《火力發(fā)電廠煙氣含氧量測量裝置技術規(guī)范》

ICS

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中華人民共和國電力行業(yè)標準

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火力發(fā)電廠

煙氣含氧量測量裝置技術規(guī)范

Technicalspecificationforzirconiameasuringdeviceinthermalpowerplant

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征求意見稿

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-實施

國家能源局發(fā)布

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火力發(fā)電廠煙氣含氧量測量裝置技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了火力發(fā)電廠煙氣含氧量測量裝置的系統(tǒng)結構、技術條件、測試與驗收的要求。

本文件適用于基于氧化鋯測量原理的火力發(fā)電廠煙氣含氧量測量裝置設計、選型、測試與驗收的技

術工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件，

僅日期對應的版本適用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于

本文件。

GB/T26863-2011火電站監(jiān)控系統(tǒng)術語

GB/T34578-2017火力發(fā)電廠熱工儀表與執(zhí)行那個裝置運行維護與試驗技術規(guī)范

DL/T701-2012火力發(fā)電廠熱工自動化術語

DL/T5190.4電力建設施工技術規(guī)范第4部分：熱工儀表及控制裝置

DL/T5210.4電力建設施工質量驗收規(guī)程第4部分：熱工儀表及控制裝置

DL/T774-2015火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程

JB/T8281-1999氧化鋯氧分析器技術條件

3術語和定義

GB/T26863-2011和DL/T701-2012界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

氧化鋯分析儀zirconiumoxygenanalyzer

根據濃差電池原理，通過測量待分析氣體和參比氣體因氧氣濃度差異而導致的濃差電動勢，來測量

待分析氣體含氧量的氣體分析儀。

[來源：GB/T26863-2011，4.2.60]

3.2

漂移drift

在一段時間內，并非由于外界影響作用于一般或裝置而引起的儀表或裝置-輸出關系發(fā)生不希望有

的逐漸變化。

3.3

現場總線fieldbus

一個數字化的串行、雙向傳輸、多分支的通訊系統(tǒng)，是用于工廠/車間一般和控制設備的局域網。

IEC61158標準分別規(guī)定了基金會現場總線H1和HSE、ControlNet、DeviceNet、ROFIBUS、P-Net等協議。

[來源：GB/T26863-2011，4.4.1]

3.4

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響應時間responsetime

指從校正氣入口通人濃度約為滿量程50%的標準氣體瞬時起，到儀器顯示90%時的時間。

3.5

校正correction

通入標準氣體，觀察裝置顯示值誤差是否符合精度要求的一種操作。

3.6

半自動校正Semiautomaticcorrection

可進行手動校正，或通過裝置面板選擇或觸點輸入啟動校正，按照預設的校正周期和穩(wěn)定時間，進

行一系列的校正操作（但不允許啟動自動校正）。

3.7

自動校正automaticcorrection

按照預設的校正周期自動執(zhí)行，也可進行任何模式的校正。

4系統(tǒng)結構

4.1基本工作原理

煙氣含氧量測量裝置的基本原理是，以氧化鋯作固體電介質，高溫下的電介質兩側氧濃度不同時形

成濃差電池，濃差電池產生的電動勢與兩側氧濃度有關，如果一側氧濃度固定，即可通過測量輸出電動

勢來測量另一側的氧含量。

4.2結構

4.2.1整套儀器由煙氣含氧量測量裝置、信號轉換器及有關附件組成。

4.2.2煙氣含氧量測量裝置由防塵裝置、氧化鋯管、加熱電爐、測溫熱電偶、接線盒以及殼體等主要

部件組成。整個裝置采用全封閉型結構，以增加整個裝置的密封性能，提高使用壽命，其中：

a)防塵裝置是一個氣體過濾遮煙罩，起到過濾煙氣灰塵和保護過濾器防塵沖刷的作用。

b)氧化鋯管是該檢測器的核心，由鋯電池信號白金電極產生氧濃差電勢信號，使用時注意避免劇

烈震動，以免損壞。

c)加熱電爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長加熱電爐的壽命，在工藝上做

了特殊的處理。

d)接線盒內包括連接內芯組件的接線端子，通參比氣體和標定氣體的端口。

e)殼體是一個保護整個探頭不被沖刷的耐磨不銹鋼管，同時提供安裝法蘭

4.2.3氧量自動分析儀的信號轉換器實際上是一個小型的測控系統(tǒng)，由單片機作為中央控制系統(tǒng)。將

測量出來的原始電壓信號轉換成需要的輸出信號，輸出信號可以是開關量，4-20mA模擬量，以及數字

信號。

5技術要求

5.1基本要求

5.1.1外觀

氧量自動分析儀外觀，應滿足以下要求：

a)儀表表面的油漆涂層應光滑平整，色澤均勻，不應有由擦傷、剝落、露底、裂紋及氣泡等現象。

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b)所有銘牌及標志應清晰無誤，名牌明確廠家，型號，生產地、生產日期等信息，宜使用二維碼

