目 錄

　　一、測量原理

　　二、主要技術參數

　　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

　　該儀表依據濃差電池原理構成，在兩個半電池的兩極之間用固體電介質氧化鋯聯結。

　　在高溫下，當氧化鋯兩側有氧濃差時，會形成氧濃差電池，其電動勢值根據奈恩思特(Nernst)公式計算：

　　式中：E ——濃差電池輸出電動勢，mV;

　　      n ——電子轉移數，在此為4;

　　      R ——理想氣體常數,8.314瓦秒/克分子

　　      F ——法拉第常數，96500庫倫;

　　      T ——溫度

　　      P"O2 ——高濃度側氧分壓

　　      P'O2 ——低濃度側氧分壓

　　當電池工作溫度固定在700℃時，上式為：

　　E=48.26LgP"O2/P'O2

　　當電池工作溫度固定在700℃時，當固體電介質一側氧分壓為空氣(20.6%)時，電濃差電池輸出電動勢E，就可以計算出固體電介質另一側氧分壓，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，經過硬件將信號放大和V/F(電壓/頻率)轉換成頻率信號送入計算機，最后由程序實現700℃的溫控氧含量的計算。

二、主要技術參數

　　1. 測量顯示范圍：0.1～10% O2(三位數)

　　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. 顯示內容：

　　氧濃(O2%)

　　氧勢(mV)

　　爐溫(℃)

　　6. 輸出：根據用戶需要，可選0～10mA DC或4～20mA DC

　　7. 響應時間：≤5S(0～90%測量值)

　　8. 鍵盤設定：溫度、氧勢校正

　　9. 機柜外形尺寸：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，通風良好。

　　2. 環境溫度：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、預處理器在內的一體化機柜及有關附件組成。機柜外形尺寸及內部結構見封面和封二。

　　1. 氧量檢測器

　　氧量檢測器由氧化鋯探頭，加熱電爐，測溫熱電偶等組成。氧化鋯探頭為擴散式結構，具有一定的抗有害氣體中毒能力。

　　氧量檢測器的結構見(圖一)

圖一 氧量檢測器結構

　　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.預處理器

　　預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壓源，以保證樣氣的質量。

五、儀器的安裝

　　JYH-I型微機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，并以此作為被調參數，對進入沸騰爐內的投礦量進行自動調節，使系統在合理的工藝條件下穩定生產，需要強調的是，對于氧量加礦自動調節系統能否正常投運，基本取決于氧含量分析儀運行情況的好壞，而它又與取樣系統安裝是否正確合理有很大關系，因此，用戶應對本節內容予以足夠的重視。

　　1. 儀器正常運行對原料，工藝，設備，及水質的基本要求。

　　(1)原料

　　a) 原料粒度應不大于4毫米，否則將影響調節品質;

　　b) 砷、氟含量各不大于0.1%，以保證氧化鋯探頭長期穩定運行;

　　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) 含水量應不影響加礦過程的連續和均勻性。

　　e) 采用氧量加礦自動調節系統時，入爐礦的含硫應穩定，其波動應在<±5%以內。

　　(2)工藝

　　a) 沸騰爐加料口壓力應呈0~-50Pa，或爐頂壓力約為-200Pa左右，并相對穩定;

　　b) 沸騰爐擴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基氧值。

　　(3)設備及水質

　　a) 正常負荷時，喂料電機轉速應在40%-60%之間并按此配備減速齒輪箱，滿足喂料機正常生產供礦量;

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

　　c) 以上內容是否滿足要求可作為氧分析儀能否正常投運的論證依據。

　　2.現場安裝(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在500～700℃之間，采樣器端部要在主氣道上，此時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定。

　　(2)采樣留頭的設備，不應有強烈的振動和敲打。

　　(3)取樣口處環境應有利于儀表的日常維護，和機柜距離不應大于4米。

　　(4)取樣口到沸騰爐出口的工藝泄漏點應盡可能減少或消除。根據上述原則，對采用爐氣冷卻器的流程，取樣口位于爐氣冷卻管進口處，如安裝在第二冷卻管，應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口中部處，并避免設備人孔等有礙于安裝維修的工藝管道。

　　(二)機柜安裝位置的選取

　　(1)機柜應安放在環境溫度≤60℃，相對濕度≤85%，少灰塵，通風良好的地方

　　(2)機柜應位于取樣口下方，二者位差應在1~4m內。

　　(3)便于維護

　　(4)在0.04～0.05MPa水壓作用下，抽氣泵抽力不低于-10KPa,此時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項材料出廠已配)。

　　2.制做方法：

　　(1)將E項接頭管無螺紋端，插入a項法蘭內孔一半，在法蘭外側燒焊(非法蘭密封面側)。

　　(2) 將b項Φ32不銹 鋼管一端，插入a項法蘭內孔另一半(帶密封面一側)燒焊，另一端插入C項過濾器座內20mm左右，在過濾器座外側燒焊，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，并用多余的過濾器粉沫調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℃左右高溫環境中，24h以上即可使用。

　　六、取樣器在插入帶法蘭的設備留頭前，將F項玻璃管先插入管內，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、取樣器插入設備時，應緩慢，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;取樣裝置應符合如下要求：

　　(1)帶法蘭取樣器伸入工藝管道時與水平面的仰角為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則波動。

　　(2)取樣裝置負壓部分(抽氣泵與取樣器之間的連接膠管及工藝設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，影響調節品質，嚴重時會使系統失調并造成事故。

