1、YOKOGAWA IM 11M12A01-02E 横河电机株式会社 第 3 版 用户手册 EXAxt ZR22G，ZR402G 分离式氧化锆氧分析仪 第 2 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 第 3 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 序言 EXAxt ZR 分离式氧化锆氧分析仪已开发应用于各种工业过程的燃烧控制。该分析仪由一支探头和一台变送器组成。可以根据你应用的情况在几种配置形式中进行选择。 选项附件用于提高测量精度及自动校正。通过增加适当的选项可组成最佳的控制系统。 本使用手册涉及了与 EXAxt ZR 有关的、几乎所有的设备。你可跳过任何你的系统中没有
2、的设备部分进行阅读。 关于 HART 通讯协议，见 IM 11 M12A01-51E。 IM 11M12A01-51E 发行名称为“ EXAxt ZR 型系列 HART 协议” 。 一体型（传感器和分析仪在一个壳体内）在 IM 11M12A01-04E 有所描述。 在本手册中的型号和说明如下： 该手册中的型号和内容 手册中的说明 型号 产品名称 技术规范 安装 操作 维护 CMPL ZR22G 普通型探头 O O O O O ZR22G 高温探头（ 0.15m） O O O O ZR402G 变送器 O O O O O ZO21R-L 探头保护器 O O ZO21P-H 高温探头适配器 O Z
3、A8F 流量设定装置（手动校正用） O O O ZR40H 自动校正校正 O O - 高温使用的辅助排放器 （部件号： E7046EC， EN） O O O - 校正气体装置箱（部件号： E7044KF） O O - 止回阀（部件号： K9292DN， K9292DS） O O - 探头用粉尘过滤器 （部件号： K9471UA） O O ZO21S 标准气体装置 O O O O T Int。 1E CMPL：用户维护部件清单。 本手册由十二章组成。安装、操作、维护请见相关章节。 第 4 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 目录表 相关内容 章节 概要 安装 操作 维护 1概述
4、仪器型号和系统配置举例 c c 2技术规范 标准技术规范，型号代码（或部件号） ，各种仪器的外形尺寸 c c 3安装 各种仪器的安装方式 4配管 三种标准系统配置的配管安装举例 5配线 接线顺序，如电源线接线、输出信号线接线等等 6组成 主要部件及功能在该手册中作了描述 c c 7启动 EXAxt ZR 操作启动的基本步骤。第七章能帮助你立即可以操作仪器 8详细数据设置 操作键和显示的详细资料 c 9校正 操作过程中的校正步骤描述 c 10其他功能 其他功能描述 c 11检查和维护 怎样进入 EXAxt ZR 的维护及损坏部件的更换步骤 c 12故障及排出 该章描述了测量过程中不正常情况发生的
5、处理方法 CMPL（部件清单） 用户可更换部件清单 c T Int。 2E ：操作仪器前阅读并完全理解。 c ：操作仪器前阅读，并在需要时随时参考。 ：建议至少阅读一次。 第 5 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 关于该仪器的安全使用 警告 探头顶端的锆池（传感器）是由陶瓷（氧化锆）组成。不要让探头跌落或承受重压。 z探头安装时传感器（探头顶端）不能碰到任何东西。 z探头安装时避免水直接滴落到检测器的探头（传感器）部分。 z通入校正气以前检查校正气管路，确保无气体泄漏。如果有气体泄漏，测量气体带入的湿气会损坏传感器。 z探头（特别是在尖端）变得非常烫，带上手套小心处理。 危险
