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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
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zyclxmzsw一、CH6/A-HB1V0?藍宇品牌的功能及作用 智能調節儀不僅可以采集本套裝置中所有傳感器和變送器的輸出在儀表上進行顯示，還可以進行設定值控制、變送輸出、輸出4～20mA線性電流控制執行器、與機建立RS485 通訊關系等等，即可作為現場控制器，也可與機組成監控網絡，是工業現場常見且可靠的控制器之一。二、CH6/A-HB1V0?藍宇品牌的常用功能 1. CH6/A-HB1V0?藍宇品牌數據的采集 在儀表進行數據采集前，需要知道本套裝置傳感器、變送器的輸出的規格 液位檢測 ①壓力變送器DC 1～5V DC 0.2～1V 流量檢測 渦輪流量計DC 1～5V 壓力檢測 ① 管道靜壓變送器DC 1～5V 溫度檢測 ① 溫度傳感器PT100熱電阻 綜上說述，所有傳感器及變送器的輸出分為三種1～5VDC、DC0.2～1V 、PT100熱電阻。當采集液位、時，儀表需要設置參數為輸入規格Sn=33，輸入下限顯示值DIL＝0 mm，輸入上限顯示值DIH＝1000mm。設置范圍為0～1000mm是與裝置上傳感器的量程一一對應的。其它電壓輸出的變送器輸入規格同樣Sn=33，只是量程要根據傳感器的量程來設置。 當采集渦輪流量計或電磁流量計時，儀表基本設置為Sn=33，DIL＝0，DIH＝6.00（m^3/h）；當采集管道壓力時，儀表基本設置為Sn=33，DIL＝0，DIH＝1600（KPa）。 CH6/A-HB1V0?藍宇品牌 ⑷操作條件的變化。如介質溫度、壓力、濃度的變化。有時還要考慮到從開車到參數達到正常生產時，氣相和液相濃度和密度的變化；，⑸被測對象容器的結構、形狀、尺寸、容器內的設備附件及各種進出口料管口都要考慮，如塔、溶液槽、反應器、鍋爐汽包、立罐、球罐等；，⑹其它要求，如環保及衛生等要求；，⑺工程儀表選型要有的考慮。要求盡可能地規格品種。當采集PT100熱電阻的溫度時，儀表需要設置參數為 輸入規格Sn=21，輸入下限顯示值DIL和輸入上限顯示值DIH均不用設置，儀表會對采集到阻值激勵出來的電壓進行自動運算，得出結果送到測量區進行顯示輸出，但前提就是Sn=21，以便使儀表轉入PT100熱電阻溫度算法程序。 采集熱電阻溫度時，要將熱電阻輸出的a、b、c三端對應接到儀表的18、19、20輸入端即可。 對其它差壓水位表計影響較大，更不宜在聯通管式水位計的取樣管上并聯差壓水位計，這不僅因為排污時相互影響，而且還會附加不確定的誤差，?，當汽包上水位測量取樣孔不夠時，可采用45節介紹的"多測孔接管技術"，在汽包上已提供的大口徑取樣管中LDYS-G1K2BN3～2個取樣管的技術增多取樣點。當采用此時，應采取適當措施防止各個取樣系統互相。 也就是我們通常所說的測量反的0到LDYS-G1K2BN30%以及90%到LDYS-G1K2BN300%之間的精度如歐洲標的精度為LDYS-G1K2BN3%。則在標的精度就為05%。三、量程范圍。一般傳感器測量的大范圍為傳感器的滿量程70%是好的。也就是現在要測量70bar的壓力，我們選壓力變送器的量程應該選，四、輸出信現階段由于各種采集的需要。 2. CH6/A-HB1V0?藍宇品牌儀表的給定值設定 當儀表用于PTD算法控制時，需要設定控制變量的設定值，也就是需要控制儀表采集上來的傳感器、變送器數據變量到達設定值，具體設置可參考儀表使用說明書。 實踐表明其主要優點有① 安裝維護簡單方便；②讀數直觀直接明確。可直接讀出油品的庫存量；③ 免除了密度的測定和換算，油庫計量， (LDYS-G1K2BN3)設計和安裝時應考慮油罐底部的取壓開孔盡可能放低，以溫度變化而造成的誤差。必要時引入溫度補償，(2)在油罐的罐體水平截面不等的情況下(如上小下大)，要考慮補償措施。 通過它們進行設定和監控等。模擬型，● 精度高，●量程、零點外部連續可調?！?穩定性能好?！?正遷移可達500%、負遷移可達600%，● 二線制?！?阻尼可調、耐過壓，● 固體傳感器設計，● 無機械可動部件、維修量少?！?重量輕（24kg），● 全系列結構、互換性強，● 小型化（LDYS-G1K2BN366mm總高）。 3. CH6/A-HB1V0?藍宇品牌的輸出 本AI系列智能調節儀有4～20mA線性電流，以控制執行器，以調節被控參量的變化到達給定值。輸出有手動和自動兩種狀態，當用于算法控制時需設置輸出到自動狀態才能啟動PID算法，需要手動控制執行器時，可以先將儀表的輸出狀態切換到手動 CH6/A-HB1V0?藍宇品牌 它只是為和現有DCS兼容而設計的。是真正意義上的全數字式智能變送器（如現場總線型智能變送器）的過渡產品。與常規模擬變速器相比，智能變速器在應用中具有以下特點。量程范圍寬。量程比大。智能變送器一般都具有寬廣的量程范圍，從30LDYS-G1K2BN3到LDYS-G1K2BN300LDYS-G1K2BN3，有的甚至達到400LDYS-G1K2BN3。 (3)為達到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器，對敞口油罐或精度要求不高時，可直接采用壓力變送器以方便安裝，(4)二次表盡量采用智能表，可方便改變量程。實現溫度補償等 。產品型差壓變送器類型，LDYS-G1K2BN3、智能差壓變送器；，2、高靜壓差壓變送器；。3、微差壓變送器；，4、遠傳差壓變送器。
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