目 錄

　　一、測量原理

　　二、主要技術(shù)參數(shù)

　　三、使用要求

　　四、儀器的組成

　　五、儀器的安裝

　　六、使用方法

　　七、故障判斷及排除方法

　　八、儀器成套性

JYH型氧量自動分析儀

一、測量原理

　　該儀表依據(jù)濃差電池原理構(gòu)成，在兩個(gè)半電池的兩極之間用固體電介質(zhì)氧化鋯聯(lián)結(jié)。

　　在高溫下，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)有氧濃差時(shí)，會形成氧濃差電池，其電動勢值根據(jù)奈恩思特(Nernst)公式計(jì)算：

　　式中：E ——濃差電池輸出電動勢，mV;

　　      n ——電子轉(zhuǎn)移數(shù)，在此為4;

　　      R ——理想氣體常數(shù),8.314瓦秒/克分子

　　      F ——法拉第常數(shù)，96500庫倫;

　　      T ——溫度

　　      P"O2 ——高濃度側(cè)氧分壓

　　      P'O2 ——低濃度側(cè)氧分壓

　　當(dāng)電池工作溫度固定在700℃時(shí)，上式為：

　　E=48.26LgP"O2/P'O2

　　當(dāng)電池工作溫度固定在700℃時(shí)，當(dāng)固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓為空氣(20.6%)時(shí)，電濃差電池輸出電動勢E，就可以計(jì)算出固體電介質(zhì)另一側(cè)氧分壓，這就是氧含量自動分析儀的測量原理。

　　因此，可通過鋯管和熱電偶采集氧勢和熱電勢，經(jīng)過硬件將信號放大和V/F(電壓/頻率)轉(zhuǎn)換成頻率信號送入計(jì)算機(jī)，最后由程序?qū)崿F(xiàn)700℃的溫控氧含量的計(jì)算。

二、主要技術(shù)參數(shù)

　　1. 測量顯示范圍：0.1～10% O2(三位數(shù))

　　2. 測量精度：±2.5% FS

　　3. 非線性誤差：≤±0.05 % O2

　　4. 溫度測量精度;700±2 ℃

　　5. 顯示內(nèi)容：

　　氧濃(O2%)

　　氧勢(mV)

　　爐溫(℃)

　　6. 輸出：根據(jù)用戶需要，可選0～10mA DC或4～20mA DC

　　7. 響應(yīng)時(shí)間：≤5S(0～90%測量值)

　　8. 鍵盤設(shè)定：溫度、氧勢校正

　　9. 機(jī)柜外形尺寸：高×寬×深：680×450×260

三、使用要求

　　1. 安裝條件：無易燃易爆和腐蝕性氣體，通風(fēng)良好。

　　2. 環(huán)境溫度：0～50℃

　　3. 相對濕度≤85%

　　4. 供電：220V±10%，50Hz

　　5. 消耗功率：200W

四、儀器的組成

　　全套儀器包括由氧量檢測器，信號處理器、預(yù)處理器在內(nèi)的一體化機(jī)柜及有關(guān)附件組成。機(jī)柜外形尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)見封面和封二。

　　1. 氧量檢測器

　　氧量檢測器由氧化鋯探頭，加熱電爐，測溫?zé)犭娕嫉冉M成。氧化鋯探頭為擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)，具有一定的抗有害氣體中毒能力。

　　氧量檢測器的結(jié)構(gòu)見(圖一)

圖一 氧量檢測器結(jié)構(gòu)

　　2. 信號處理器

　　信號處理器的電原理框圖見(圖二)

圖二 信號處理器電氣原理框圖

　　3.預(yù)處理器

　　預(yù)處理器由抽氣泵和汽水分離器等組成，主要功能是凈化爐氣中有害氣體組份和提供采樣負(fù)壓源，以保證樣氣的質(zhì)量。

五、儀器的安裝

　　JYH-I型微機(jī)化氧量自動分析儀主要用于硫酸沸騰爐出口煙氣中的氧量自動檢測，并以此作為被調(diào)參數(shù)，對進(jìn)入沸騰爐內(nèi)的投礦量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)在合理的工藝條件下穩(wěn)定生產(chǎn)，需要強(qiáng)調(diào)的是，對于氧量加礦自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能否正常投運(yùn)，基本取決于氧含量分析儀運(yùn)行情況的好壞，而它又與取樣系統(tǒng)安裝是否正確合理有很大關(guān)系，因此，用戶應(yīng)對本節(jié)內(nèi)容予以足夠的重視。