6、 EXAxt ZR 非常重，小心处理，不要摔碰，处理时注意安全不要受伤。 只有当确认电源电压与仪器的额定电压匹配时，才能连接电源线。另外，连接电源时，应先确认电源已关闭。 部分过程气体对人体比较危险。因维护或其他原因将仪器从流程线移开时，使用保护面罩或站在通风良好的区域，保护你避免受到潜在的毒害。 （ 1） 关于手册 z本手册应送达最终用户。 z本手册的内容若有改变，不预先通知。 z本手册的内容未经授权，不得复制或拷贝，无论是部分还是全部。 z本手册解释了产品包含的功能，但不能保证这些能满足用户的特殊要求。 z我们将尽力确保手册的准确性。然而，任何错误或遗漏引起用户疑虑，请与最近的 Yokog
7、awa 电机代理商或销售网点联系。 z本手册不包含特殊的技术规范。当产品的变化不影响产品的功能时，本手册可能不会对技术规范、用词和部件等方面作任何改变。 z如果产品未用在本手册指定的方式，产品的安全性会受到削弱。 （ 2） 安全性和警示 z使用产品时请注意本手册的安全提示，以确保人员、产品和含本产品的系统的安全。 （ 3） 产品和本手册中使用的安全符号如下。 危险 该符号指示操作者必须遵循本手册指导的使用方法，避免人员可能受到触电或灾难之类的不幸发生。手册强调了操作者特别注意练习什么以防止冒这样的风险。 警告 第 6 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 该符号指示操作者必须参考
8、本手册的使用方法，防止仪器（硬件）或软件损坏，或避免系统故障发生。 注意 该符号提示注意理解操作和功能的信息要点。 提示 该符号给出目前标题下的余数信息。 SEE ALSO 该符号确定参考资料的来源 接地保护端子 功能接地端子（不要使用该端子作为接地保护端子） 交流电 z该手册中的特别说明 本手册指示操作键、显示和产品利用如下： z 操作键，写进内，面板上显示为“” 。 （如模式键） （如信息显示“BASE” ） （如数据显示“102”点亮， “102”闪烁） z 图标闪烁 指示为灰色。 （闪烁） （点亮） 第 7 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 注意 y技术规格检查 仪器
9、到达时，小心地打开包装并检查仪器在运输过程中是否损坏。另外，请检查技术规格是否与定货相符，需要的附件是否丢失。技术规格可根据标牌上的型号代码进行检查。见第二章技术规格中关于型号代码的清单。 y关于操作规范的详细资料 当 EXAxt ZR 分离式氧分析仪到达用户所在地时，将会在仪器出厂参数（初始化数据）的基本设置上进行操作。 对分析仪进行管理前，确定初始化数据符合工作条件。如果需要，设置仪器参数以适应操作条件。数据设置详见第七章至第十章。 当用户改变操作参数时，建议记下已变化的设置数据。 销售后的保证 zYokogawa 将根据定货报价单的情况对产品进行质量担保。 Yokogawa 将根据标准对
10、质量保证服务进行精细的管理。当用户所在地超出特殊处理的区域，将由用户支付派遣维护工程师的费用。 z在下列情况下，不管是否在质保期内将由用户支付维修费用： y故障部件不在使用手册中的质保项目内。 y由于使用不是 Yokogawa 电机株式会社提供的软件、硬件和辅助设备造成的故障。 y由于用户不正确或不恰当的维护造成的故障。 y由于修改、滥用或未经 Yokogawa 授权的不规范操作造成的故障。 y由于供电（电压、频率）超出了技术规范或不正常造成的故障。 y超出建议用途之外的任何用途引起的故障。因火灾、地震、暴风雨和洪水、闪电、骚乱、暴动、战争、辐射和其他自然变化造成的任何损坏。 Yokogawa
11、 不担保产品在用户所在地特殊应用的一致性。 Yokogawa 将不承担由于特殊应用造成损坏的直接或间接责任。 当用户将产品配置进入系统或转卖， Yokogawa 电机株式会社将不承担责任。 产品停产后，维护服务和维修部件的供给将覆盖五年。为了维修本产品，请与本手册中说明的最近的销售网点联系。 第 8 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 目 录 序言 3 设备的安全使用 5 注意 7 销售后的保证 7 1. 概述15 1.1 系统配置 15 1.1.1 系统 1 15 1.1.2 系统 2 16 1.1.3 系统 3 17 1.2 系统组成 18 1.2.1 系统组成 18 1.
