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红外分析工作原理

该仪器属于不分光式红外线气体分析器，其工作原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收。仪器采用单光源、管隔半气室及的检测器，工艺精湛、分析精度高、稳定性好。采用的数字处理技术，全新的液晶显示画面。

应用范围

红外线气体分析器用于连续分析CO、CO2、SO2、CH4、NH3等***种气体在多种气体混合物中的含量。

产品应用领域广泛：

1．用于大气及污染源排放等环保监测　2．用于石油、化工、电站等工业过程控制　3．用于农业、医疗卫生和科研等领域　4．实验室各种燃烧试验的气体含量测定　5．用于公共场所的空气监测

特点

标准19机箱，能安装在成套设备中 大屏幕LCD显示，全中文菜单操作，且有操作提示功能，操作简单、高效 手动/自动零/终点校准、 全数字化处理，更加准确稳定可靠 标准RS232数字通讯功能，可直接与电脑或DCS连接 输出为同步、隔离的（0/2/4-20）mA及（0/0.5/1-5）V信号可选，默认为（4-20）mA和（1-5）V，电流输出负载≤400Ω，电压输出负载≥250Ω

主要特点

该仪器/系统由数字量输出的变频电量变送器和数字量输入的二次仪表构成，两者通过光纤连接。完全避免了复杂电磁环境下传输环节的衰减和干扰。

采用电机、变频器、变压器、节能灯具等电器产品的各种试验工况下实测准确度指标作为标称准确度指标。

根据电压、电流的量程从1mV~20kV，100uA~7000A，变频电量变送器有100多种规格型号可供选择，对于高压、大电流测量，既可采用低电压、小电流的变送器与外部传感器配套使用，也可直接采用高电压、大电流的变频电量变送器直接测量，减少中间环节，提高系统测量准确度。

每台分析仪可配置1~6个功率单元（变频电量变送器），对于更多功率单元的测试项目，可采用多台分析仪***联，在同步光纤的控制下，实现多台分析仪之间的准确同步测量。

在热力生产过程中，锅炉燃烧的好坏是影响热力生产效率及环保要求的***个重要因素。提高锅炉效率，实现优化燃烧，需要对有关燃烧参数在线及时准确监测，以便实现人工调节和自动控制，保持锅炉在*佳燃烧状态下运行。      在锅炉运行中，必须控制好进入锅炉的空气量与燃料量两者的比例。若空气量与燃料量之比越大，则排烟损失越大，同时，高温下空气中的氧易与燃料中的硫和空气中的氮发生化学反应，生成对换热设备和环境具有不良影响的SOx和NOx;；若空气量与燃料量之比越小，则化学未完全燃烧损失越大，燃料燃烧不充分，降低了燃烧的经济性。因此，为了使锅炉保持*佳燃烧工况，必须使空气量与燃料量的比例合适，这个比例称为过剩空气系数（α），数值应在1．20—1．30之间。由于直接测量和控制过剩空气系数十分困难，而α值又与烟气中的O2及CO2有确定(单值)的函数关系，且受燃料品种变化影响较小，所以通常用测量烟气中氧气含量的方法来了解过剩空气系数，以判断燃烧状况，控制进入炉膛的空气量，从而维持*佳风煤比，达到优化燃烧的目的。    

1  氧化锆氧量计原理及应用时注意的问题

1.1 氧化锆氧量计的工作原理：

氧化锆氧量计的工作原理是利用氧化锆(ZrO2)作固体电解质而进行测量的，如图1所示。

图1：氧化锆氧量计测量原理

高温下电解质在两侧氧浓度不同时产生氧浓差电势，如***侧氧浓度固定，即可通过测量输出电势来测量另***侧的氧含量。氧化锆测量原理可用公式1表述: 

PPln(RT0nFE）

              公式1：氧化锆测量原理公式

式中，E－－-为氧浓差电势，mV; R－－-氧的气体常数，R=8.314J/( mol·K); n－－-反应时，***个氧分子输送的电子数，4; T－－-热力学温度，K; P0－－-参比气体中氧分压(或体积分数)，Pa(或%); P－－-被测烟气中氧分压(或体积分数)，Pa(或%)；

