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煉鋼VOD爐外精煉爐微氧分析儀的原理及故障分析二重計量技術所郭靜摘要煉鋼車間的VOD爐外精煉爐是通將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整等。微氧分析儀安裝在號爐煙道位置過測量煙道內部的含氧量從而控制吹氧量達到的化學調整效果。關鍵詞VOD精煉爐?氧化鋯?K型熱電偶、引言煉鋼車間的VOD爐外精煉爐是通將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整等。微氧分析儀安裝在號爐煙道位置過測量煙道內部的含氧量從而控制吹氧量達到的化學調整效果。氧化鋯微氧分析儀小可測量一百萬體積中所含的氧含量精度高可以長期使用。但是該微氧測量系統一旦故障就會影響吹氧脫碳等一系列調整嚴重影響生產。自該系統安裝到現在我們能源小組前去檢查的次數達次年。每次都是在使用前發現故障所以分析如何檢查故障對生產有著重要的作用。、煉鋼VOD爐外精煉爐微氧分析系統氧化鋯微氧分析儀測氧原理圖一圖為氧探頭測氧原理示意圖。在氧化鋯電解質(ZrO管)的兩側面分別燒結上多孔鉑（Pt）電極在一定溫度下當電解質兩側氧濃度不同時高濃度側(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（e）結合形成氧離子O使該電極帶正電O離子通過電解質中的氧離子空位遷移到低氧濃度側的Pt電極上放出電子轉化成氧分子使該電極帶負電。兩個電極的反應式分別為：參比側：OeO測量側：O－eO當氧化鋯管處的溫度被加熱到℃～℃時高濃度側氣體用已知氧濃度的氣體作為參比氣如用空氣。這樣在兩個電極間便產生了一定的電動勢氧化鋯電解質、Pt電極及兩側不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。這就是氧化鋯氧探頭的基本檢測原理。氧化鋯氧探頭的結構類型氧化鋯氧探頭的結構類型有兩種采樣檢測式氧探頭及直插式氧探頭。由于煉鋼采用的是采樣式氧探頭所以本文重點介紹采樣式氧探頭結構類型。如圖二所示。采樣檢測方式是通過導引管將被測氣體導入氧化鋯檢測室再通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（℃以上）。氧化鋯一般采用管狀電極采用多孔鉑電極（如圖）。其優點是不受檢測氣體溫度的影響通過采用不同的導流管可以檢測各種溫度氣體中的氧含量這種靈活性被運用在許多工業在線檢測上。其缺點是反應時間慢結構復雜容易影響檢測精度在被檢測氣體雜質較多時采樣管容易堵塞多孔鉑電極容易受到氣體中的硫砷等的腐蝕以及細小粉塵的堵塞而失效加熱器一般用電爐絲加熱壽命不長。在被檢測氣體溫度較低（℃～℃）或被測氣體較清潔時適宜采樣式檢測方式如制氮機測氧實驗室測氧等。煉鋼氧化鋯微氧分析系統安裝結構圖圖三該系統工作過程介紹如圖三所示為集團公司VOD爐外精煉爐微氧分析系統的實際結構圖。采樣氣體是煙道尾氣參比氣體是空氣通過兩層過濾與濃硫酸除濕將采樣氣體直接送入氧化鋯傳感器分析氣體入氣孔。該系統首先需用加熱電爐絲J將氧化鋯所處容室溫度加熱至度以上通過K型熱電偶檢測溫度將溫度信號輸入給ZOIII型氧化鋯氧量變送器經過儀表的PID計算控制加熱輸入信號從而使工作溫度保持在一個恒定的溫度。氧電勢信號同時輸送給ZOIII型智能尾氣分析儀與ZOIII型氧化鋯氧量變送器進行現場顯示同時由ZOIII型智能尾氣分析儀變松輸出mA電流信號至#爐主控制臺進行遠程監視。該系統故障分析與處理分析氣體浮子流量計工作時流量顯示不明顯經過車間的試運行發現分析氣體處浮子流量計在系統工作時流量顯示不明顯經過嚴密的觀察和比對后確定為為DMB型電動薄膜采樣器的泵出現故障轉速減緩偶爾會出現停止。后將泵進行更換系統正常工作。ZOIII型智能尾氣分析儀輸出電流遠程監視信號氧量變化不是很明顯明顯降低排除ZOIII型智能尾氣分析儀故障將采樣氣體管道去開此時采樣氣體和參比氣體均為空氣此時空氣中的氧含量為此時ZOIII型智能尾氣分析儀輸出正常。排除輸氣管道的堵塞由于該系統主要的輸氣管道是透明的聚合物管道管道處沒有明顯的堵塞也沒有露氣經過檢測排除賭、露可能。檢查氧化鋯微氧分析傳感器經過資料了解該傳感器是消耗品壽命基本在年左右加之該系統運行年限剛好過了一年所以懷疑是傳感器故障。重點監測傳感器。在中的檢測就相當于做了該傳感器的零點校準此時輸出電壓為mV左右遠程檢測電流為mA左右。從電爐車間借來含氧量為的標準氣進行標定此時顯示電壓值為mV左右而此時的理論值是mV。所以判斷是傳感器故障。更換傳感器后用含氧量為的標準氣進行標定此時顯示電壓值為mV左右而此時的理論值是mV。所以判斷是傳感器良好。故障近一次運行前后遠程監測曲線對比圖如下：經過圖三的對比明顯的可以看出來更換后與故障前的氧勢曲線的差異。、結論通過氧化鋯測氧原理以及采樣結構的分析讓我們明白了氧化鋯測氧原理以及如何維護氧化鋯探頭。通過集團公司煉鋼VOD爐外精煉爐微氧分析系統的實例原理分析、結構分析、故障處理。讓氧化鋯測氧不再神秘。讓每個操作人員可以輕松的去維護和處理、應對該系統出現的任何狀況。為合格的高性能的鋼水冶煉提供了可靠的數據支持。致謝再論文結尾之余要感謝計量技術所高級工程師辦公室、主任辦公室、科長小組長以及小組成員、煉鋼的相關人員的幫助與協助。我會在以后的工作中再接再厲出色完成崗位上的各項工作。 zyclxmzsw