　　1. 儀器正常運(yùn)行對原料，工藝，設(shè)備，及水質(zhì)的基本要求。

　　(1)原料

　　a) 原料粒度應(yīng)不大于4毫米，否則將影響調(diào)節(jié)品質(zhì);

　　b) 砷、氟含量各不大于0.1%，以保證氧化鋯探頭長期穩(wěn)定運(yùn)行;

　　c) 鉛、鋅含量各不大于0.5%，以免它們的硫酸鹽堵塞取樣裝置;

　　d) 含水量應(yīng)不影響加礦過程的連續(xù)和均勻性。

　　e) 采用氧量加礦自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，入爐礦的含硫應(yīng)穩(wěn)定，其波動應(yīng)在<±5%以內(nèi)。

　　(2)工藝

　　a) 沸騰爐加料口壓力應(yīng)呈0~-50Pa，或爐頂壓力約為-200Pa左右，并相對穩(wěn)定;

　　b) 沸騰爐擴(kuò)大層溫度高于或等于沸騰層溫度。

　　c) 滿足以上工藝條件的目的是為了盡可能降低爐內(nèi)基氧值。

　　(3)設(shè)備及水質(zhì)

　　a) 正常負(fù)荷時(shí)，喂料電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在40%-60%之間并按此配備減速齒輪箱，滿足喂料機(jī)正常生產(chǎn)供礦量;

　　b) 取樣裝置所需水源應(yīng)有足夠的壓力≥0.2MPa，且為新鮮中性清江水;

　　c) 以上內(nèi)容是否滿足要求可作為氧分析儀能否正常投運(yùn)的論證依據(jù)。

　　2.現(xiàn)場安裝(參見封三)

　　(一)確定取樣口位置的基本原則有：

　　(1)對硫鐵礦制酸，取樣口位置處爐氣溫度應(yīng)在500～700℃之間，采樣器端部要在主氣道上，此時(shí)氧測量有較小的工藝滯后，灰塵流動較好，取樣裝置過濾器阻力穩(wěn)定。

　　(2)采樣留頭的設(shè)備，不應(yīng)有強(qiáng)烈的振動和敲打。

　　(3)取樣口處環(huán)境應(yīng)有利于儀表的日常維護(hù)，和機(jī)柜距離不應(yīng)大于4米。

　　(4)取樣口到沸騰爐出口的工藝泄漏點(diǎn)應(yīng)盡可能減少或消除。根據(jù)上述原則，對采用爐氣冷卻器的流程，取樣口位于爐氣冷卻管進(jìn)口處，如安裝在第二冷卻管，應(yīng)盡可能減少排灰裝置處空氣的滲入。對廢熱鍋爐流程，取樣口位于二煙道進(jìn)口中部處，并避免設(shè)備人孔等有礙于安裝維修的工藝管道。

　　(二)機(jī)柜安裝位置的選取

　　(1)機(jī)柜應(yīng)安放在環(huán)境溫度≤60℃，相對濕度≤85%，少灰塵，通風(fēng)良好的地方

　　(2)機(jī)柜應(yīng)位于取樣口下方，二者位差應(yīng)在1~4m內(nèi)。

　　(3)便于維護(hù)

　　(4)在0.04～0.05MPa水壓作用下，抽氣泵抽力不低于-10KPa,此時(shí)取樣器過濾器阻力降不大于2KPa。

　　(三)取樣器的制做(參見封三中的取樣器)

