防爆氧含量在线监测,对穿激光气体分析仪PUE-9000

目 录

前言 1
安全注意事项 2
一、 概述 3
二、工作原理 3
三、 产品选型和技术参数 4
3.1 产品类型 4
3.2 型号说明（型号代码表） 4
3.3 技术参数 5
四、 检测器的构造 5
五、检测器的现场安装条件 6
5.1 安装位置选择和安装条件 6
5.2 氧量检测器的安装 6
六、 氧量变送器安装尺寸 7
七、 接线示意图和注意事项 8
7.1 氧量检测器接线示意图 8
7.2 氧量变送器接线示意图 8
八、操作说明 9
8.1 开机 9
8.2 参数设置与校正： 10
九、 故障判断与处理 11
十、贮存 12
十一 氧量分析仪的成套及附件 12
十二、质量 12
附录一 氧量-电流对照表 13
附录二 氧量-电势对照表 14



前言

PUE-103Ex系列防爆型氧化锆氧量分析仪参考以下标准
（参考标准：GB 3836.1－2010、GB 3836.2－2010、Q/TF001－2018 《人民共和国国家计量检定规程 氧化锆氧分析器》（JJG535-2004） 《氧化锆氧分析器 技术条件》（JB/T8281-1999））
(安装使用前请详细阅读使用说明书)


▶请仔细阅读本使用说明书，在充分理解内容之后再进行氧化锆氧量分析仪安装、运行、调试。如使用不当可导致事故受伤。
▶严禁擅自改装氧化锆氧量分析仪。若擅自改装而引发的事故，本公司概不负责。
▶本使用说明书由实际使用氧化锆氧量分析仪的人员保管，阅读后，请保管在实际使用氧化锆氧量分析仪的人员随时可查阅。





规格型号： 记载于本体铭牌
制作日期： 记载于本体铭牌
版 本 号： /V1.0











▶严禁擅自转载本使用说明书的部分或全部内容。
▶如发现本使用说明书存在难以理解、遗漏、表达不完整等处，请填写在本使用说明书末页意见表内。

安全注意事项
使用前请务必认真阅读“安全注意事项”，确保正确使用。






▶氧化锆氧量分析仪在安装、调试、设置、维修等环节，务必由技术人员来完成。
▶请将本产品设置在符合使用说明书中使用的场所。若设置场所不符合要求，会导致触电、火灾。
▶若安装在运行的炉中，注意避开炉中的排气，否则会烫伤。
▶配线施工时，注意不要使电线头杂物进入仪表内，否则可能会导致火灾、事故。
▶请连接符合仪表规定的电源，否则可能会导致火灾。
▶进行布线施工时，请务必切断电源，否则会导致触电事故。


▶请勿在爆炸性气体环境中使用，否则可能会导致爆炸、火灾等事故。

▶无论任何情况下，现场严禁带电开盖操作。
▶禁止在直接受到雨水等场所进行作业，否则可能导致触电事故。


运行、停止、维护、检查时的注意事项
▶请切断总电源后再进行作业，若在通电状态下作业可能会导致触电事故。
▶清洁导流管部件时，请切断总电源，等充分冷却后在进行作业，否则可能会导致烫伤。
▶更换零件时，切勿使用非制造商品牌，否则不仅不会发挥仪表性能，还可能会导致事故和故障。
▶分析仪的标定检查要定期进行。