12、2.2 探头和附件 18 2. 技术规范 19 2.1 一般技术规范19 2.1.1 标准技术规范 19 2.2 普通型分离式探头及相关设备19 2.2.1 ZR22G 普通型分离式探头20 2.2.2 ZH21R-L 探头保护器25 2.3 高温分离式探头及相关设备26 2.3.1 ZR22G（0.15m）高温分 离式探头26 2.3.2 ZO21P-H 高温探头适配器 26 2.4 ZR402G 分离式变送器28 2.4.1 标准技术规范 28 2.4.2 功能28 2.5 ZA8F 流量设定装置和 ZR40H 自动校正装置 32 2.5.1 ZA8F 流量设定装置 32 2.5.2 ZR
13、40H 自动校正装置 34 2.6 ZO21S 标准气体装置 37 2.7 其他设备 38 2.7.1 探头用粉尘过滤器（部件号：K9471UA）38 2.7.2 高温辅助排放器 （部件号： E7046EC 或E7046EN） 39 第 9 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 2.7.3 截止阀（部件号：L9852CB 或 G7016XH）41 2.7.4 止回阀 （部件号： K9292DN 或K9292DS） 42 2.7.5 气体设定器（部件号： G7011XF 或E7040EL）42 2.7.6 零点气瓶（部件号：G7001ZC）43 2.7.7 气瓶压力调节器 （部件号
14、： G7013G或7014XF） 44 2.7.8 校正气装置箱（部件号：E704 4KF）44 2.7.9 ZR22A型加热器装置45 3. 安装 46 3.1 探头的安装46 3.1.1 位置 46 3.1.2 探头插入孔46 3.1.3 探头的安装47 3.1.4 粉尘过滤器的安装（部件号： K947 1UA）48 3.2 探头的安装(型号 ZR22G-015) 50 3.2.1 位置 50 3.2.2 高温探头适配器（ZO21P-H 型）的使用50 3.2.3 探头插入孔 51 3.2.4 高温探头的安装 51 3.3 变送器的安装53 3.3.1 位置 53 3.3.2 变送器的 安
15、装 53 3.4 ZA8F 流量设定装置的安装56 3.4.1 位置 56 3.4.2 ZA8F 流量设定装置的安装 56 3.5 ZR40H 自动校正装置的安装 58 3.5.1 位置 58 3.5.2 ZR40H 自动校正装置的安装 58 3.6 校正气装置箱（E7044KF）的安装60 3.6.1 位置60 3.6.2 安装60 3.7 绝缘电阻测试61 3.8 带压力补偿的探头外形尺寸62 4. 配管 71 41 系统 1 的配管71 第 10 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 4.1.1 系统 1 配管安装的必要部件 72 4.1.2 与校正气入口的连接 72 4.
16、1.3 与参比气入口的连接 73 4.1.4 高温探头适配器的配管73 4.2 系统 2 的配管 76 4.2.1 系统 2 配管所需部件 77 4.2.2 校正气配管 78 4.2.3 参比气配管 78 4.3 系统 3 的配管 79 4.3.1 反吹配管 80 4.4 带压力补偿的探头配管 82 4.4.1 带压力补偿探头系统的配 管部件83 4.4.2 校正气配管 84 4.4.3 参比气配管 84 5. 配线 85 5.1 概述 85 5.1.1 变送器内的外部接线端子 86 5.1.2 配线 86 5.1.3 电缆密封套的装配 87 5.2 探头输出配线 88 5.2.1 电缆技术规
17、格 88 5.2.2 探头的连接 88 5.2.3 变送器的连接 89 5.3 探头加热器电源的配线90 5.3.1 电缆技术规格 90 5.3.2 探头的连接 90 5.3.3 变送器的连接 91 5.4 模拟输出的配线 92 5.4.1 电缆技术规格 92 5.4.2 配线步骤 92 5.5 电源和接地配线 92 5.5.1 电源配线 92 5.5.2 接地配线 92 5.6 触点输出配线93 第 11 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 5.6.1 电缆技术规格 93 5.6.2 配线步骤 93 5.7 ZR40H 自动校正装置配线 94 5.7.1 电缆技术规格94 5
18、.7.2 配线步骤 94 5.8 触点输入配线95 5.8.1 电缆技术规格 95 5.8.2 配线步骤 95 6. 组成部件 96 6.1 ZR22G 探头96 6.1.1 普通型探头（除 ZR22G-015 型外）96 6.1.2 高温型探头（ZR22G-015 型）97 6.2 ZR402G 变送器 98 6.3 ZA8F 流量设定装置，ZR40H 自动校正装置 99 7. 启动 100 7.1 检查配管及配线连接100 7.2 止回阀启动100 7.3 变送器供电 101 7.4 触摸面板开关操作102 7.4.1 基本面板与开关 102 7.4.2 显示配置（氧分析仪用） 103 7