　　(3)氣水分離器內筒液面與氣水分離器頂面距離為60毫米，如氣體有嚴重帶水現象，在檢測器氣體進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。

　　(4)儀器的進水配管，參見封三左側圖示。

　　(五)合格的取樣裝置應符合如下技術指標

　　(1)檢測器進口氣體流量不低于500mL/分;

　　(2)檢測器進口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時間小于40S。

六、使用方法

　　1.儀器的內部和外部接線見圖四

　　(1)機柜內部接線在儀表出廠時已經接好。

　　(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。

圖四 儀器內部、外部接線圖

　　2.信號處理器的使用

　　(1)開機及狀態說明

　　送電開機后，顯示屏顯示“---”符號，表示開機正常，10秒鐘后進入程序升溫狀態，顯示屏顯示溫度，所對應溫度指示燈亮，經1小時后爐溫到達700℃，儀器自動退出程序升溫狀態轉入氧量測量程序，所對應的氧量指示燈亮，LED顯示當時氧含量，輸出通道輸出4～20mA DC電流信號。

　　(2)在線查詢參數

　　在“程序升溫”狀態下，儀表顯示當時溫度值，加熱電壓為0～65V電壓，當溫度達到700℃時，進入正常“測量”狀態，儀表顯示當時“氧量”值，當要查詢其它參數時，通過面板上“切換”鍵在顯示窗口依次顯示氧勢、溫度、氧量參數值。

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

　　(3)儀表的調試(出廠已調試，儀器工作正常時無須調試)

　　儀表通電后，長按“確認”鍵3秒后，儀表進入調試狀態，在顯示窗口交替示“P-0”和氧勢零點參數，通過按面板切換鍵，在顯示窗口依次顯示氧勢，溫度，氧量，等參數的零點值和量程值(詳見表1)，通過面板上“加”，“減”鍵來調整各參數值，調整結束后，必須再長按“確認”鍵三秒返回測量狀態并保存了調整后的數據。

表1調度狀態下功能查詢表

　　A) 熱電勢通道零點調試步驟如下：

　　a) 儀表進入調試狀態

　　b) 用玻璃溫度計測出冷端(AD590處)，實際溫度;

　　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，直至顯示冷端實際溫度止。

　　B) 熱電勢輸入通道量程的校正調試步驟如下：

　　a) 儀表在調試狀態

　　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，對應溫度指示燈亮，LED窗口應顯示700℃+室溫，否則按“加”或“減”鍵，直至顯示值符合要求為止。反復檢查P-2與P-3，二者顯示都符合要求，調整完成。

　　C) 氧勢輸入通道零點，量程的校正調試步驟如下：

　　a) 儀表在調試狀態

　　b) 將鋯管輸入端短路

　　c) 按“切換”鍵，到顯示P-0，對應氧勢指示燈亮，LED窗口應顯示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，對應的氧勢指示燈亮，LED窗口應顯示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”及“加”“減”健，將氧勢校正±0.1mV以內，步驟如下：

　　b) 儀表在調試狀態

　　c) 向氧化鋯探頭內通入空氣

　　d) 按動“切換”鍵，到顯示P-0，對應氧勢指示燈亮，LED窗口應顯示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，量程的校正調試步驟如下：

　　a) 儀表在調試狀態

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

　　c) 按下“切換”鍵，到顯示P-5，對應氧量指示燈亮，LED窗口應顯示，設定的量程上限，否則可通過按動“加”或“減”調節，顯示值范圍0%～10%

　　F) 輸出電流零點，量程的校正調試步驟如下：

　　a) 儀表在調試狀態

　　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，電流表指示也應為4mA,否則可按動“加”或“減”鍵，使輸出調至大于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，電流表指示也應為20mA，否則可按動“加”或“減”，使輸出為20mA止。

　　e) 反復檢驗P—6與P—7，使二者顯示都符合要求為止。

　　3.投運步驟

　　①供水(參見封三)

　　a、先撥掉氧量檢測器的進口橡皮管;

　　b、次供水時，先打開“排污伐”，再打開“進水伐”排污排氣，待無污水和氣時，進行下一步;

　　c、打開機柜內“排氣閥”，關閉外部“排污閥”待無氣噴現象時，關閉“排氣伐”;

　　d、玻璃氣泵噴水正常時，調節穩壓伐頂部“內孔”使出口壓力表顯示0.05Mpa即可。

　　②仔細檢查取樣系統是否符合第五節所述安裝要求及技術指標;

　　③儀器送電，在氧量檢測器電爐溫度達到700℃后，將氣水分離器出口與氧量檢測器進口用橡皮管相連接。此時，儀表顯示系統顯示當時氧含量，并輸出與氧量相對應的電流信號。

七、故障判斷及排除方法

1.故障現象，原因，排除方法，詳見表2

表2故障現象原因，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，這時進入氧化鋯探頭的被測氣體為空氣，測量700℃時鋯管零電勢及高溫內阻，應分別小于±5mV及200Ω(出廠時，鋯管零電勢及高溫內阻分別小于±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，將手動電位差計輸出信號至“鋯管”端子輸入，不同的mV輸入，信號處理器應顯示不同的氧量，其關系參見表格3，“氧濃度—濃差電勢對照表”

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

表3 氧濃度—濃差電勢對照表(0.1～15%O2）

八、儀器成套性