F－－-法拉第常数，F=96.487×103C/mol。

    当锆管温度恒定时，探头的输出电势只与两侧的氧浓度有关。可见，如能测出氧探头的输出电动势E和被测气体的绝对温度T，即可算出被测气体烟气的氧分压（浓度）P。

1.2 氧化锆氧量计在应用时注意的问题：

1.2.1因为氧浓差电势E与氧化锆工作管的绝对温度T成正比关系，因此在测量系统中应有恒温装置，以保证输出不受温度影响；

1.2.2工作温度T要选在600℃以上，以保证有足够的灵敏度；

1.2.3参比气体中的氧分压要恒定不变，且比被测气体中的氧分压大得多，保证输出灵敏度大；

1.2.4保证参比气体和被测气体都有***定的流速，以便不断更新；

1.2.5氧浓差电势E与被测气体氧含量成对数关系，应进行线性化处理。

2  AMETEK氧量分析仪装置配置介绍

某公司4×300MW机组，每台锅炉均配置了A、B侧空预器进口及A、B侧空预器出口共四只氧化锆氧量计，采用AMETEK公司WDG210型氧量分析仪。

WDG210型氧量分析仪组件组成：

氧化锆元件为探头的关键部件，包括氧化锆管及涂制在管底部的钼电极和电极引线，电极引线可将信号引出；加热炉用于加热氧化锆管；标气管用于接通标气，校准探头；热电偶用于测量氧电池中的温度，接入变送器温控系统；接线板设有信号、热电偶和加热炉三对接线柱，其它还有过滤器、安装法兰和探头外壳。

控制器接受氧电势信号，并转换为氧量信号；同时控制锆管温度，使它恒定在设定温度（615℃）上。

3  氧量分析仪维护中常见故障及处理：

AMETEK WDG210型氧量分析仪在使用2000小时后，由于锆头长期在高温的环境下工作，容易出现内阻增大，性能下降，反映迟钝现象。需要对其准确度进行校准，同时对气路的气密性也要进行检查。在实际维护中氧量分析仪会出现各类故障，根据故障现象将引起仪器故障分为外部故障和内部故障。

3.1氧量分析仪常见外部故障处理

氧化锆氧量测量系统运行时间过长,因其所处位置温度较高、配件老化等原因,会出现法兰垫、标准气入口等部位松动、漏风。因此,必须对氧化锆氧量测量系统进行定期维护,同时要经常观察氧量的变化情况,发现显示异常要及时处理。

3.1.1密封性问题  氧量测量装置通过与焊接在烟道壁上的发兰盘相连而固定的，同时为了防止外层套管被烟气长期冲刷而磨穿，加装了耐磨陶瓷保护管，其安装示意图如图3所示，两法兰盘之间通过石棉垫片进行密封。该处法兰接头处漏气会影响测量精度或造成信号波动，对输出电势影响较大，因为氧浓差电势与含氧量成指数曲线关系,氧量稍有变化,会引起较大电势变化。

4.83% 5.08% 4.86% 5.40% #2炉现氧量

5.13% 5.32% 4.97% 5.02% #3炉现氧量

5.4% 6.13% 6.28% 6.39% 表1：四台锅炉进出口氧量对比数据表

分析上表，发现空预器出口氧量基本和空预器进口氧量相同，故空预器出口氧量测量明显不正确。后通过燃烧效率分析仪testo-350对现场进行氧量分析，与原在线氧量值对比，发现空预器出口氧量测量装置安装位置不好，利用停机检修逐***对出口氧量测点进行移位改造，见图5所示。改进前的原氧量测点位于锅炉空预器出口折角的上部,这***部位很容易形成烟气死角,

烟气流的阻力较大,造成原在线测点处烟气的流通性不好。改造后的氧量测点位于尾部烟道后,此处烟气流速较高,不易积灰,烟气流通性好,氧化锆探头易接触到*新鲜的烟气。移位后出口氧量测点的在线氧量显示值与试验测点所测氧量值跟踪对应良好。

4、

结束语

烟气中的氧量过高或过低,都严重影响锅炉安全经济运行,为了提高烟气中含氧量的测量准确度，必须对氧化锆氧量测量系统进行定期维护,同时要经常检查在线氧量的变化情况,发现显示异常要及时处理。

AMETEK    

1.P/N: 90253VE E 

2.P/N: 70049SE  

3.P/N: 90219VE  

4.72346SE AMETEK

5.3006JE  

6.33010JE 

7.33169JE 

8.5780UE

9.P/N (100-1662)  