　　1.材料：

　　a.PL100-1.0RF(中心開孔為Φ33)法蘭板一塊。

　　b. Φ32×2.5不銹鋼管一根。L1=1150+δ(設(shè)備厚度)。

　　C.過濾器座一只 D.過濾器一只 E.接頭管一根 F. Φ10×1玻璃管一根：L2=L1

　　G.水玻璃100g(注：C、D、E項(xiàng)材料出廠已配)。

　　2.制做方法：

　　(1)將E項(xiàng)接頭管無螺紋端，插入a項(xiàng)法蘭內(nèi)孔一半，在法蘭外側(cè)燒焊(非法蘭密封面?zhèn)?。

　　(2) 將b項(xiàng)Φ32不銹 鋼管一端，插入a項(xiàng)法蘭內(nèi)孔另一半(帶密封面一側(cè))燒焊，另一端插入C項(xiàng)過濾器座內(nèi)20mm左右，在過濾器座外側(cè)燒焊，燒焊注意：a焊縫無泄漏;b整支取樣器的同心度，勿斜扭。

　　(3)將D項(xiàng)過濾器由底部往敞口處留出100毫米長，其余鋸掉。

　　(4)將100毫米長的過濾器從口部插入過濾器座內(nèi)，并用多余的過濾器粉沫調(diào)上水玻璃為粘稠糊狀做為高溫粘合劑，將二者縫隙均勻填滿，堆高，將其垂直豎放三日以上。

　　五、固化后，放在200℃～400℃左右高溫環(huán)境中，24h以上即可使用。

　　六、取樣器在插入帶法蘭的設(shè)備留頭前，將F項(xiàng)玻璃管先插入管內(nèi)，然后使玻璃管外端插入帶F4墊的橡皮管接頭中，且外露5毫米左右，擰緊接頭螺母密封。

　　七、取樣器插入設(shè)備時(shí)，應(yīng)緩慢，避免劇熱炸裂。

　　(四)安裝要求

　　在滿足取樣口位置選擇的基本原則后;取樣裝置應(yīng)符合如下要求：

　　(1)帶法蘭取樣器伸入工藝管道時(shí)與水平面的仰角為5~10度，以保證冷凝水隨著氣流方向流至抽氣泵，氣體引出膠管傾斜向下與抽氣泵相連，不允許形成液囊，否則將引起測量值的不規(guī)則波動。

　　(2)取樣裝置負(fù)壓部分(抽氣泵與取樣器之間的連接膠管及工藝設(shè)備留頭法蘭與取樣器的安裝法蘭之間的密封面)不允許泄漏，否則會增大基氧，影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會使系統(tǒng)失調(diào)并造成事故。

　　(3)氣水分離器內(nèi)筒液面與氣水分離器頂面距離為60毫米，如氣體有嚴(yán)重帶水現(xiàn)象，在檢測器氣體進(jìn)口加接裝有活性炭的分離器是必要的，它不僅可消除氣流中的水滴，還可以部分吸附可能存在于氣體中對鉑電極有毒的砷等雜質(zhì)。

　　(4)儀器的進(jìn)水配管，參見封三左側(cè)圖示。

　　(五)合格的取樣裝置應(yīng)符合如下技術(shù)指標(biāo)

　　(1)檢測器進(jìn)口氣體流量不低于500mL/分;

　　(2)檢測器進(jìn)口SO2濃度不大0.1%;

　　(3)儀表對沸騰爐加料口原料階躍變化的反應(yīng)時(shí)間小于40S。

六、使用方法

　　1.儀器的內(nèi)部和外部接線見圖四

　　(1)機(jī)柜內(nèi)部接線在儀表出廠時(shí)已經(jīng)接好。

　　(2)儀器外部接線：供電采用KVV2×1.5電纜一根，輸出信號采用RVVP2×1.0電纜一根，傳輸至控制室內(nèi)。

圖四 儀器內(nèi)部、外部接線圖

　　2.信號處理器的使用

　　(1)開機(jī)及狀態(tài)說明

　　送電開機(jī)后，顯示屏顯示“---”符號，表示開機(jī)正常，10秒鐘后進(jìn)入程序升溫狀態(tài)，顯示屏顯示溫度，所對應(yīng)溫度指示燈亮，經(jīng)1小時(shí)后爐溫到達(dá)700℃，儀器自動退出程序升溫狀態(tài)轉(zhuǎn)入氧量測量程序，所對應(yīng)的氧量指示燈亮，LED顯示當(dāng)時(shí)氧含量，輸出通道輸出4～20mA DC電流信號。