▶被测气体中若含有可燃性气体，使用前请确认气体组成和规格，否则不仅不会发挥仪表性能，还可能导致爆炸。

▶无论任何情况下，现场严禁带电开盖操作。
▶禁止在直接受到雨水等场所进行作业，否则可能导致触电事故。

一、概述
PUE-103Ex型氧化锆氧量分析仪符合国家标准GB3836.1-2010《爆炸性环境 第1部分：设备通用要求》和GB3836.2-2010《爆炸性环境 第2部分：由爆炸外壳“d”保护的设备》，并经国家检验单位审查，检验合格，取得了防爆合格证。防爆标志为Exd ⅡCT5 Gb，主要适用于ⅡA-ⅡC类，T1-T6组爆炸性气体环境中。
氧化锆烟气氧量分析仪是近几十年发展起来的新型测氧器，因其具有结构简单、维护方便、反应速度快、测量范围广等特点，而广泛应用于石油化工、电力、冶金、供暖、建材、电子等部门，分析各种工业锅炉及窑炉中烟气的氧含量，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染。
氧化锆氧量分析仪由氧化锆氧量检测器（俗称氧探头）和氧量变送器组成，在氧化锆氧量检测器的核心元件氧化锆浓差电池上，采用了纳米材料和的生产工艺，在电极涂层上添加抑制电极老化的添加剂。大大提高了氧化锆测量探头的精度和使用寿命。氧量检测器采用直插式探头结构，不需取样系统，能及时反映锅炉内燃烧状况，如与自控装置配合使用，可有效地控制燃烧状况。转换器采用单片机智能化设计，中文液晶显示，使数据显示、功能控制更具有人性化；可与各类型 DCS 数据接入设备连接。使仪表的操作变的简单，容易掌握。
具有以下特点：
1.通用性较强，可以直接替换其它厂家氧量分析仪。
2.白底黑字ＬＣＤ显示屏，清晰直观。
3.全中文操作菜单(出口产品可以提供英文菜单)操作，使用调试简单方便。
4.氧量量程0-25%内自由设定（低量程 0-5%）。
5.温度采用PID控温，恒温点700℃和750℃（可现场选择）。
6.可设置氧量上、下限报警指示，温度上、下限报警指示。
7.本底电势一键校正。
8.可用标准气在线校准。
9.4-20mA 标准电流输出与主电路光电隔离，可直接远传进入 PLC 或 DCS 系统。
10.多种故障信息提示。
11.防爆型设计，主要适用于ⅡA-ⅡC类，T1-T5组爆炸性气体环境中。
二、工作原理
氧化锆是一种高温电解质浓差电池，在500℃以上的高温环境下，具有能产生氧离子迁移的导电性能，由于被测气体（烟气或其它气体）与参比气体（空气）在氧化锆两侧铂电极的氧分压不同，在两极间有一定数量的氧离子迁移而产生了氧浓差电势，其电势值与氧浓度的关系，可以用能斯特（Nernst）公式来表示：
E=RT/4F×LnP1/P2
式中： E—氧浓差电势（V）
R—理想气体常数（8.314J/moLK）
T—温度值（K）
F—法拉第常数（96500c/moL）
P1—参比气体分压（空气）
P2—被测气体分压
氧量变送器把所测量出的数据，经单片机计算转换，将氧含量在液晶屏上显示出来，同时转换成 4-20mA 电流信号远传至 PLC 或 DCS 系统。
三、 产品选型和技术参数
3.1 类型
a. 防爆型式：隔爆型
b. 防爆标志：Exd ⅡCT5 Gb/Ex tD A21 IP66 T100℃

3.2 型号说明（型号代码表）
PUE ----- 公司代码
Ex ----- 防爆产品
103 ----- 产品系列代码

例如：现场需要防爆型，烟气温度800度，法兰规格DN50，检测器插深L=1000mm. 那么订货型号：PUE-103Ex/Y-B-100，

3.3 技术参数
产品型号：PUE-103Ex
防爆标志：Exd IIC T5 Gb
防护等级：IP66
材料：铸铝 尺寸：270×230×110 （mm）
量程： 0.01～25.0%O2(量程从 5.00％－25.00％内自由设置） 输出信号： 4 ～20mA 负载电阻≤500Ω 隔离
重复性： 满量程的±1%
基本误差： ≤±1%（满量程）
稳定性： ≤±1%（仪器连续检定 4h）
响应时间： 当标准气体从检测器入口引入时计，5 秒内达到 90%的响应环境温度： 检测器 -10℃～80℃ 转换器 -10℃～50℃
电源及功耗：电源 220V±10% AC，功耗：＜ 150W 样气温度： 0-650℃（650℃以上订货时请说明）
烟气流速：＞5m/s
样气压力范围：±10Kpa （特殊压力订货时请说明）
检测器长度:0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他长度可根据用户要求生产）
四、检测器的结构






