Dvousložkový analyzátor obsahu kyslíku a hořlavých plynů Nernst N2032-O2/CO

Rozsah použití

Nernst N2032-O₂/CO obsah kyslíku a hořlavý plyndvousložkový analyzátorje komplexní analyzátor, který dokáže současně detekovat obsah kyslíku, oxid uhelnatý a účinnost spalování ve spalovacím procesu. Dokáže monitorovat obsah kyslíku a oxidu uhelnatého ve spalinách během nebo po spalování kotlů, pecí a pecí.

Analyzátor se spojil s Nernst O₂Sonda /CO může měřit procento obsahu kyslíku O₂% v kouřovodu a topeništi, hodnota PPM oxidu uhelnatého CO, hodnota 12 hořlavých plynů a účinnost spalování topeniště v reálném čase.

Vlastnosti aplikace

Po použití Nernst N2032-O₂/CO obsah kyslíku a hořlavý plyndvousložkový analyzátorUživatelé mohou ušetřit spoustu energie a kontrolovat emise výfukových plynů.

Nernst N2032-O₂/CO obsah kyslíku a hořlavý plyndvousložkový analyzátorje unikátní technologie, která využívá zirkonovou dvouhlavou strukturu vyvinutou po deseti letech výzkumu a dokáže současně měřit obsah kyslíku a obsahu oxidu uhelnatého. V současnosti se jedná o skutečnou in-line technologii měření. Nízká cena, vysoká přesnost, lze měřit online za různých podmínek vysoké vlhkosti a vysoké prašnosti.

V procesu spalování peroxidu, kdy palivový plyn a kyslík podporující hoření dosáhnou určitého bodu dynamické rovnováhy, se s mírnou změnou množství kyslíku změní i obsah oxidu uhelnatého. Trend změny obsahu kyslíku a změny trend oxidu uhelnatého tvoří stejný superponovaný trend.

Nernst O₂Princip měření sondy /CO

Nernst O₂Sonda /CO má duální elektrody, které dokážou detekovat jak signál kyslíku, tak signál hořlaviny současně. Vzhledem k tomu, že spaliny nedokonalého spalování obsahují oxid uhelnatý (CO), hořlaviny a vodík (H₂).

Kyslíkový článek zirkoniové sondy nebo kyslíkového senzoru využívá kyslíkový potenciál generovaný různými koncentracemi kyslíku na vnitřní a vnější straně zirkonia při vysoké teplotě (vyšší než 650 °C) k měření obsahu kyslíku v měřené části. část sondy je vyrobena z pouzdra z nerezové oceli nebo pouzdra z legované oceli, které se skládá z topného tělesa z legované oceli, zirkonové trubice, termočlánku, drátu, svorkovnice a krabice, viz schematický nákres.Zirkonová trubice sondy je plynově izolovaná vnitřní a vnější stranu zirkonové trubice přes odpovídající těsnicí zařízení.

Když teplota hlavice zirkonové sondy dosáhne 650 °C nebo vyšší prostřednictvím ohřívače nebo vnější teploty, různé koncentrace kyslíku na vnitřní a vnější straně vytvoří odpovídající elektromotorickou sílu na povrchu zirkonu. Elektrický potenciál lze měřit odpovídajícím vodičem a hodnota teploty součásti může být měřena odpovídajícím termočlánkem.

Když je známa koncentrace kyslíku uvnitř a vně zirkonové trubice, lze odpovídající potenciál kyslíku vypočítat podle vzorce pro výpočet potenciálu zirkonu.

Vzorec je následující:

E (milivolty) =4F(RT)loge 

Kde E je potenciál kyslíku, R je plynová konstanta, T je absolutní hodnota teploty, PO₂UVNITŘ je hodnota tlaku kyslíku uvnitř zirkonové trubice a PO₂OUTSIDE je hodnota tlaku kyslíku vně zirkonové trubice. Podle vzorce, když je koncentrace kyslíku uvnitř a vně zirkonové trubice odlišná, bude generován odpovídající kyslíkový potenciál. Z výpočtového vzorce lze zjistit, že koncentrace kyslíku uvnitř a vně zirkonové trubice je stejná, potenciál kyslíku by měl být 0 milivoltů (mV).

