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氧化鋯分析儀測氧原理及應用

氧化鋯分析儀測氧原理及應用

2004/9/24 10:08:00
[摘要 :]本文通過氧化鋯分析儀在菏澤電廠的成功應用案例,詳細論述了125MW機組鍋爐采用氧化鋯氧量變送器測定煙氣中的含氧量工作原理,儀器結構、性能和標定方法,鋯頭安裝與更換,故障判斷和消除等。 [關鍵詞:]氧化鋯,標定 1 前言 針對#1機組送風單耗升高、氧量高負荷上不去問題進行了全面分析,通過檢查發(fā)現(xiàn),送風機全開,氧量只有4.0%左右,同時送風機單耗上升0.45kwh/tq,引風機單耗也有0.1-0. 2 kwh/tq的升高,同時甲側煙道伴隨排煙溫度降低,甲側排煙溫度約比乙側低21℃,判斷為預熱器甲側漏風,安排熱力試驗進行漏風測試,發(fā)現(xiàn)甲側預熱器漏風率高達18%以上。 #1爐預熱器甲側漏風嚴重,嚴重影響送風單耗,高負荷氧量上不去,利用停爐機會檢查消除#1爐預熱器內(nèi)部漏風點。本次#1爐停爐備用期間,對預熱器漏風管子進行了封堵,2004年8月24日開機后觀察,同負荷、同氧量下,送風耗電率降低0.029個百分點,引風耗電率降低0.009個百分點,送、引風耗電率合計降低0.038個百分點。 菏澤電廠125MW機組采用氧量信號校正風量指令,如下圖1所示。
風量指令送至送風控制系統(tǒng),去控制甲乙送風機偶合器勺管開度,從而控制送風量;風量指令與實際送風量的偏差經(jīng)過RAFC塊的PI運算輸出,作為前饋信號引入引風控制系統(tǒng),控制甲乙引風機偶合器勺管開度,從而控制爐膛負壓。 2 測氧原理 如圖2所示,在氧化鋯管底的內(nèi)外表面有兩個鉑電極,即參比電極和測量電極,分別帶有兩根鉑引線,構成一個氧化鋯測氧電池,即氧濃差電池。
該型探頭主要由以下組件組成:氧化鋯元件為探頭的關鍵部件,以它為主體構成測氧 電池,包括氧化鋯管及涂制在管底部的鉬電極和電極引線,電極引線可將信號引出;加熱 爐用于加熱氧化鋯管,使它恒定在設定溫度(780±10℃)上;標氣管用于接通標氣,校準 探頭;熱電偶用于測量氧電池中的溫度,接入變送器溫控系統(tǒng);接線板設有信號、熱電偶 和加熱爐三對接線柱,其它還有過濾器、安裝法蘭和探頭外殼。 4 氧量變送器 原ZO-12(Q)型氧量變送器的原理圖如圖4所示,有兩部分組成。
4.2溫控部分 溫控部分的作用是將探頭中測氧電池的溫度定在(780±10℃)范圍內(nèi),由裝在探頭中的熱電偶將池溫信號ET輸?shù)綔乜仉娐罚?jīng)過冷端補償和斷偶保護,再放大100倍后加到比例積分電路,并與池溫設定電勢3.24V比較,其比較結果送移相觸發(fā)電路,產(chǎn)生可變周期的脈沖,以觸發(fā)固態(tài)繼電器,由于脈沖周期不同,所以,可控制固態(tài)繼電器中可控硅的導通角,從而改變探頭加熱爐的加熱功率,達到恒溫的目的。 4.3前面板功能鍵 該變送器前面板功能鍵如圖5所示,它設有七個功能鍵和一個本底調(diào)節(jié),內(nèi)容包括:四參數(shù)顯示鍵:氧量——顯示煙氣含氧量,信號——顯示探頭信號,本底——顯示本底電勢,池溫——顯示探頭氧化鋯電池溫度;上排三個鍵為獨立操作鍵,互不影響,包括數(shù)顯開關,兩個量程轉(zhuǎn)換(10%和20%),自檢內(nèi)設標準信號代替探頭信號,用于檢驗變送器的氧量轉(zhuǎn)換部分是否正常;本底電勢用于標氣校驗時,調(diào)試該電位器以校準本底電勢的影響。
該變送器設有兩個保護功能:斷偶保護用于當熱電偶斷后,該線路部分將輸入一個約34mV的假熱偶信號,自動斷開加熱爐電源,保護探頭以免燒壞;超溫保護用于當溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障而失控時,池溫升至820℃,超溫保護系統(tǒng)將控制電源恒定在820℃,避免探頭燒壞。 5 在線標定: 氧化鋯電池老化、積灰、SO2 和SO3 對電池的腐蝕等許多干擾因素的影響,運行過程中,儀器參數(shù)將發(fā)生逐漸變化,而給測量帶來誤差,電池老化表現(xiàn)在內(nèi)阻升高和本底電勢增大兩個主要參數(shù)上。內(nèi)阻大于800Ω或本底電勢增大到(―25~―30)mV時,氧量顯示出現(xiàn)跳動現(xiàn)象,響應遲緩。為了使測量準確,必須定期用標氣進行校準。 先將標氣流量調(diào)至500ml/min,然后取下探頭上的標氣入口堵頭,將標氣用導管接入標氣入口,并密封好。 當標氣通入約(3~5)min后,顯示穩(wěn)定,這時調(diào)變送器前面板上的本底調(diào)節(jié)電位器,直至氧氣顯示和標氣值相等。 取下標氣連接管,重新堵上標氣入口,儀器校準完畢,按下本底鍵,即可讀出記錄該值。
[參考文獻] [1]管怡和,阮勇,周建莉.JJG535-88,氧化鋯氧分析器[S]. [2]丁衛(wèi)東.ZO系列氧化鋯氧量分析器在黃臺發(fā)電廠的使用及問題分析[J].山東電力技術,2001年增刊(熱控專集):78-80,112. [作者簡介]侯典來(1963-),男,山東梁山人,漢族,1985年畢業(yè)于山東工業(yè)大學,學士學位,高級工程師,主要從事火電廠基建安裝調(diào)試和生產(chǎn)檢修工作,曾榮獲山東省優(yōu)秀質(zhì)量管理工作者稱號。
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