检测器由防尘装置、氧化锆管、加热炉、热电偶、气体导管、接线盒以及壳体等主要部件组成。整个装置采用全封闭型结构，以增加整个装置的密封性能， 提高使用寿命。
检测器内的氧化锆管是核心元件 ，属陶瓷易碎品，运输和安装使用过程中
应避免剧烈震动，以免损坏。检测器内加热炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度，为延长加热炉的寿命，在工艺上作了特殊的处理。因检测器本身带有加热装置，从而在低于700℃的环境中能正常工作。
五、检测器的现场安装条件

▶若设置场所不符合要求，使用时可能会导致触电、火灾等事故。

▶请勿在有爆炸性气体环境中使用，否则可能会导致爆炸，火灾重大事故。

5.1氧量检测器的现场安装条件
避开震动场合；环境温度要在仪器规定范围内；接线盒要避开高辐射热源； 尽可能避开腐蚀性气体；要有足够的工作空间；为避免 SO2 的冷凝，取样点气体温度应 300℃，其范围为 300—600℃佳。 取样点的温度、压力、流量等参数不应变化太大。取样探头的长度应达到烟道直径的 1/3。切忌在管道、烟道底部开口取样。取样点的附近炉堂、烟道应无泄漏，否则将造成测量误差。要选择在易于维护、检修的地方。
5.2氧量检测器的安装
预先加工好带法兰的设备短接管，孔径为Φ76，长度约为 150-400mm。按要求选好取样位置(炉壁或管道)，开一个Φ76 的孔，将短接水平焊接到炉壁上， 焊接时要焊接处不漏气。把检测器插入短接管中，接管法兰与检测器法兰之间垫上 2—4mm 厚的石棉垫，旋紧 4 个螺栓，使其不漏气即可。
新建炉膛或烟道要等几次烘炉干燥后再安装氧探头，由于建筑耐 火材料含有复杂组分的挥发物，可能对氧传感器电极有毒害作用，可能降 低新探头使用寿命。














六、 氧量变送器安装尺寸
墙挂式表：外形尺寸 270*230*115mm
氧量变送器不能在烟道炉墙等高温热源体上安装，应该避开高温辐射，选择通风良好，方便安装调试的位置。
安照图示安装尺寸，焊接固定好安装支架，然后用M10的螺栓将氧量变送器安装固定好。






















七、仪器接线示意图和注意事项
7.1 氧量检测器接线示意图
7.1.1 氧电池信号引线用 RVVP2×1.0 屏蔽二芯电缆线。
7.1.2 热电偶选用 K 分度号 KX-G 型 2×1.0 屏蔽二芯补偿导线。
7.1.3 加热器选用 RVV2×1.5 二芯电缆线。
7.1.4也可以选用氧化锆氧量分析仪电缆。


▶氧电池信号线、热电偶信号线要分正负极！加热器线不分正负极。






7.2 氧量变送器接线示意图

























接线注意事项
▶布线施工时，不要使电线头等杂物进入仪表内，否则可能导致 致故 障。
▶请连接使用符合仪表额定规格的电源，否则可能导致火灾。
▶布线施工时，请务必切断总电源。

▶禁止在直接受到雨水等水分侵蚀的场所进行作业，否则可能导
致触电事故。

八、操作说明
8.1 开机
仔细检查接线完全正确后，打开电源，三十分钟左右仪器显示如下：当温度达到 700℃后，仪器显示内容如下：








▶出厂时已经调试校验好，现场直接安装使用，当设备使用一定时间后，确需校准时，可按照如下方法校准调试。
8.2查询设置参数操作如图所示：






8.3 若要修改设置参数，将光标箭头移到对应菜单，按确定键进入子菜单，选择到对应要修改参数项目，再按确定键，光标箭头变为星号时，按向上或者向下键就可以修改数值。修改后再按确定键即可保存数据，按返回键退出。












8.4 关于标气选择：
参比气（也称为量程气）可以用当前所在地的空气氧浓度作为标准，一般为20.6%-
九、 故障判断与维护
9.1氧量检测器性能检查：
在空气中，恒温700度时，用万用表测量氧电池接线端子两端的直流电压和直流电阻，根据检测数据，判断处理结果。
测量条件 测量项目
在空气中，恒温700度时 氧电池直流电压（mv） ＜±3mv，越小越好 ＞±3mv，越大性能越差，建议提高恒温温度或更换新检测器。
氧电池直流电阻（Ω） ＜500Ω，越小越好 ＞500Ω，越大性能越差，建议提高恒温温度或更换检测器。超过1kΩ，说明氧电池已开路，直接更换检测器。

