烟气在线监测系统技术规范

烟气在线监测系统技术规范分析仪配置：具体配置如下：a) 传感器组件，包括传感器和探头，安装在烟道上。分析仪和校准单元，安装在现场柜内，输出420mA。b) 可以多点烟气采样，共用一套传感器组件和分析仪。c) 具有自动反吹和自动校准功能。d) 布置图见图1图1测量原理1) 氧化锆的导电原理：氧化锆ZrO2固体电解质为氧离子导体，在600以上，具有较好的氧离子导电性。2) 极限电流原理，ZrO2基片两面涂覆多孔铂电极,一侧电极上用开有扩散孔的封闭结构覆盖，在600以上的工作温度下，两极间施加一定电压，环境气氛中的氧气将通过扩散孔从电解质的一侧泵向另一侧，这种作用称为氧泵，氧泵作用形成的氧离子电流称为氧泵电流。反应公式如下：3) 阴极发生还原反应：4) 阳极发生氧化反应：5) 当电压逐渐从零增大时,电流最初随电压升高而增大,但由于受氧分子向阴极扩散速度的影响,使得电流最终达到饱和而出现电流极限,平台处电流即为极限电流，极限电流的大小与环境气氛中的氧气浓度成正比, 因此可以通过极限电流来测量气氛中的氧气浓度,这就是极限电流式氧化锆传感器测氧的基本原理，图293和294。图1控制电压极限电流图26) 双池厚膜氧化锆传感器测量原理见图295。图1a. 被测气体扩散进入第一测量池。b. 第一测量池内被测气体中的氧气被第一氧泵池抽出，其极限电流表示了氧气浓度，同时NO2被还原2NO22NO + O2，还原产生的氧气浓度10ppm,而被测气体中的氧气为%浓度水平，对被测气体中的氧气测量几乎没有影响。c. 被测气体随后扩散进入第二测量池。d. 第二测量池内的被测气体中的NO被还原2NON2 + O2，同时第二氧泵池不断抽出氧气，其极限电流代表了氧气浓度，间接表示了NO的浓度，因此可以通过测量氧气极限电流来测量NO。分析仪操作M键测量状态时：O2和NOX显示浓度切换气体校准状态时：向测量状态切换程序设定状态时：向测量状态切换常数设定状态时：向测量状态切换11.1.3.1. 正面仪表板仪表面板见图296。显示器测量状态时：显示O2浓度NOX测量状态时：显示NOX浓度程序设定状态时：显示程序项号码（例如：CH000）常数设定状态时：显示设定常数气体校准状态时：闪烁显示校准气体浓度预热时：显示直到预热结束的剩余时间报警时：显示故障号码校准灯ZERO：O2或NOX的零气体校准时亮灯MID ：NOX的中间气体校准时亮灯SPAN：O2或NOX的量程气体校准时亮灯HIGH：NOX的高气体校准时亮灯电源开关I：开 O：关ENT键气体校准状态时：确认校准浓度进行校准CH设定状态时：确定程序项号码，向常数设定状态切换常数设定状态时：确定常数，向程序项设定状态切换CAL/SET键测量状态时:向气体校准状态切换向程序项设定状态切换（按下3秒钟）气体校准状态时：校准浓度切换键设定常数位移动错误解除键显示程序项转换设定常数增减ON/OFF转换ALARM灯报警时灯亮NOT READY灯预热时灯亮O2灯：O2测量时和O2校准时灯亮ppmNOX灯：NOX测量时和NOX校准时灯亮图2接通电源，应在常温干燥的状态接通，电源电源接通后的显示e) “NOT READY”灯亮，显示器显示3分钟倒计时。f) 3分钟倒计时结束，“NOT READY”灯灭，显示器进入测量状态。11.1.3.2. 设定注意：分析仪和传感器初次配套使用的时候，必须将传感器的控制常数Z、计算常数A、B及线性值LIN设定在分析仪中（分析仪和传感器配套出厂时设定已完成），传感器的控制常数Z为固定值350。更换新的NOX传感器的时候，也要进行上述设定（在连接传感器前进行设定），如果没有正确设定，传感器有可能损坏。操作顺序：a. 在分析仪没有连接传感器时，打开电源开关。b. 电源接通后，分析仪开始3分钟倒计时，倒计时结束后，分析仪进入正常测量状态；c. 长时间按CAL/SET键（3秒以上），分析仪由正常测量状态进入到程序项设定状态；d. 由，键设定系统CH007，按ENT键；e. 由，键输入控制常数Z为固定值350，按ENT键；f. 同样由，键设定系统CH008、CH009，输入检查成绩书中演算常数A，B，按ENT键；g. 同样由，键设定系统CH029，输入检查成绩书中的线性值LIN，按ENT键；h. 切断电源。i. 由于分析仪没有连接传感器，设定过程中会显示错误码E-09，忽略它，继续进行上述的设定。11.1.3.3. NOX手动校准1) 手动校准有NOX的2点和4点、O2的2点校准，但在用户现场一般进行NOX的2点（零点和量程）和O2的1点校准（量程）即可。注意：校准气体供给传感器需要持续一段时间，以保证传感器得到充足和稳定的气体浓度。2) 4NOX的4点气体校准方法（零/中间/量程/高），程序项CH005为0时，分析仪为通信模式，可进行手动校准。