氧化锆操作规程.docx

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氧化锆操作规程

21横河氧化锆氧气分析仪维护检修操作规程

21.1概述

EXAxtZR22G，ZR402G分离式氧化锆氧分析仪已开发应用于各种工业过程燃烧控制。

该分析仪由一支探头和一台变送器组成。

探头为直插式，变送器采用数字显示。

21.2测量原理

氧化锆（金属化合物）是一中固态电解质。

人掺入一定两氧化钇等杂质后，在高温条件（T＞600℃）下，就会成为良好氧离子导体。

氧化锆传感器（又称探头）就是依据这一原理制作，如图21-2-1所示。

氧化锆检测器为直插式管形结构，锆管端部是白金内电极和外电组成传感器。

当锆管内外氧浓度不同时，探头上便产生电势差。

采用测量电势方法就可知道被测气体中氧百分含量。

21.3技术指标操作规范

测量对象：

燃烧排放气体和混合气（易燃气体除外，不能用于腐蚀性气体如氨气，

及YOKOGAWA核对）中氧浓度（vol%）

测量系统：

氧化锆系统

氧气浓度：

0.01～100vol%O2

输出信号：

4～20mADC（最大负载电阻550Ω）

测量范围：

在0～5至0～100vol%O2（1vol%O2内）范围内任意设置，或设定局部量

程。

数字通讯（HART）：

250～550Ω,取决于连接回路中现场装置数量（多点模式）。

注：

HART是HARTCommunicationFoundation注册商标。

显示范围：

0～100vol%O2

加热时间：

约20min。

重复性：

（自然对流空气作参比气时除外）

设定量程最大值±0.5vol%。

（量程达到0到25vol%O2）

设定量程最大值±1vol%。

（量程为0到25%到0到100vol%O2）

线性度：

（标准气误差除外）

（自然对流空气作参比气时除外）

（使用已知氧气浓度（在测量范围内）气体作为零点气和量程校正气）

设定量程最大值±1vol%。

（0到5到0到25vol%O2）（样气压力：

在

±4.9kPa之内）

设定量程最大值±3vol%。

（0到25到0到50vol%O2）（样气压力：

在

±0.49kPa之内）

设定量程最大值±5vol%。

（0到50到0到100vol%O2）（样气压力：

在±0.49kPa之内）

漂移：

（开始使用前两个星期除外）

（自然对流空气作参比气时除外）

零点和量程都在设定量程最大值±2%/月

响应时间：

5秒内90%响应。

（从气体进入校正气入口及模拟信号开始变化时测量。

）

21.4操作步骤

21.4.1开机前检查及准备工作

21.4.1.1检查管道和配线连接

21.4.1.2检查电源线、信号电缆连接是否正常。

确认供电电源是否正确。

21.4.1.3分析仪一旦安装、配线完毕并检查无误后，在条件具备情况下尽可能送电，以防酸性介质腐蚀远器件

21.4.1.4在触摸面板上进行各类参数设置。

21.4.1.5氧化锆分析仪需要从参比气口吹入恒定空气流量，调整仪表风使其流量保持在50mL/min。

21.4.1.6分析仪送电后要预热1h（最好是3h）后方能达到其测量精度。

21.4.1.7如果分析仪断电超过30min，最好从校验口向分析仪内吹入仪表风，仪表风流量设定为150mL/min。

21.5校正

有三种可用校正模式：

21.5.1手动校正：

允许零点和量程校正或依次进行其中一种手动校正。

21.5.2半自动校正：

通过触摸面板或触点输入启动校正，按照预设校正周期和

稳定时间，进行一系列校正操作。

21.5.3自动校正：

按照预设校正周期自动执行。

校正受下列选择模式限制：

21.5.3.1当选择手动校正时：

这种模式仅能进行手动校正。

（即使当校正启动已到时，这种模式既不允许触点输入启动半自动校正，也不允许启动自动校正）

21.5.3.2当选择半自动校正时：

这种模式可进行手动校正和自动校正。

（然尔，这种模式即使在动校正时间己到时，也不允许启动自动校正。

）

21.5.3.3当选择自动校正时：

这种模式可进行任何模式校正。

21.5.4校正，按下面步骤进行：

21.5.4.1面板显示中选择设置键显示执行/设置显示中。

然后从执行/设置面

板上选择维护。

21.5.4.2维护面板上选择校正设置。

然后从校正设置显示中选择模式（见图21-5-1）。

现在你可以选择手动，半自动或自动校正。

21.5.5校正步骤

21.5.5.1程和零点气校正或仅量程气或仅零点气校正。

21.5.5.2择量程和零点气校正。