　　(2)在線查詢參數(shù)

　　在“程序升溫”狀態(tài)下，儀表顯示當(dāng)時(shí)溫度值，加熱電壓為0～65V電壓，當(dāng)溫度達(dá)到700℃時(shí)，進(jìn)入正常“測量”狀態(tài)，儀表顯示當(dāng)時(shí)“氧量”值，當(dāng)要查詢其它參數(shù)時(shí)，通過面板上“切換”鍵在顯示窗口依次顯示氧勢、溫度、氧量參數(shù)值。

　　總之，在測量時(shí)，任何按鍵動作不影響與氧量相對應(yīng)的模擬量輸出，僅僅是顯示內(nèi)容的改變。

　　(3)儀表的調(diào)試(出廠已調(diào)試，儀器工作正常時(shí)無須調(diào)試)

　　儀表通電后，長按“確認(rèn)”鍵3秒后，儀表進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，在顯示窗口交替示“P-0”和氧勢零點(diǎn)參數(shù)，通過按面板切換鍵，在顯示窗口依次顯示氧勢，溫度，氧量，等參數(shù)的零點(diǎn)值和量程值(詳見表1)，通過面板上“加”，“減”鍵來調(diào)整各參數(shù)值，調(diào)整結(jié)束后，必須再長按“確認(rèn)”鍵三秒返回測量狀態(tài)并保存了調(diào)整后的數(shù)據(jù)。

表1調(diào)度狀態(tài)下功能查詢表

　　A) 熱電勢通道零點(diǎn)調(diào)試步驟如下：

　　a) 儀表進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)

　　b) 用玻璃溫度計(jì)測出冷端(AD590處)，實(shí)際溫度;

　　c) 將熱電偶輸入端短路

　　d) 按下“切換”鍵，到顯示P-2，對應(yīng)溫度指示燈亮，LED窗口顯示冷端溫度(室溫)，否則按“加”或“減”鍵，直至顯示冷端實(shí)際溫度止。

　　B) 熱電勢輸入通道量程的校正調(diào)試步驟如下：

　　a) 儀表在調(diào)試狀態(tài)

　　b) 熱電偶輸入端輸入700℃的鎳鉻-鎳硅電偶的熱電勢(29.13mv)

　　c) 按動“切換”，到顯示P-3，對應(yīng)溫度指示燈亮，LED窗口應(yīng)顯示700℃+室溫，否則按“加”或“減”鍵，直至顯示值符合要求為止。反復(fù)檢查P-2與P-3，二者顯示都符合要求，調(diào)整完成。

　　C) 氧勢輸入通道零點(diǎn)，量程的校正調(diào)試步驟如下：

　　a) 儀表在調(diào)試狀態(tài)

　　b) 將鋯管輸入端短路

　　c) 按“切換”鍵，到顯示P-0，對應(yīng)氧勢指示燈亮，LED窗口應(yīng)顯示0mV，否則可按動“加”或“減”，直至氧勢顯示值為0mV為止。

　　d) 在鋯管輸入端輸入100mV DC。

　　e) 按動切換鍵，到顯示P-1，對應(yīng)的氧勢指示燈亮，LED窗口應(yīng)顯示100mV,否則需按動“加”或“減”鍵，至顯示符合要求為止。

　　D) 氧化鋯零電勢的校正

　　a) 不同的氧化鋯鋯管的零電勢存在差異，所以對于不同的氧化鋯管都要校正其零電勢。方法是通過“氧勢零點(diǎn)”及“加”“減”健，將氧勢校正±0.1mV以內(nèi)，步驟如下：

　　b) 儀表在調(diào)試狀態(tài)

　　c) 向氧化鋯探頭內(nèi)通入空氣

　　d) 按動“切換”鍵，到顯示P-0，對應(yīng)氧勢指示燈亮，LED窗口應(yīng)顯示0.1 mV,否則按動“加”或“減”鍵，直至氧勢顯示值為0.1mV為止。