者映ZYM-5PT100熱電阻精度高小型繼電器 pt100熱電阻目前應用廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；銅電阻在測溫范圍內電阻值和溫度呈線性關系，溫度線數大，適用于腐蝕介質，超過150易被氧化。常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，他們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的應用為廣泛。探頭內部測溫部分用鋼玉瓷管保護，外金屬保護管為不銹鋼管（600°C以下），絕緣型，六角螺紋接頭M20*1.75，用螺絲固定或者灌膠固定，探頭外徑為Φ8mm，長度可根據用戶需要訂制。總長度為1、1.5、2、3、4、5M。用不銹鋼金屬屏蔽線3*7*0.2或不銹鋼金屬屏蔽線3*7*0.2外包四氟的三芯導線，長度規格要求可按用戶需求定制，訂貨時應注明傳感器的名稱、型號、分度號、規格及數量。例：S22密封探頭式熱電阻Φ8*40 PT100 2M 10支。 zyclxmzsw


PT100熱電阻作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從-200℃～420℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。 K型熱電偶作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從0℃～1800℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。一、K型熱電偶與PT100熱電阻的選型：(注：具體的熱電阻與熱電偶選型請參考以下文章：不同溫度熱電偶選擇技巧；熱電偶型號的選擇方法；) 1、被測量對象的正常溫度范圍在300℃以下的選用熱電阻. 2、被測量對象的正常溫度范圍在300℃以上的選用熱電偶. 二、熱電偶與熱電阻的安裝與檢修實踐(相關熱電偶與熱電阻安裝方法及注意事項文檔：熱電偶安裝與使用過程中你遇到了幾個以下問題？) 1、掌握熱電偶與熱電阻的安裝方法; 2、學會使用熱電偶,熱電阻進行溫度測量; 3、掌握熱電偶,熱電阻與二次儀表的接線. 三、K型熱電偶與PT100熱電阻的安裝要求對熱電阻與熱電偶的安裝,應注意熱電偶的安裝使用中的幾個細節；有利于測溫準確,可靠及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作.要滿足以下要求,在選擇對熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下2點: 1、帶有保護套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度: (1)當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管. (2)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為1000mm,熱電偶或熱電阻插入深度500mm即可. (3)對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測流體的管道直徑是100毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應選擇50~100毫米(應考慮到安裝底座或法蘭的尺寸); (4)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護套管對流體的阻力和防止保護套管在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電偶.淺插式的熱電偶保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電偶的標準插入深度為100mm; 2、為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應選擇合理測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶或熱電阻. 四、K型熱電偶與PT100熱電阻的安裝方法 1、首先應測量好熱電偶和熱電阻法蘭或者螺紋螺牙的尺寸,加工配套好法蘭或者螺紋底座. 2、要根據法蘭或者螺紋底座的尺寸,在需要測量的管道上開孔. 3、法蘭或者螺牙座的焊接.把法蘭座或者螺紋底座插入已開好孔內,把法蘭座或者螺紋底座與被測量的管道焊接好. 4、把熱電偶或熱電阻用螺栓緊固或者螺紋旋進已焊接好的螺紋底座. 5、按照接線圖將熱電偶或熱電阻的接線盒接好線,并與表盤上相對應的顯示儀表連接.注意接線盒不可與被測介質管道的管壁相接觸,保證接線盒內的溫度不超過100℃范圍.接線盒的出線孔應防因密封不良,水汽灰塵等沉積造成接線端子短路. 6、熱電偶或熱電阻安裝的位置,應考慮檢修和維護方便. K型熱電偶與PT100熱電阻  zyclxmzsw



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