21.5.5.2从校正设置显示中选择光标，然后你可选择“Both”,“Span”,“Zero”（见下图21-5-2）。

21-5-121-5-2

21.6探头检查及维护

21.6.1清洗校正气配管

校正气从接线盒校正气入口进入探头，流过配管到达探头顶端。

配管可能会被

测量气中粉尘堵塞。

如果你意识到堵塞了，如需要更高压力才能达到指定

流量，就应当清洗校正气配管。

清洗配管步骤如下：

21.6.1.1从安装装置拆下探头。

21.6.1.2取下四颗紧固传感器装置螺丝钉（和相关弹簧垫圈），和配管支撑件以及U型管。

21.6.1.3使用直径为2到2.5mm棒清冼探头内部校正气管。

在这样做过程

中，保持空气以大约600ml/min流量流入校正气管内部，并将棒插入配

管（内径为3mm）。

然而，注意对普通型探头不要将棒插入深度超过40cm

或对高温探头超过15cm。

21.6.1.4清冼U型管。

管子可用水冲冼。

但是，在安装前必须完全干燥。

21.6.1.5重新安装清洗拆下所有部件。

一定要更换新O－型圈。

图21-6-1清洗校正气配管

21.6.2传感器装置更换

操作过程中，传感器（锆池）表面会被污染，使得其性能降低。

因此，当它期待寿命终止时，可以更换传感器，例如，当它不再满足零点气系数100±30%或量程气0±18%时。

另外，如果传感器损坏，不能再进行测量时，可更换传感器装置。

21.6.2.1要更换部件识别

为了不浪费或毁坏装配部件，从所有传感器装置部件中识别要更换部件。

通常，要一起更换传感器、金属O－型圈及接点。

如果需要，也要更换U型管、螺钉、过滤器以及相关弹簧垫圈。

21.6.2.2拆卸步骤

21.6.2.2.1从探头上取下四颗螺钉和相关弹簧垫圈。

21.6.2.2.2取下及U型管连在一起U型管支撑件。

也取下过滤器。

21.6.2.2.3当顺时针旋转时，对着你拔出传感器单元。

也取下在装置和传感器之间金属O型圈。

也拆卸过滤器。

（当更换装置时，小心传感器不要擦伤或让及金属O－型圈接触顶端有凹痕（传感器边缘表面也要接触）。

否则，测量气不能密封。

）

21.6.2.2.4使用钳子拔出在传感器顶端凹槽里接点。

21.6.2.2.5清洗传感器装置，尤其是金属O-型圈接触表面，除去粘附在该部分污染物。

如果你可以再次使用任何拆下部件，也要清洗除去粘附在它们上面污染物。

（一旦金属O型圈已被使用，就不能使用第二次。

所以，必须更换。

）

21.6.2.3部件装配步骤

21.6.2.3.1首先，安装接点。

小心不要弄乱线圈盘绕斜度以免造成不规则（比如，不要弯曲线圈使之变形），将其正确地放在环形凹槽内，以便形成可靠接触。

图21-6-2安装接点

21.6.2.3.2其次，一定要将传感器边缘表面O型圈凹槽清洗干净。

在O型槽上安装金属O型圈，然后顺时针旋转将传感器插入到探头上。

插入后，直到金属O型圈及探头O型圈接触表面接触时，正确地用螺钉开孔校直U型管插入孔。

21.6.2.3.3将U型管及过滤器一起连接到支撑上，然后将U型配管和支撑件完全插入到探头中。

21.6.2.3.4在四颗螺钉上涂枺防粘油脂，然后及垫圈一起旋紧。

首先，用手均衡地紧固螺钉，然后使用转矩扳手均衡地用力固定金属O型圈所有区域，也就是说，一定要让传感器边缘完全及探头内O型圈工作面处于同一水平位置。

这是通过首先紧固一颗螺钉、接着是对角螺钉，每颗旋入1/8转；然后是对面螺钉挨着一颗，每次1/8转。

这样持续直到他们完全上紧，用转矩扳手预设大约为5.9N.m。

如果他们上得不规则，传感器或加热器可能损坏。

至此，传感器装置更换现在已经完成。

安装探头并启动操作。

在测量前校正仪器。

图21-6-3传感器装置分解图

21.7变送器检查及维护

变送器不需要日常检查和维护。

如果变送器不能正确工作，这种情况下它可能是出了问题或其它原因。

脏触摸盘应用柔软干布擦洗。

21.7.1更换保险丝

变送器使用一个保险丝，见图11.5。

如果保险丝烧断，按下列步骤更换它。

如果更换保险丝立即烧断，电路一定有问题。

彻底检查电路并找出保险丝烧断

原因。

图21-7-1变送器保险丝位置

为更换保险丝，参考以下步骤：

21.7.1.1为安全更换，关闭变送器电源。

21.7.1.2从保险丝座上取下保险丝。

用适当平口螺丝起子（正好适合固定槽（图21-7-2）），反时针旋转保险丝固定罩90°。

这样操作后，你可以隨罩一起取出保险丝。

图21-7-2取保险丝

21.7.1.3检查保险丝额定值并满足下列条件：

最大额定电压：

250V

最小额定电流：

3.15A

型号：

延时保险丝