Pokud je standardní atmosférický tlak jedna atmosféra a koncentrace kyslíku ve vzduchu je 21 %, vzorec lze zjednodušit na:

()

Když je kyslíkový potenciál měřen měřicím přístrojem a je známa koncentrace kyslíku uvnitř nebo vně zirkonové trubice, lze obsah kyslíku v měřené části získat podle odpovídajícího vzorce.

Výpočtový vzorec je následující: (V tuto chvíli musí být teplota v zirkonové části vyšší než 650°C)

(%Ó₂) VENKU (ATM) = 0,21 EXPT(-46,421E)

Charakteristická křivka

Když měřený plyn obsahuje O₂a CO současně, v důsledku vysoké teploty senzoru a katalytického účinku oblasti platinové elektrody senzoru, O₂a CO bude reagovat a dosáhne termodynamického rovnovážného stavu, PO₂na měřené straně se změnil tak, že parciální tlak kyslíku v rovnováze je P'O₂.

Je to proto, že poté, co je senzor aktivován při vysoké teplotě, proces O₂a reakce CO mající tendenci k rovnováze je paralelní s procesem O₂koncentrační difúze. Když reakce dosáhne rovnováhy, difúze O₂koncentrace má také tendenci se stabilizovat, takže naměřený parciální tlak kyslíku v rovnováze je P'O₂.

V negativní oblasti ZrO probíhají následující reakce₂baterie:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Když reakce dosáhne rovnováhy, O₂změny koncentrace, PO₂je redukován na P'O₂a přeměna molekul plynného kyslíku a O₂v matici je:

Negativní elektroda:Ó₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Pozitivní elektroda:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Proces rozdílu koncentrace baterie je:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Při porovnání elektromotorické síly senzoru s počtem molů oxidačně-redukčního plynu je křivka charakteristickou křivkou podobnou titrační křivce.

Tvar této charakteristické křivky při určité teplotě, tlaku a průtoku, stejný senzor má přesně stejnou charakteristiku pro stejný druh plynového systému.

Proto při atmosférickém tlaku a měřeném plynu v přirozeném proudění, srovnání elektromotorické síly a počtu molů O₂-CO systém senzorem zirkonu je λ (λ=no2 /nco nebo objemové procento λ=O₂ × V %/OCO × V %) charakteristická křivka.

Když Pt-Al₂O₃katalyzátor je katalyzován při 600 °C, CO v aerobním systému může být zcela přeměněn na CO₂, takže měřený plyn obsahuje po katalytickém spalování pouze kyslík.

V tomto okamžiku zirkonový senzor měří přesný obsah kyslíku. Vzhledem ke vztahu měřeného plynu při katalytickém spalování lze měřit obsah CO v měřeném plynu. Vztah mezi reakčním vzorcem a množstvím před a po katalytickém spalování měřeného plynu je následující:

Předpokládejme, že koncentrace oxidu uhelnatého v měřeném plynu před katalýzou je (CO), koncentrace kyslíku je A1 a koncentrace kyslíku v měřeném plynu po katalýze je A, pak:

Před spálením:(CO) A1

Po spálení:O A

Pak:A=A1 – (CO)/2

A:λ =A1 /(CO)

Tak:A = λ ×(CO)-(CO)/2

Výsledek:(CO)= 2A /(2A-1)    (λ＞0,5)

Princip struktury O₂/CO sonda

O₂Sonda /CO provedla odpovídající změny na základě původní sondy, aby realizovala novou funkci řízení spalování. Kromě detekce obsahu kyslíku během procesu spalování může sonda detekovat také neúplně spálené hořlaviny (CO/H₂), protože oxid uhelnatý (CO) a vodík (H₂) koexistovat ve spalinách nedokonalého spalování.

Sonda je základním prvkem, který využívá elektrochemický princip po zahřátí oxidu zirkoničitého k realizaci měření.

