-”极或接地标示的端子。如果热电偶不采用补偿导线连接,应增加2×1.0屏蔽电缆一根,并将温度补偿元件安装于检测器接线盒内(温度补偿元件可根据转换器要求提供pt1000、Cu50、pt100、AD590等规格)。检测器接线盒处电缆要留有一定长度,以检测器带电缆能够完全抽出取样点的长度为宜,方便以后的检修、校准。



氧量检测器如果配用本公司提供的转换控制器,可按照使用手册进行接线。若配用其它型号的转换控制器,接线前一定要核准加热电压,以防加热电压不匹配而造成检测器损坏和缩短使用时间。
使用:
确认接线无误后,通电加热。根据转换控制器加热方式不同,一般15-60分钟即可达到工作温度700℃或750℃,检测器自动进入氧量检测。
新装探头初次工况加热使用,由于装配操作过程中内部材料带部分有机成分以及金属内表面未氧化稳定,探头内部会耗用部分氧气,会使显示值偏高,一般在情况下,检测器工作24小时后可逐渐正常。通入参比气或打开接线盒加快空气对流,可以加快检测器稳定。
综合校准:
使用成套供应的检测器和转换控制器不用校准,安装后加电稳定一段时间后即可显示准确的测量值。
非成套供应的表计校准应在主设备运行工况中使用24小时后进行。校准只检查转换器的零点即可。
方式1:在检测器接线盒处短接氧电池的正负端子,调整转换控制器氧势电压为0mV,氧量显示20.6%即可。
方式2:如果转换控制器带有参比气泵,将气泵出口接入校验气导管,流量100mL/分,显示稳定后,调整转换器使氧量显示 20.6%,完成后拧紧校验气螺母。
方式3:转换控制器不带参比气泵,可以整体从取样点抽出检测器,等显示稳定后,调整转换器使氧量显示 20.6%。
零点调整完成后,再调整转换控制器输出电流与上位表计的量程一致。
在正常检测状态下,可使用数字万用表测量氧电势,通过说明书附表可查看显示表计的准确性(工作温度应与附表一致)。
转换控制器调整:
打开电源,当温度达到700℃后,仪器稳定一小时以上进行下列设置:
1.本底自动校正:
将标气入口的密封螺钉拧下,通入空气(流量≤50ml/min),或将氧探头直接放在空气中,待数据稳定后按“设置”键进入主菜单,按“向上 ”“向下 ”键将光标选中“氧量参数校正”菜单,按“确认”键进入校正子菜单,按“向上 ”“向下”键将光标选中“本底自动校正”菜单,按“确认”键,本底自动校正后,按“返回”键返回测量状态。氧量显示20.6%左右即可。 再将标气入口的密封螺钉拧上。
2.标气自动校正:将标气入口的密封螺钉拧下,通入标准气(一般选用5%左右的氮中氧,流量≤50ml/min),待数据稳定后,按“设置”键进入主菜单,按“向上 ”“向下”键将光标选中“氧量参数校正”菜单,按“确认”键进入校正子菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“标气自动校正”菜单,按“确认”键进入校正页面,按“向上”“向下”键将数据修正到和标准气值相同,按“确认”键完成标气校正。按“返回”键返回测量状态。再将标气入口的密封螺钉拧上。
3.氧量上限报警值:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“氧量上限报警值”菜单,按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整氧量上限数据,按“确认”键完成调整,按“返回”键返回测量状态。
4. 氧量下限报警值:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“氧量下限报警值”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整氧量下限数据,按“确认”键完成调整,按“返回”键返回测量状态。
5. 温度上限报警值:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“温度上限报警值”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整温度上限数据,按“确认”键完成调整,按“返回”键返回测量状态。
6. 温度下限报警值:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“温度下限报警值”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整温度下限数据,按“确认”键完成调整,按“返回”键返回测量状态。
7. 氧量量程设置:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“氧量量程设置”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整氧量量程数据(量程从5%-25%内自由设定),按“确认”键完成调整,按“返回键返回测量状态。4-20mA电流输出将自动和量程对应。出厂量程一般默认设置为0-25%。
8. 恒温温度设置:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“恒温温度设置”菜单,按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键调整恒温温度值(恒温点700℃和750℃两档选择),按“确认”键完成,按“返回”键返回测量状态。出厂恒温点一般默认设置为700℃。
9.温度报警控制:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“温度报警控制”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键选择报警“开”或“关”,按“确认”键完成,按“返回”键返回测量状态。
10.氧量报警控制:按“设置”键进入主菜单,按“向上”“向下”键将光标选中“氧量报警控制”菜单, 按“确认”键进入调整页面,按“向上”“向下”键选择报警“开”或“关”,按“确认”键完成,按“返回”键返回测量状态。

使用注意事项:

  1. 根据转换器不同,检测器内部存在高于36V的不安全电压,拆装接线必须断电。
  2. 被测介质水分会影响检测值的大小。
  3. 检修时炉膛或烟道吹扫清洗应抽出检测探头。严禁探头在加热状态下淋水。
  4. 检测探头内部有精密陶瓷元件,安装过程轻拿轻放,禁止敲击探头任何部位。
  5. 检测探头内部空气对流不理想时,显示值偏高且变化大。应考虑通入参比气。
  6. 烟气压力超过±2kpa时,测量误差增大,应考虑增加压力补偿。


 


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