标准：

UL-,CSA-或VDE-批准

部件号：

A1113EF

及罩一起将一个新、正确额定保险丝安装在托架上，压入并用起子顺时针旋转螺帽90度，完成保险丝安装。

21.7.2清洗

在检查和维护时使用柔软干布清洗变送器其他部件。

21.8常见故障及处理

错误

错误类型

发生原因

错误-1

锆池电压故障

输入给变送器锆池（传感器）电压信号低

于-50mV

错误-2

加热器温度故障

在加热过程中加热器温度没有上升，或降到

730℃或在加热完成后不超过780℃

错误-3

A/D转换器故障

变送器内部电路中A/D转换器故障。

错误-4

存储器故障

在变送器内部电路中数据不能写入存储器。

故障处理办法

21.8.1错误-1：

锆池电压故障

当锆池（传感器）输入给变送器电压小于-50mV（相对为大约200%O2）时,错误-1发生。

以下对锆池电压低于-50mV原因进行说明：

21.8.1.1变送器和探头之间接线端接触不良。

21.8.1.2变送器和探头之间电缆线破损。

21.8.1.3传感器装置损坏或退化。

21.8.1.4传感器装置电极和触点之间连续故障。

21.8.1.5探头内部线路故障。

21.8.1.6变送器电路不正常。

图21.8.1

21.8.2错误-2：

加热器温度故障

当探头加热器温度在加热阶段不上升或者在加热阶段完成后温度低于730℃或高于780℃，该错误发生。

另外，当错误2发生时，报警10（冷端温度报警）和报警11（热电偶电压报警）可能同时产生。

一定要按错误显示键显示详细内容并确认，无论这些报警是否同时发生。

如果报警10发生，怀疑是冷端系统故障。

这种情况下，参考12.2.2.5节报警

10处理步骤解决。

如果报警11发生，怀疑是位于探头加热器热电偶系统故障。

这种情况下，参

考12.2.2.6节报警11处理步骤解决。

当错误2独立发生时考虑以下原因：

21.8.2.1探头加热器有故障（加热器线破损）

21.8.2.2探头热电偶有故障

21.8.2.3位于探头接线板冷端传感器有故障

21.8.2.4变送器内部电路有故障

故障原因查找及解决措施

21.8.2.5关掉变送器电源

21.8.2.6从探头接线端7和8上取下电缆并测量在这些端子之间阻抗。

如果加热器装置正常，其阻抗小于90Ω。

如果阻值过高，怀疑是加热器装置故障。

这种情况下，更换加热器装置。

另外，检查在变送器和探头之间电阻小于10Ω。

21.8.2.7取下探头接线端3和4并测量这些端子之间阻抗。

如果阻值小于5Ω，热电偶确定为正常。

如果大于5Ω，可能显示热电偶线破损或热电偶可能断线状态，这种情况下，更换加热器装置。

也检查变送器和探头之间电阻小于10Ω。

21.8.3错误-3：

A/D变送器故障

错误-4：

存储器写入故障

21.8.3.1A/D转换器故障

怀疑是安装在变送器内电子线路里A/D转换器发生故障。

21.8.3.2存储器写入故障

怀疑是存储器（EEPROM）写入操作过程中发生故障，该存储器安装在变送器内电子线路上。

故障查找及解决措施

21.8.3.3关掉变送器电源一次并重新启动变送器。

如果变送器在重新启动后操作正常，错误可能是电压暂时降低（低于了85V，这是变送器操作必须最小工作电压）或噪声引起电子线路故障。

检查电源系统是否有故障或变送器和探头是否可靠接地。

21.8.3.4在启动后如果错误仍然发生，怀疑是电子线路故障。

联系厂家维修。

21.9检修时注意事项

21.9.1校验用标准气应在有效使用期限内，以确保分析仪测量精度。

21.9.2分析仪检测点附近不应有强磁场干扰源。

21.9.3对于炉壁上检测点选择定位应反映燃烧时真正氧含量。

21.9.4在拆卸检测器过程中，若具备条件应反映燃烧时间真正氧含量。

21.9.5为防止检测器损坏，分析仪安装时间应选择在炉子检测后、点火前。

21.9.6为防腐蚀性介质对检测部件腐蚀，除非不得已，分析仪最好不要断电。

21.9.7取样探管安装接头处不要使用聚四氟乙烯密封带。

在正常工作温度下，聚四氟乙烯密封带将会融化。

21.9.8取样探管插入深度不要小于30cm。

21.9.9不要将冷取样探管或保护套管直接装在高温接头处。

21.9.10如果分析仪带有可燃气体检测器，不要使用喊硅密封件和润滑剂。

硅元素存在会造成可燃气体检测器损坏。

21.9.11不要用手直接接触探头部分，以保护探头表面铂层。

21.10日常维护

21.10.1检查各接头有无漏气现象。

21.10.2检查显示面板参数读数是否正常。

21.10.3按期进行校检验：

1次/3个月。