烟气在线监测系统技术规范.docx
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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4~20mA。
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2
6)双池厚膜氧化锆传感器测量原理见图295。
图1
a.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2NO2→2NO+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2NO→N2+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
11.1.3.1.
正面仪表板
仪表面板见图296。
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)“NOTREADY”灯亮,显示器显示3分钟倒计时。
f)3分钟倒计时结束,“NOTREADY”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)
1——中间(MID):
推荐10~20%测量范围的NO气体
2——量程(SPAN):
推荐50%测量范围左右的NO气体
3——高(HIGH):
推荐80~90%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)
CH001
0ppm
中间(MID)
CH002
10~20%测量范围(>零)
量程(SPAN)
CH003
50%测量范围(>中间)
高(HIGH)
CH004
80~90%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)⑵气体校准按零→中间→量程→高气体浓度的顺序进行。
c)⑶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ppmNOX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/SET]
ZERO
中间(MID)
按二次[CAL/SET]
MID
量程(SPAN)
按三次[CAL/SET]
SPAN
高(HIGH)
按四次[CAL/SET]
HIGH
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[CH002]~[CH004]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):
4——零(ZERO):
0ppm(N2气体)
5——中间(MID):
推荐10~20%量程的NO气体
6——量程(SPAN):
推荐50%量程左右的NO气体
7——高(HIGH):
推荐80~90%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)
CH004
80~90%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ppmNOX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)
8——零气体:
N2气体(0.00%O2)
9——量程气体:
洁净空气(20.6%O2)
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;
10——零校准:
按1次[CAL/SET]键,ZERO灯亮。
11——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。
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