A. O₂elektroda (platina)

B. COe elektroda (platina/vzácný kov)

C. Kontrolní elektroda (platina)

Jádrovou součástí sondy je zirkoniový kompozitní plech navařený na korundové trubici tak, aby vytvořil utěsněnou trubici a vystavený spalinovému kanálu spalovacího systému. Použití vestavěných elektrod může účinně zabránit korozním komponentům před poškozením elektrod a zvýšit životnost.

Funkce COe elektrody a O₂elektrody jsou stejné, ale rozdíl mezi těmito dvěma elektrodami je v elektrochemických a katalytických vlastnostech surovin, takže hořlavé složky ve spalinách jako CO a H₂lze identifikovat a detekovat. Ve stavu úplného spalování „Nernst“ napětí UO₂se také tvoří na elektrodě COe a tyto dvě elektrody mají stejné křivkové charakteristiky. Při detekci nedokonalého spalování nebo hořlavých součástí se na elektrodě COe vytvoří také jiné než „Nernstovo“ napětí UCOe, ale charakteristické křivky obou elektrod se pohybují odděleně. (Viz typické grafy pro oba senzory)

Napěťový signál UCO/H₂celkového senzoru je napěťový signál měřený COe elektrodou. Tento signál obsahuje následující dva signály:

UCO/H₂(celkové čidlo) = UO₂(obsah kyslíku) + UCO₂/H₂(hořlavé komponenty)

Pokud obsah kyslíku měřený O₂elektroda se odečte od signálu celkového senzoru, závěr je:

UCOe (hořlavá složka) = UCO/H₂(celkový senzor)-UO₂(obsah kyslíku)

Výše uvedený vzorec lze použít k výpočtu hořlavé složky COe měřené v ppm. Senzor sondy je typická charakteristika napěťového signálu. Graf ukazuje typickou křivku (přerušovaná čára) koncentrace COe, když obsah kyslíku postupně klesá.

Když se spalování dostane do oblasti bez vzduchu, v takzvaném bodě „emisní hrany“, kdy nedostatek vzduchu způsobí nedokonalé spalování, příslušná koncentrace COe se výrazně zvýší.

Získané charakteristiky signálu jsou znázorněny v diagramu křivky sondy.

UO₂(souvislá čára) a UCO/H₂(tečkovaná čára).

Když je vzduchu přebytek a spalování je zcela bez složek COe, senzor signalizuje UO₂a UCO/H₂jsou stejné a podle „Nernstova“ principu se zobrazuje aktuální obsah kyslíku v kanálu spalin.

Při přiblížení k „výbojové hraně“ celkový signál napětí snímače UCO/H₂Počet elektrody COe se zvyšuje neúměrnou rychlostí v důsledku dodatečného signálu COe, který není Nernst. Charakteristiky napěťového signálu snímače: UO₂a UCO/H₂vzhledem k obsahu kyslíku ve spalinovém kanálu jsou zde také zobrazeny typické vlastnosti hořlavé složky COe.

Kromě napěťových signálů čidel UCO/H₂a UO₂, relativně dynamický snímač signalizuje dU O₂/dt a dUCO/H₂/dt a zejména rozsah fluktuačního signálu COe elektrody lze využít k zablokování „emisní hrany“ spalování.

(Viz „Nedokonalé spalování: rozsah kolísání napětí COe elektrody UCO/H₂“)

Technické vlastnosti

•Funkce vstupu duální sondy: Jeden analyzátor může být vybaven dvěma sondami, což může ušetřit náklady na používání a zlepšit spolehlivost měření.

•Funkce více výstupů: Analyzátor má dva výstupy proudového signálu 4-20mA a komunikační rozhraní počítač-počítač RS232 nebo síťové rozhraní RS485. Jeden kanál výstupu signálu kyslíku, druhý kanál výstupu signálu CO.

•Rozsah měření: Rozsah měření kyslíku je 10^-30do 100% obsahu kyslíku a rozsah měření oxidu uhelnatého je 0-2000PPM.

•Nastavení budíku:Analyzátor má 1 obecný alarmový výstup a 3 programovatelné alarmové výstupy.