將設備信息記錄。

c)緊固件應牢固可靠，不應有松動脫落等現象，各調節(jié)器應能正常工作。

d)元部件應完好無損。

e)固定件、插接件應牢固接觸良好。

f)可調件宜處于可調位置。

g)密封件應無泄漏。

5.1.2電氣特性

氧量自動分析儀的電氣特性，應滿足下述要求：

a)探頭絕緣電阻：用直流500V兆歐表測量探頭的熱電偶對外殼絕緣電阻應大于100MΩ，加熱絲

對外殼絕緣電阻應大于500MΩ，內電極引線對外殼絕緣電阻應大于20MΩ。

b)變送器絕緣電阻，用500V兆歐表測量，應不小于40MΩ。

c)絕緣強度：在儀器電源相、中線對地之間，施加1500V，50Hz的正弦波交流電壓，歷時1min

不應出現擊穿和飛弧現象。

d)泄漏電流不大于5mA（a.c.峰值）。

e)保護接地：儀表的保護接地端子與機殼之間的接觸電阻不大于0.2Ω。

f)電源電壓應滿足220VAC，在±10%的范圍內波動不影響測量精度。

g)電源頻率應滿足50Hz，在±10%的范圍內波動不影響測量精度。

h)功耗：加熱時功率小于400W；正常工作時功率小于200W。

5.2功能要求

5.2.1校正模式

宜具備手動、半自動和自動三種校正模式選擇。

5.2.2故障自診斷功能

宜具備故障自動診斷功能，當故障時宜有報警輸出。

5.2.3手動校正

只允許進行零點和量程或依次進行其中一項的手動校正。不允許觸點輸入啟動半自動校正，也不允

許啟動自動校正。

5.3性能要求

5.3.1技術參數：

a)測量范圍：在下限（0%O2～5%O2范圍內可調）至上限（1%O2～100%O2范圍內可調)范圍內任意

設置，或設定局部量程（測量范圍應從0%～25%之間任選兩擋測量范圍）或(0%～25%）范圍內

任意設置)。

b)顯示范圍：0.01%O2～100%O2。

c)輸出信號：4mA～20mADC，開關量，數字信號。

d)精度：量程的±1%或顯示值的±0.2%。

5.3.2計量性能：

a)預熱時間：裝置預熱時間達規(guī)定的預熱時間后，測量精度應符合要求。

b)基本誤差：

1)量程在0%到25%可調的基本誤差為設定量程最大值的±0.5%。

2)量程的下限可在0%到25%可調，上限程可在1%到100%可調的基本誤差為設定量程最大值

的±1%。

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c)線性度：使用已知氧氣濃度的氣體作為零點氣和量程校正氣，對設備進行檢驗：