9.2 氧量检测器的零点和灵敏度会随着时间有一定的变化，因此，氧量变送器需要定期标定，一般标定周期6个月左右。更换新检测器后进行标气标定。
正常情况下，分析仪不需要除调零和标定以外的其他维护。

十、贮存
仪器在仓库存放时，应包装完好，存放温度为0～50℃，相对湿度不大于85％，没有强腐蚀性气体。
氧化锆氧量分析仪在搬运和安装过程中，不允许受剧烈机械冲击和曝晒雨淋，严防摔掷、碰撞、重压。
产品可在空气流通、无滴水和液体侵袭和相对湿度不大于90%（＋25℃），温度
0℃～40℃，无破坏金属和其他绝缘的腐蚀性气体的仓库中贮存一年以上，且远离
火源和热源。

十一、仪器的成套及附件
开箱前应先检查外部包装的完好性，再根据装箱单核对箱内物品及随机文件是否完整，随机文件如下：
▶ 装箱单
▶ 产品合格证
▶ 使用说明书

十二、质量
▶ 产品保修期内，本公司提供免费维修服务，但如有以下情形者，将酌情收取
材料成本工时费用：
▶ 不按照使用说明书中的规定进行操作导致损坏。
▶ 擅自拆机损坏。
▶ 雷击及不可抗拒的自然灾害。
▶ 若公司与用户之间另有书面服务承诺或规定，将严格按照承诺或约定的要求进行处理。

总则 1
一、系统概述 2
二、系统组成 3
1. 气态污染物监测子系统——SO2、NOx、O2 3
2. 颗粒物监测子系统——颗粒物（或粉尘、烟尘） 4
2.1 常规量程采用原位激光烟尘监测仪（激光后向散射原理） 4
2.2 低量程采用抽取式激光烟尘监测仪（激光前向散射原理） 4
3. 烟气参数监测子系统——温度、压力、流速（或流量）、湿度 5
4. 数据采集与处理子系统 6
4.1 工控机及系统软件 6
4.2 PLC及控制面板 6
4.3 数据采集仪 7
5. 样气取样及预处理系统 8
5.1 烟气气态污染物采样器（简称取样探头） 8
5.2 样气预处理系统 8
三、技术参数 9
四、系统配置清单 9
五、系统安装规范 11
1. 监测点选择 12
2. 安装平台 13
3. 分析小屋 15
总则
本系统设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求，均符合国家有关环境保护标准要求，满足人民共和国环境保护行业标准要求。