程序项CH005为1时，分析仪为自动校准模式，不能进行手动校准。了能够进行程序项CH060以上的设定，请先在CH060中输入2345。3) 设定气体校准点数和气体校准模式a. 分析仪初次使用或更换传感器时，应进行手动4点浓度气体校准（零/中间/量程/高）；b. 为了保证更高的测量精度，可根据使用情况，定期进行手动4点浓度气体校准 (零/中间/量程/高)；c. 将NOX校准点数4输入到程序项CH000中。d. 为了能够进行程序项CH060以上的设定，请先在CH060中输入2345；e. 将NOX校准模式1输入到程序项CH086中，选择手动4点浓度气体校准。f. 设定气体校准点数和气体校准模式操作g. 按住CAL/SET键3秒以上，切换到程序项设定状态；h. 通过，键，选择程序项CH000，按ENT键；i. 通过，键，设定4，按ENT键；j. 通过，键，选择程序项CH060，按ENT键；k. 通过，键，设定2345，按ENT键；l. 通过，键，选择程序项CH086，按ENT键；m. 通过，键，设定1，按ENT键；n. 设定完后，按M键后返回到测量状态。o. 输入气体校准浓度要保证气体校准浓度中间(MID)量程(SPAN)高(HIGH)。当烟气中湿度较大时，NOX测量会受到干扰，需进行水分补偿气体校准。p. 推荐使用下列浓度的标准气体（N2为稀释气）：q. 零(ZERO) ：0ppm (N2气体) 中间(MID) ：推荐1020%测量范围的NO气体 量程(SPAN)：推荐50%测量范围左右的NO气体 高(HIGH)：推荐8090%测量范围的NO气体r. 水分补偿浓度：由于要校准湿度对测量的影响，因此上述的校准气体要通过补水器供给传感器，所以应输入补偿了水分分压的NO浓度。计算公式：水分 校准时的大气压（kPa）-饱和水蒸气压（kPa） 校准气体浓度补偿浓度(ppm) 校准时的大气压（kPa） (ppm)输入气体校准浓度操作a) 按住CAL/SET键3秒以上，切换到程序项设定状态；b) 通过，键，将下表中的水分补偿气体校准浓度值输入到相应的程序项中，按ENT键；见表124。c) 设定完成后按M键返回到测量状态。表1气体校准浓度程序项水分补偿气体校准浓度值零(ZERO)CH0010 ppm中间(MID)CH0021020%测量范围（零）量程(SPAN)CH00350%测量范围（中间）高(HIGH)CH0048090%测量范围（量程）校准11.1.4.1. 具体步骤如下：a) 校准气体通过补水器供给传感器；b) 气体校准按零中间量程高气体浓度的顺序进行。c) 校准气体供给传感器需要持续一段时间，约10分钟左右。11.1.4.2. 实施校准操作a) 按M键直到ppm NOX灯亮，NOX校准必须在NOX测量状态下进行；b) 供给零校准气体，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到零气体校准状态，ZERO灯亮，按ENT键，气体校准结束；c) 供给中间校准气体，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到中间气体校准状态，MID灯亮，确认校准气体浓度正确，按ENT键，气体校准结束；d) 若显示的校准气体浓度与实际使用的气体浓度不符的时候，通过，键，设定校准气体浓度为实际使用的气体浓度，按ENT键，确认新的校准气体浓度，再按ENT键，气体校准结束。e) 供给量程校准气体，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到量程气体校准状态，SPAN灯亮，确认校准气体浓度正确，按ENT键，气体校准结束；f) 若显示的校准气体浓度与实际使用的气体浓度不符的时候，通过，键，设定校准气体浓度为实际使用的气体浓度，按ENT键，确认新的校准气体浓度，再按ENT键，气体校准结束。g) 供给高校准气体，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到高气体校准状态，HIGH灯亮，确认校准气体浓度正确，按ENT键，气体校准结束；h) 若显示的校准气体浓度与实际使用的气体浓度不符的时候，通过，键，设定校准气体浓度为实际使用的气体浓度，按ENT键，确认新的校准气体浓度，再按ENT键，气体校准结束。i) 气体校准状态、操作键和显示灯如下表所示：11.1.4.3. NOX的2点气体校准方法（零点和1点NO浓度校准）此种校准方法中使用的气体为零气体和中间、量程、高浓度校准气体中的一种。可根据用户情况选择，推荐使用零气体和量程浓度气体。NOX的校准状态见表125。