　　E) 氧量零點(diǎn)，量程的校正調(diào)試步驟如下：

　　a) 儀表在調(diào)試狀態(tài)

　　b) 按動“切換”鍵，到顯示P-4，對應(yīng)氧量指示燈亮，LED窗口顯示設(shè)定的量程下限，否則可通過按動“加”或“減”鍵調(diào)節(jié)，顯示值范圍為0%～10%。

　　c) 按下“切換”鍵，到顯示P-5，對應(yīng)氧量指示燈亮，LED窗口應(yīng)顯示，設(shè)定的量程上限，否則可通過按動“加”或“減”調(diào)節(jié)，顯示值范圍0%～10%

　　F) 輸出電流零點(diǎn)，量程的校正調(diào)試步驟如下：

　　a) 儀表在調(diào)試狀態(tài)

　　b) 在儀表輸出端子上接記錄儀或電流表。

　　c) 按動“切換”鍵，到顯示P—6，LED窗口顯示4mA，電流表指示也應(yīng)為4mA,否則可按動“加”或“減”鍵，使輸出調(diào)至大于4mA， 然后緩慢減小，顯示為4mA止。

　　d) 按動“切換”到顯示P—7，LED窗口顯示20 mA，電流表指示也應(yīng)為20mA，否則可按動“加”或“減”，使輸出為20mA止。

　　e) 反復(fù)檢驗(yàn)P—6與P—7，使二者顯示都符合要求為止。

　　3.投運(yùn)步驟

　　①供水(參見封三)

　　a、先撥掉氧量檢測器的進(jìn)口橡皮管;

　　b、次供水時(shí)，先打開“排污伐”，再打開“進(jìn)水伐”排污排氣，待無污水和氣時(shí)，進(jìn)行下一步;

　　c、打開機(jī)柜內(nèi)“排氣閥”，關(guān)閉外部“排污閥”待無氣噴現(xiàn)象時(shí)，關(guān)閉“排氣伐”;

　　d、玻璃氣泵噴水正常時(shí)，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓伐頂部“內(nèi)孔”使出口壓力表顯示0.05Mpa即可。

　?、谧屑?xì)檢查取樣系統(tǒng)是否符合第五節(jié)所述安裝要求及技術(shù)指標(biāo);

　?、蹆x器送電，在氧量檢測器電爐溫度達(dá)到700℃后，將氣水分離器出口與氧量檢測器進(jìn)口用橡皮管相連接。此時(shí)，儀表顯示系統(tǒng)顯示當(dāng)時(shí)氧含量，并輸出與氧量相對應(yīng)的電流信號。

七、故障判斷及排除方法

1.故障現(xiàn)象，原因，排除方法，詳見表2

表2故障現(xiàn)象原因，排除方法

　　2.故障處理步驟

　　(1)將氧量檢測器與信號處理器按照說明書要求正確接線，并使氧量檢測器氧化鋯探頭升溫至700℃。

　　(2)將連接取樣器的膠管拔下，這時(shí)進(jìn)入氧化鋯探頭的被測氣體為空氣，測量700℃時(shí)鋯管零電勢及高溫內(nèi)阻，應(yīng)分別小于±5mV及200Ω(出廠時(shí)，鋯管零電勢及高溫內(nèi)阻分別小于±2mV及50Ω),如能符合要求，說明氧化鋯探頭性能良好。

　　(3)在氧量檢測器“鋯管”端子處卸下探頭連線，將手動電位差計(jì)輸出信號至“鋯管”端子輸入，不同的mV輸入，信號處理器應(yīng)顯示不同的氧量，其關(guān)系參見表格3，“氧濃度—濃差電勢對照表”

　　(4)確認(rèn)氧化鋯探頭性能，氧量測量及溫度控制系統(tǒng)均正常后，重新將連接膠管接至取樣頭，按表2所列現(xiàn)象按先后次序檢查、排除。

表3 氧濃度—濃差電勢對照表(0.1～15%O2）

八、儀器成套性