19、.4.3 显示功能 103 7.4.4 输入数值和文本数据104 7.5 变送器类型设置的确认 105 7.6 探头类型设置的确认 106 7.7 测量气体的选择 106 7.8 输出范围的设置 106 7.8.1 最小电流（4mA）和最大电流(20mA)的设置106 7.9 设置显示项目 107 7.10 检测电流回路 109 7.11 检查触点 I/O 的端口 109 7.11.1 检查触点输出109 7.11.2 检查校正触点输出110 7.11.3 检查输入触点111 第 12 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 7.12 校正 111 7.12.1 校正设置111 7
20、.12.2 手动校正112 8. 详细数据设置 115 8.1 电流输出设置 115 8.1.1 最小电流（4 mA）和最大电流（ 20 mA）设置115 8.1.2 关于输出范围 115 8.1.3 输入输出滞后常数 116 8.1.4 输出模式选择 116 8.1.5 缺省值116 8.2 输出保持的设置 117 8.2.1 设备状态的定义117 8.2.2 输出保持值的优先顺序 118 8.2.3 输出保持设置 118 8.2.4 缺省值 119 8.3 氧浓度报警设置 119 8.3.1 报警值 119 8.3.2 报警输出动作 119 8.3.3 报警设定步骤 120 8.3.4 缺
21、省值 121 8.4 输出触点设置 122 8.4.1 输出触点 122 8.4.2 设置步骤 122 8.4.3 缺省值 125 8.5 输入触点设置 126 8.5.1 输入触点功能 126 8.5.2 设置步骤 127 8.5.3 缺省值 127 8.6 其它设置 128 8.6.1 设置日期和时间 128 8.6.2 平均值/最大/最小值监测的设置128 8.6.3 燃料设置 129 8.6.4 密码设置 133 9. 校正 135 第 13 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 9.1 校正摘要 135 9.1.1 测量原理 135 9.1.2 校正气 136 9.1.
22、3 补偿 136 9.1.4 校正过程中传感器测量的特性数据 137 9.2 校正步骤 138 9.2.1 校正设定 138 9.2.2 缺省值 141 9.2.3 校正 141 10. 其它功能 143 10.1 显示 143 10.1.1 详细显示143 10.1.2 趋势曲线146 10.1.3 自动返回时间148 10.1.4 输入标牌名称148 10.1.5 语言选择149 10.2 反吹 149 10.2.1 反吹设置149 10.3 操作数据初始化 152 10.4 复位 155 10.5 ZO21S 标准气体装置的操作 155 10.5.1 标准气体装置成分鉴定 155 10.
23、5.2 气瓶安装156 10.5.3 校正气流动157 10.6 ZA8F 流量设定装置中操作阀门的方法160 10.6.1 校正前准备160 10.6.2 操作量程气流量设定阀160 10.6.3 操作零点气流量设定阀160 10.6.4 校正后的操作161 11.检查及维护 162 11.1 探头的检查和维护 162 11.1.1 校正气管的清洗162 11.1.2 传感器装置的更换163 11.1.3 加热器装置的更换165 第 14 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 11.1.4 过滤器装置的更换167 11.1.5 O 型圈的更换 167 11.1.6 高温探头适配
24、器的清洗168 11.2 变送器的检查和维护 168 11.2.1 更换保险丝168 11.2.2 清洗169 11.3 更换 ZR40H 自动校正装置流量计 170 12.问题及解决方法 172 12.1 出错时的显示和测量 172 12.1.1 什么是错误？172 12.1.2 出错时的测量172 12.2 报警发生时的显示和测量 175 12.2.1 什么是报警？175 12.2.2 报警发生时的测量175 12.3 测量出错时的对策 180 12.3.1 测量值高于真实值180 12.3.2 测量值低于真实值180 12.3.3 有时显示不正常值的测量 181 用户维护部件清单 A 修