表2气体校准状态操作键显示灯亮 零(ZERO)按一次CAL/SETZERO中间(MID)按二次CAL/SETMID量程(SPAN)按三次CAL/SETSPAN高(HIGH)按四次CAL/SETHIGH设定气体校准模式a) 为了能够进行程序项CH060以上的设定，请先在CH060中输入2345；b) 将NOx校准模式2输入到程序项CH086中，选择手动2点浓度气体校准。设定气体校准模式操作：a) 按住CAL/SET键3秒以上，切换到程序项设定状态； b) 通过，键，选择程序项CH086，按ENT键；c) 通过，键，选择2，按ENT 键；d) 设定完以后，按M键返回测量状态。输入校准气体1点的校准气体浓度a) 在程序项CH002CH004中，请输入中间/量程/高气体浓度；b) 推荐使用下列浓度的标准气体（N2为稀释气）： 零(ZERO) ：0 ppm (N2气体) 中间(MID) ：推荐1020%量程的NO气体 量程(SPAN)：推荐50%量程左右的NO气体 高(HIGH)：推荐8090%量程的NO气体输入校准气体浓度操作：a) 按住CAL/SET键3秒以上，切换到程序项设定状态；b) 通过，键，将下表中的水分补偿气体校准浓度值输入到相应的程序项中，按ENT键；具体浓度见表126。c) 设定完以后，按M键将返回测量状态。高(HIGH)CH0048090%测量范围（量程）实施校准a) 将零点和校准气体中的1种气体供给传感器，进行气体校准；b) 气体校准按零校准气体中一种的顺序进行。进行零点和1点NO浓度校准操作a) 按M键直到ppm NOX灯亮，NOX校准必须在NOX测量状态下进行；b) 供给零校准气体，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到零气体校准状态，ZERO灯亮，按ENT键，气体校准结束；c) 供给3种校准气体中的1种，待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到中间或量程或高气体校准状态，对应的显示灯亮，确认校准气体浓度正确，按ENT键，气体校准结束。d) 若显示的校准气体浓度与实际使用的气体浓度不符的时候，通过，键，设定校准气体浓度为实际使用的气体浓度，按ENT键，确认新的校准气体浓度，再按ENT键，气体校准结束。手动校准11.1.5.1. O2校准如下：g) 分析仪初次使用或更换传感器时，应进行手动2点浓度气体校准（零/量程）；d) 为了保证更高的测量精度，可根据使用情况，定期进行手动2点浓度气体校准（零/量程）；e) 推荐使用以下浓度的标准气体（N2为稀释气） 零气体： N2气体（0.00O2） 量程气体：洁净空气（20.6O2）11.1.5.2. 校准操作a) 按M键直到%O2灯亮，校准必须在O2测量状态下进行；b) 供给传感器校准气体，气体校准按零量程气体浓度的顺序进行；c) 待显示器浓度显示稳定后，按CAL/SET键，进入到零或量程校准状态，对应的显示灯亮； 零校准 ：按1次CAL/SET键，ZERO灯亮。 量程校准：按2次CAL/SET键，SPAN灯亮。d) 确认校准气体浓度，按ENT键，气体校准结束。e) 若显示的校准气体浓度与实际使用的气体浓度不符的时候，通过，键，设定校准气体浓度为实际使用的气体浓度，按ENT键，确认新的校准气体浓度，再按ENT键，气体校准结束。常见故障及处理方法1) 传感器或分析仪发生异常时，面板上的ALARM灯亮，显示器显示故障号码。2) 故障号码的含义、故障的解除方法和解除后的分析仪动作。故障代码及处理方法见表127。表3故障号码含义解除方法解除后的动作E-01E-02E-03E-04E-05E-06E-07E-08E-09E-20E-21E-22E-23E-24E-25分析仪异常RAM异常ROM异常电源电压高电源电压低加热器电压高加热器电压低加热器电流大加热器电流小NOX零校准失败NOX中间校准失败NOX量程校准失败NOX高校准失败O2零校准失败O2量程校准失败再次接通电源再次接通电源按键，按ENT键供给额定电压供给额定电压按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键按键，按ENT键3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始3分钟的倒计时开始撤消本次校准撤消本次校准撤消本次校准撤消本次校准撤消本次校准撤消本次校准故障号码的含义、故障的原因和处理办法见下表。