10.300-2070

1.P/N : 880042001  

2.P/N : 202813026   

3.P/N : 200887001  

4.P/N : 202813026  

5.P/N : 880033901  

6.P/N : 200880001  

7.P/N : 880063001  

8.P/N : 880118901  

9.P/N : 880136901  

10.P/N : 265972001 

11.P/N : 269439024 

12.P/N : 269439019 

13.P/N : 205223019 

14.P/N : 205223011  

15.P/N : 269323011  

16.P/N : 880019902 

17.P/N : 880041001 

18.P/N : 880041002 

19.P/N : 880108914S 

20.P/N : 880108915S 

21.P/N : 880061001  

22.P/N : 880115901S

23.P/N : 880060901S

24.P/N : 880114901S 

25.P/N : 880020901 

26.P/N : 880107901 

27.P/N : 200896001 

28.P/N : 251744000 

29.P/N : 200892001 

30.P/N : 200884001 

31.P/N : 200095002S 

32.P/N : 72391SE 

33.P/N : 72392SE 

34.200 887 001

35.880 042 001

36.202 813 026

37.880 118 901

38.880 118 901

39.80436SE

40.800114901S

41.74422SE

42.71785SE

43.80485SE 

44.5385WE

45.42152je 

油田天然气：

美*** NOV ***民油井旗下 varco 华高顶驱配件、德瑞克、DERRICK（筛网、电机都是全***

价）、马丁戴克、VAL-TEX 注脂枪、marantz 马兰士对讲机、Nordstrom 注脂枪、

DELTA、MagTech 液位计、ITALVIBRAS 电机、库美（KOOMEY）、Tesco、CANRIG 等顶驱配

件、Cameron 卡梅隆计量器、SWACO 离心机配件、HALLIBURTON（哈 里伯顿）、Druck 德

鲁克、ENRAF 雷达液位计、马丁电机、 威创 VIATRAN 传感器、密析尔 MICHELL 露仪

（MDM300IS 现货）、海德瑞（HYDRA RIG）、美*** SPM、FMC、等进口 油田品牌配件，***

内油田用的进口品牌基本都有，中海 油、中石化都有入网资格。

煤矿相关配件：

ITALVIBRAS 振动电机、AVITEQ 振动电机、FRIEDRICH 振动电机、 德瑞克 DERRICK 电机

、德瑞克 DERRICK 筛网、欧力卧龙振动电 机、德*** mogensen（摩根森）筛网、电机、

SCHENCK(申克)德 ***激振器、美*** CONN-WELD 康威德激振器、马丁电机、Kem-Tr on（坎

特龙）振动电机、MASTERVOCT 电机、等。

工程机械：

卡特彼勒配件、GARLOCK 卡洛克油封、底特律、沃尔沃、肯沃斯、万***、德科瑞美、

DOLLINGER、威伯科 WABCO 、 图尔克、汉森、天马、GAC、等。

海事产品：

PLT 抛绳器、米森（MISSION）、荷兰 ORGA 灯、WOLFLITE狼牌、格拉马克 GLAMOX、莫尔

斯 TIDELAND 等海上作业 平台照明导航系列、BILLY PUGH 救生衣、COLTIR SUB 空压机、

PALFINGER 克令吊、FMC、SPM 泵阀等船舶配件 及其它海事用品。

液压产品：

胜凡 SUNFAB 泵（现货）、美*** CAT 猫牌泵（现货）、哈威泵代理、意大利 GALTECH 齿

轮泵、voith 福伊特齿轮泵、 马祖奇泵、WABCO 威伯科泵、法*** HYDRO-LEDUC 柱塞泵、

福鸟泵、美***派克 parker 泵（几个系列很有优势）、英格索兰泵、Brinkmann 泵、Comet

慧星泵、奥盖尔 OILGEAR、 英格索兰马达、SPECK 柱塞泵、威格士、KTI、UFM 流量

计、CR、FAG、NATIONAL 流量计等液压件、等液压元件。

安防警报：

泰科 tyco、MEDC、E2S、德*** FHF、DNH 报警器、诺蒂菲尔、AUTRONICA 防爆按钮、

Apollo 火灾报警探头、等。

仪器仪表：

MURPHY 摩菲仪表、NOSHOK 压力表、VDO 仪表、MC DANIEL压力表、马丁戴克仪表油、SPM

振动传感器、马达戴克 传感器、Dynalco 传感器、AUXITROL 传感器、等进口品 牌仪器仪

表。

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