• Automatická kalibrace:Analyzátor bude automaticky sledovat různé funkční systémy a automaticky se zkalibruje, aby byla zajištěna přesnost analyzátoru během měření.

•Inteligentní systém:Analyzátor může doplnit funkce různých nastavení podle předem určených nastavení.

•Funkce výstupu displeje:Analyzátor má silnou funkci zobrazování různých parametrů a silnou výstupní a kontrolní funkci různých parametrů.

•Bezpečnostní funkce:Když je pec mimo provoz, uživatel může ovládat vypnutí ohřívače sondy, aby byla zajištěna bezpečnost během používání.

•Instalace je jednoduchá a snadná:Instalace analyzátoru je velmi jednoduchá a pro připojení zirkonové sondy je k dispozici speciální kabel.

Specifikace

Vstupy

• Jedna nebo dvě zirkoniové sondy nebo jedna zirkoniová sonda + CO senzor

• Kouřoměr nebo náhradní teploměr typ K, R, J, S typ

• Vstup signálu proplachování tlakovým plynem

• Výběr ze dvou různých paliv

• Řízení bezpečného provozu v nevýbušném provedení (platí pouze pro vyhřívanou sondu)

Výstupy

Dva lineární 4-20mA DC signálový výstup (maximální zatížení 1000Ω)

• První výstupní rozsah (volitelné)

Lineární výstup 0–1 % až 0–100 % obsahu kyslíku

Logaritmický výstup 0,1–20 % obsah kyslíku

Výstup mikrokyslíku 10^-39do 10^-1obsah kyslíku

• Druhý výstupní rozsah (lze vybrat z následujících)

Obsah oxidu uhelnatého (CO) Hodnota PPM

Oxid uhličitý (CO₂)%

Měření hořlavých plynů Hodnota PPM

Účinnost spalování

Zaznamenat hodnotu kyslíku

Hodnota anoxického spalování

Teplota kouřovodu

Zobrazení sekundárních parametrů

• Oxid uhelnatý uhlík (CO) PPM

• Účinnost spalování hořlavých plynů

• Výstupní napětí sondy

• Teplota sondy

• Okolní teplota

• Rok měsíc den

• Vlhkost prostředí

• Teplota spalin

• Impedance sondy

• Index hypoxie

• Doba provozu a údržby

Komunikace mezi počítačem a tiskárnou

Analyzátor má sériový výstupní port RS232 nebo RS485, který lze přímo připojit k počítačovému terminálu nebo tiskárně a sondu a přístroj lze diagnostikovat pomocí počítače.

Čištění prachu a standardní kalibrace plynu

Analyzátor má 1 kanál pro odstranění prachu a 1 kanál pro standardní kalibraci plynu nebo 2 kanály pro standardní výstupní relé pro kalibraci plynu a spínač solenoidového ventilu, který lze ovládat automaticky nebo ručně.

PřesnostP

± 1 % skutečné hodnoty kyslíku s opakovatelností 0,5 %. Například při 2 % kyslíku by přesnost byla ±0,02 % kyslíku.

AlarmyP

Analyzátor má 4 obecné alarmy se 14 různými funkcemi a 3 programovatelné alarmy. Může být použit pro varovné signály, jako je vysoký a nízký obsah kyslíku, vysoký a nízký obsah CO a chyby sondy a chyby měření.

Rozsah zobrazeníP

Automaticky zobrazit 10^-30～100% obsah kyslíku O2 a obsah oxidu uhelnatého 0ppm～2000ppm CO.

Referenční plynP

Přívod vzduchu pomocí vibračního čerpadla s mikromotorem.

Požadavky na napájení

85VAC až 264VAC 3A

Provozní teplota

Provozní teplota -25°C až 55°C

Relativní vlhkost 5 % až 95 % (bez kondenzace)

Stupeň ochrany

IP65

IP54 s vnitřním referenčním vzduchovým čerpadlem

Rozměry a hmotnost

300 mm Š x 180 mm V x 100 mm H 3kg