故障代码处理方法见表128表4故障号码含义原因处理方法E-01分析仪异常分析仪故障返回本公司修理E-02RAM异常分析仪故障返回本公司修理E-03ROM异常分析仪故障返回本公司修理E-04电源电压高直流电源电压高供给额定电压分析仪故障返回本公司修理E-05电源电压低直流电源电压低供给额定电压分析仪故障返回本公司修理E-06加热器电压高传感器不良更换传感器E-07加热器电压低传感器不良更换传感器E-08加热器电流大传感器不良更换传感器E-09加热器电流小传感器电缆没连接连接传感器电缆传感器电缆断线更换传感器电缆传感器不良更换传感器E-20NOX零校准失败零气体浓度设定错误设定正确的零气体浓度使用零气体以外的气体使用零气体传感器不良更换传感器E-21NOX中间校准失败中间气体浓度设定错误设定正确的中间气体浓度使用中间气体以外的气体使用中间气体传感器不良更换传感器E-22NOX量程校准失败量程气体浓度设定错误设定正确的量程气体浓度使用量程气体以外的气体使用量程气体传感器不良更换传感器E-23NOX高校准失败高气体浓度设定错误设定正确的高气体浓度使用高气体以外的气体使用高气体传感器不良更换传感器E-24O2零校准失败零气体浓度设定错误设定正确的零气体浓度使用零气体以外的气体使用零气体传感器不良更换传感器E-25O2量程校准失败量程气体浓度设定错误设定正确的量程气体浓度使用量程气体以外的气体使用量程气体传感器不良更换传感器3) 其它故障见表129。表5故 障原 因处理方法电源没接通保险断了更换保险按键失灵分析仪故障返回本公司修理传感器不能加热传感器电缆断线更换电缆传感器性能不良更换传感器电压输出不正确电压输出范围设定错误重新设定电压输出范围分析仪故障返回本公司修理不能进行NO中间校准NOX气体校准点数设定为2将气体校准点数设定为2不能进行NO高校准NOX气体校准点数设定为3将气体校准点数设定为4响应不好传感器性能劣化更换传感器NOX/O2显示跳变探头积灰较多将旋钮从自动切至净化约一分钟，然后切回原状态NOX/O2显示直线（满量程）检查有无报警，若无报警，是探头陶瓷滤芯和滤棉堵塞更换陶瓷滤芯和滤棉，然后重新校准ULTRAMAT 23分析仪表11.1.7.1. 测量原理红外气体分析测量原理如图315：红外线吸收原理，利用一定波长的红外吸收减来测量气体的浓度值。图3 测量原理图氧浓度测量原理如图316：氧传感器是根据燃料电池的工作原理工作的，氧在阴极和电解液分界层发生变化，氧浓度值跟两电极间产生的电流成正比。图4 原理图11.1.7.2. 仪器的特点11.1.7.3. 仪表的气路图图5 仪表气路图粉尘仪11.1.8.1. 原理图及工作原理11.1.8.2. 电气连接图如下图318：图6 电气连接图11.1.8.3. 系统校准皮托管流速计皮托管流速计主要由“X”型皮托管检测头取压管保护套管差压变送器等部件构成。测量时将皮托管流速计探头插入管路中，并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且 与流线方向一致，全压探头测孔正面应对来流，检测流体总压，并将其传递给差压变送器；同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器，变送器读取总静压差值并将其转换成 相应的电流信号（420mA）可传送给显示仪表。皮托管内外表面均做了特殊处理，可有效避免烟气腐蚀并减少粉尘粘附。皮托管流速计为用户提供标准（420mA）流速比例电流输出，然后再经过控制系统内的运算得到流量数据。差压变送器的参数意义按M键可以调出M1M14共14个参数，其中主要调用的参数为：M4：阻尼M5：零点M6：量程M7：机械零点温度变送器铂电阻测温原理铂电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温铂电阻的阻值变化，就可以测量出温度。铂电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 Rt=Rt01+(t-t0)式中，Rt为温度t时的阻值； Rt0为温度t0（通常t0=0）时对应电阻值； 为温度系数。 变送器安装在现场烟道上，带有耐磨陶瓷护套，输出420mA。 压力变送器扩散硅测压原理介质压力通过不锈钢隔离膜片，密封硅油传到扩散硅膜片的一侧，作用在另一侧的为参考压力（大气压或密封压），它们共同作用的结果使膜片的一侧压缩，另一侧拉伸，压差使电阻发生变化，以至于电桥失衡，输出一个与压力变化对应的信号。变送器安装在现场烟道上，输出420mA。 流速变送器 原理：流速测量原理为S型皮托管差压法，S型皮托管由两根管组成，一根管面向气流的方向测量全压，另一根管背向气流的方向测量静压，两根管压力之差即动压Pd。动压Pd与烟气流速相关，流速的计算式如下：式中： Vs烟气流速，m/s；Kp皮托管修正系数；Pd烟气动压，Pa；s烟气密度，kg/m3；ts烟气温度，；Ms烟气分子量，kg/kmol；Ba大气压力，Pa；Ps烟气静压，Pa。安装在现场烟道上，具有手动零点校准功能，输出420mA。