25、改记录 G 第 15 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 1 概述 EXAxt ZR 分离式氧化锆氧分析仪是用来监测和控制燃烧气体、锅炉及工业炉中的氧浓度的一种分析仪，广泛应用于需要大量能源的工业领域如钢铁厂、电厂、石油和石化、陶瓷、造纸、食品或纺织行业，以及焚烧炉和中 /小型锅炉等。在这些领域，它可帮助节约能源。 EXAxt ZR 也可通过控制完全燃烧，减少 CO2、 SOx、 NOx 的排放量，保护地球环境、防止全球变暖及空气污染作出贡献。 ZR22G分离式探头采用高可靠性的氧化锆传感器，其加热器装置可在现场进行更换。例如，探头可安装在烟道壁上，直接对气体进行测量。 当用在
26、气体燃烧温度达到 1400的高温进行测量时，选择普通型 0.15 米长的探头，与 ZO21P-H 高温探头保护器组合组成测量系统。变送器配备有带各种设定显示、校正显示、氧浓度趋势显示等的 LCD 触摸屏，操作简单，改善了显示功能。该变送器配备了各种标准功能，如测量和计算，以及包括自我测试的维护功能。配备 ZR40H自动校正装置，分析仪也可完全自动地进行校正。选择最能适应你要求的探头型号，可获得最佳的燃烧控制系统。 一些典型的系统配置举例见下页图解所示： 1. 1 系统配置 系统配置应根据具体条件而定； 例如 ,是否需要自动校正？是否有易燃气体存在及是否需要安全防护？系统配置可分成如下所述的三个
27、基本类型： 1.1. 1 系统 1 这是一个由一个探头和一个变送器组成的最简单系统。该系统可实现对小型移动式燃油锅炉燃烧气体中氧浓度的监测。无需配管，参比气体（空气）可在安装现场直接提供。可使用便携式的 ZO21S 标准气装置进行校正。 从该装置出来的零点气和量程气（空气）通过管子送到探头，该管子在校正过程中与探头连接。一个针形阀（截止阀）与探头的校正气入口连接。该阀只有在进行校正时才能打开。 注意 y因为该系统使用环境气体作为参比气体，测量精度会受安装地点的影响。 第 16 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E F1。 1E。 EPS 图 1.1 1.1. 2 系统 2 该系统
28、用于大型锅炉和加热炉燃烧气体中的氧浓度监测和控制。清洁（干燥）空气（含 21%O2） 用作校正用的参比气和量程气。 零点气在校正时由气瓶提供。 由 ZA8F流量设定装置控制气体流动（手动阀操作） 。 F1。 2E。 EPS 图 1.2 第 17 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 1.1. 3 系统 3 系统 3 是大型锅炉和加热炉的一个典型的应用例子，在那里需要监测和控制氧浓度。参比气和校正用量程气都是（清洁、干燥）仪表气。零点气由气瓶提供。 系统 3 使用 ZR40H 自动校正装置，自动切换校正气体。一易燃气体探测触点输入可关掉加热器的电源。 变送器的触点输出也可操作一个清
29、扫空气阀， 以便向传感器供气。 F1。 3E。 EPS 图 1。 3 1 屏蔽电缆：使用信号屏蔽电缆，将屏蔽线与变送器的 FG 端子连接 2 从 1-5 页的探头配置表选择需要的探头 3 当使用氧化锆氧分析仪时， 100%N2气不能用作零点气。使用约含 1%氧气的气体（ N2气为基本气） 第 18 页 共 190 页 IM 11M12A01-02E 1.2 系统组成 1.2.1 系统组成 分离式 系统结构 系统部件 系统 1 系统 2 系统 3ZR22G 型分离式氧化锆氧分析仪 ,探头 z z z ZR402G 型分离式氧化锆氧分析仪 ,变送器 z z z 分离型氧化锆氧分析仪用 ZO21P-
30、H 高温探头适配器 E7046EC， E7046EN 分离型高温氧分析仪用辅助排出器 ZO21R-L 分离式氧化锆氧分析仪探头保护器 K9471UA 氧分析仪用过滤器 ZO21S 型标准气体装置 z ZA8F 型流量设定装置 (手动校正用 ) z ZR40H 型自动校正装置 (分离式用 z L9852CB/G7016XH 校正气管用截止阀 z (z) K9292DN/K9292DS 校正气管用止回阀 z) z G7011ZF/E7040EL 气体设定器 z z G7001ZC 零点气瓶 z z G7013XF/G7013XF 气瓶压力调节器 z z E7044KF 校正气瓶用装置箱 z z ZR22A， ZR202A 加热器装置 (ZR22G 的备件 ) T1.1E.EPS z ：上述系统的必选项 ：根据应用情况进行选择。详见相关章节。 (z)：任选其一 1.2. 2 探头和附件 过程气体温度 0 到 700 过程气体温度 0 到 1400 安装 插入 深度 通用探头 应用 高温探头 应用 水平到 垂直 0.4 2m 垂直 2.5m 锅炉 加热炉 水平到 垂直 3m 粉煤