1)樣氣壓力在±4.9kPa之內，量程的下限可在0%到5%可調，上限可在0%到25%可調的

線性度為設定量程最大值的±1%。

2)樣氣壓力在±4.9kPa之內，量程的下限可在0%到25%可調，上限可在0%到50%可調的線

性度為設定量程最大值的±3%。

3)樣氣壓力在±4.9kPa之內，量程的下限可在0%到50%可調，上限可在0%到100%可調

的線性度為設定量程最大值的±5%。

5.3.3穩(wěn)定性：

a)零點和量程漂移：儀表連續(xù)運行到規(guī)定時間間隔后，其零點和量程的漂移量應不超過基本誤差。

b)儀表連續(xù)運行時間間隔可設為7d。

5.3.4響應時間：變送器輸入信號變化100mV時間應小于175ms；標氣輸入時，取3次試驗記錄的算

術平均值，應不大于5s。

5.3.5影響誤差：不超過基本誤差的1/2（包括電源電壓、頻率以及環(huán)境溫度引起的偏差），滿足DL/T

8281-19993.4要求。

5.3.6平均無故障時間應不小于70000h。

5.3.7電纜應滿足以下要求：

a)傳感器到現場機柜，宜采用耐高溫阻燃屏蔽電纜進行連接，電纜線芯以不同顏色區(qū)分，保證信

號的準確、可靠，并方便以后的維護或更改。

b)從現場機柜與DCS機柜之間的電纜，應采用屏蔽電線。

5.4環(huán)境適應性要求

5.4.1轉換器正常工作條件下，應滿足下面要求：

a)環(huán)境溫度：-50℃～250℃。

b)濕度：不大于90%（不結露）。

c)儀表外部空氣流速：0m/s～5m/s。

5.4.2探頭指標應滿足下面要求：

a)煙氣壓力-10kPa～+10kPa。

b)煙氣流速0m/s～50m/s。

c)響應時間0.5s(煙氣流速大于10m/s)。

d)T90時間≤5s(煙氣流速大于10m/s)。

e)防護等級IP66。

f)電池分辨率＜0.001‰O2。

6測試與驗收

6.1測試內容

6.1.1設備應在出廠前進行必要的測試并提供測試報告。

6.1.2儀表到達現場后，應按合同約定和商檢要求進行開箱檢驗，應對外觀、絕緣電阻、絕緣強度、

示值誤差、重復性、響應時間、漂移進行測試。

6.1.3外觀測試

按照本文件5.1.1外觀要求進行檢查。

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6.1.4絕緣電阻測試

常溫下用500V兆歐表測量探頭的絕緣電阻：

a)熱電偶對外殼絕緣電阻應大于100MΩ。

b)加熱絲對外殼絕緣電阻應大于500MΩ。

c)內電極引線對外殼絕緣電阻應大于20MΩ。

6.1.5絕緣強度測試

在儀器電源相、中線對地之間，施加1500V，50Hz的正弦波交流電壓，歷時1min不應出現擊穿和飛

弧現象。

6.1.6示值測試（系統(tǒng)精度檢查）

示值測試，按下述步驟進行：

a)量程和零位校驗后，換上接近煙氣氧量的標準氣體（若未進行量程和零位校驗，則分別選擇

1%O2、4%O2、8%O2的三種標準氣體），流量為120L/h的標準氣和流量為15L/h的的參比氣依次

通入探頭。

b)觀察顯示裝置的顯示值，待指示穩(wěn)定后記錄讀數，重復3次。

c)計算三次顯示值與標準氣體含氧量之差（算術平均值為裝置精度，應符合要求或最大值應不大

于量程的±5%），應不超過氧量標準值的±5.2%O2。

6.1.7示值重復性測試

示值重復性測試，按下述步驟進行：

a)通入標準氣和參比氣，穩(wěn)定運行30min后，讀取、記錄第一個數。

b)隔2h讀取、記錄第二個數。

c)計算兩次讀數的差值應不超過量程的±0.2%O2。

d)進行上述整套儀表的示值校驗時，計算每2次間讀數的最大差值，應不大于量程的±0.2%。

6.1.8響應時間測試：

響應時間測試，按下述步驟進行：

a)從校正氣入口，通入濃度約為滿量程的50%的氧標準氣體，讀取穩(wěn)定數值后，撤去標準氣，通

入空氣。

b)儀器顯示穩(wěn)定后，再通入上述濃度的標準氣，同時用秒表記錄從通入標準氣體瞬時起（還是模

擬信號開始變化時）到儀器顯示穩(wěn)定值(標氣濃度)的90%時的時間。

c)重復上述步驟3次，計算算術平均值應符合本標準4.3.4要求。

6.1.9漂移測試

確認裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)、面板顯示屏上應無錯誤或警告報警信息、標準氣體容器到標定管進氣

口之間使用盡量短的連接管線后，按下步驟進行校驗：

a)選擇校正模式（手動，自動校正）。

b)根據備有的標準氣體，選擇量程下限、點、上限標氣校正（或選擇其中二項標氣校正）。

c)從校正氣入口通入保質期內量程對應濃度的標準氣體（含氧量20.6%）或20.6%的新鮮空氣，

按制造廠規(guī)定的流量（如制造廠未規(guī)定流量，則以300mL/min的流量）,觀察二次儀表（或顯

示畫面）顯示讀數，顯示值穩(wěn)定數值后保存或記錄結果。若有偏差，調整量程使顯示至20.6%。

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d)換上1%左右含氧量的標準氣體，按制造廠規(guī)定的流量（如制造廠未規(guī)定流量，則以300mL/min

的流量）通入探頭，觀察二次儀表（或顯示畫面）顯示讀數，待穩(wěn)定后1min～2min，若有偏

差，微調零點使顯示至對應標準氣體含氧量的值。

e)重復上述c)、d)，直至量程和零位均達到要求（量程和零位微調幅度不宜太大，以免影響基

準電壓）。

f)核對DCS控制畫面顯示的氧量含量與就地儀表顯示應一致。

6.1.10故障自動診斷功能測試

具有故障自動診斷功能的裝置，人為設置一故障，裝置應能自動判斷故障類型，故障報警燈亮并顯

示當前故障對應編號。

6.2驗收

6.2.1外觀驗收

a)外觀檢查應完好，無破損、變形和銹蝕。

b)根據裝箱單，核對設備及附件、備品備件、專用工具型號、規(guī)格、數量和技術資料齊全。

6.2.2安裝驗收

按照DL/T5190.4-20123.6施工規(guī)范進行安裝，并且按照DL/T5210.4-20183.3.6進行驗收。

6.2.3調試驗收

按照DL/T774-20155.7中的要求進行調試驗收。

6.2.4檢修驗收

按照GB/T34578-20175.6及DL/T774-20155.7.2的檢修項目進行檢修及質量驗收。

6.2.5驗收與記錄

調試或修復、零點和量程遷移校準結束后，參見附錄A（資料性附錄）表A.1作好校驗原始記錄，

按表A.2做好調試驗收。

_________________________________

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附錄A

（資料性附錄）

校驗記錄

A.1調試記錄見表A.1

A.2調試驗收記錄表見表A.2

表A.1調試記錄

B

設備名稱KKS編碼

設備型號傳感器型號

調試項目及記錄

序號項目名稱數據記錄備注

1外觀檢查是否滿足

2熱電偶對外殼絕緣電阻

3加熱絲對外殼絕緣電阻

4內電極引線對外殼絕緣電阻

5絕緣強度是否合格

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