①　HJ 76-2017 《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
②　HJ 75-2017 《固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统
技术要求及监测方法》
③　GB13223-2011 《火电厂大气污染物排放标准》
④　HJ 212－2017 《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》
⑤　GB13271-2014 《锅炉大气污染物排放标准》
⑥　GB29620-2013 《砖瓦工业大气污染物排放标准》
⑦　GB3095－1996 《大气环境质量标准》
⑧　GB18485-2007 《生活垃圾焚烧污染物控制标准》
⑨　CJJ90—2002 《城市生活垃圾焚烧工程技术规范》
⑩　CJ/T118—2002 《城市生活垃圾焚烧炉技术规范》
⑪　GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》
⑫　GBT16157-1996 《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
⑬　GB9078-1996 《工业炉窑大气污染物综合排放标准》
⑭　GB3095-1996 《环境空气质量标准》
⑮　GB12519-1990 《分析仪器通用技术条件》
一、系统概述
系统（CEMS）采用抽取冷凝法测量原理，可连续自动监测烟气中SO2、NOx、CO2、CO、O2、颗粒物、湿度、温度、压力、流速（流量）等参数，并通过污染源在线监测系统平台向企业和提供实时、准确的监测数据。
二、系统组成
本公司的CEMS系统由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统、数据采集与处理子系统 及 样气取样及预处理系统组成，其中气态污染物监测子系统和数据采集与处理子系统安装在系统机柜内
1.气态污染物监测子系统——SO2、NOx、O2
气体分析仪：SO2、NOx采用紫外差分吸收光谱（DOAS）分析技术
O2采用电化学法（与SO2、NOx共用机箱）
2.颗粒物监测子系统——颗粒物（或粉尘、烟尘）
2.1 常规量程采用原位激光烟尘监测仪（激光后向散射原理）
2.2 低量程采用抽取式激光烟尘监测仪（激光前向散射原理）
3.烟气参数监测子系统——温度、压力、流速（或流量）、湿度
3.1温压流一体机监测烟气温度、压力、流速。
其中皮托管测流速，压力传感器测压力，温度传感器测温度。
3.2 湿度仪监测烟气湿度，采用高温电容湿度传感器测量。
4.数据采集与处理子系统
由工控机及系统软件、PLC及控制面板和数据采集仪等组成。
4.1 工控机及系统软件
在线监控系统是我公司自行开发的针对烟气连续排放连续监控系统。本软件实时监测从分析仪传输过来的数据，存储到数据库，并显示当前的湿基值、干基值、折算值和排放率及系统报表显示与输出。工控机软件可通过485接口采集浓度数据，并实现折算、存储、汇总、报表输出、向数采仪发送数据等功能。工控机软件要求安装到运行Window XP的PC或工控机上。
4.3 数据采集仪
通过模拟通道、开关通道、数字通道（RS232/485）与前端各类监测仪器/仪表实现无缝链接，进行本地数据采集、计算、存储、展示，并通过无线或有线等网络方式将数据远传至企业监控平台(DCS)或监控中心。
5.样气取样及预处理系统
5.1烟气气态污染物采样器（简称取样探头）
样气通过取样探杆进入到取样探头内，经过金属粉末烧结滤芯过滤后，除去样气中的粉尘；取样探头通过加热器加热到120℃～160℃，防止样气在经过取样探头后，产生冷凝水。

2.5 总磷在线分析仪
2.5.1 应用
水样、催化剂溶液和强烈氧化剂消解溶液的混合液加热到120℃，水样中聚磷酸盐和其他含磷化合物，在高温高压的酸性条件下被强烈氧化剂消解氧化生成磷酸根，在催化剂存在下，磷酸根离子在含钼酸盐的强酸溶液中，生成一种带色络合物，分析仪检测此颜色的变化，并把这种变化换算成总磷值输出来。生成的带色络合物量相当于总磷量。
工业污染源废水在线监测
工业过程用水在线监测
市政污水处理厂进出口水质在线监测
河流、湖泊水库、地下水水质在线监测
2.5.1 仪器特点
A模块化设计，各部件立运行，提高了仪器工作效率；
B信号输出种类多样：打印机、RS485/RS232、4-20mA、GPRS、继电器等；
C做样方式多样：手动控制、定时(间隔和整点)控制、4-20mA电流输入控制、 开关量控制等多种形式；
D测量光源衰减自动补偿，稳定性好，漂移小；
E量程范围宽，做样速度快，精度高；
F药剂用量少，一个月免维护；
G光电非接触式计量，计量度高，运行可靠性高；
H采用高分辨率工业级彩色触控屏，界面友好，组态设计
2.5.1 技术参数
检验原理 钼酸铵分光光度法
比色波长 660nm
参考方法 GB/T 11893-89
小周期 30min
消解温度 120℃
模拟输出 1 路 4-20mA 输出（可选 2 路）,负载电阻大 750Ω
消解时间 10min
数字输出 RS232/RS485
测量范围 0-2/10/20/200 mg/L（可扩展）
开关输出 1 路继电器输出（可选 2 路）
检验依据 HJ/T 103-2003
其他输出 打印机输出或通过 GPRS 向目标手机号短信发送做样值
准 确 度 ±10%
数据存储 可以保存三年测量数据，数据可循环存储
重复性误差 ±10%
数据导出 测量值可以通过 USB 口导入 U 盘中保存
零点漂移 ±5%
电 源 AC220±10%V，50±10%Hz，5A
量程漂移 ±10%
尺 寸 高 1430×宽 500×深 403（mm）