HZ3321A型一体式气相微量水分仪说明书.docx
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HZ3321A型一体式气相微量水分仪说明书
目录
一、概述……………………………………..………….2
二、主要技术指标………………………………..…….4
三、仪表工作原理……………………………..……….6
四、仪表结构……………………………………..…….7
五、安装和使用……………………………………..….9
安装………………………………………………………………9
使用方法和注意事项…………………………………………..12
六、仪表的校验与标定…………………………..…….15
七、仪表维护及故障处理…………………………..….17
八、仪表的成套性…………………………………..….20
九、订货须知………………………………………..….20
附表1……………………………………………………….………21
附表2………………………………………………...….……..……22
附表3……………………………….……………………………….24
补充说明……………………………………………………………25
一、概述
HZ3321A型一体式气相微量水分仪是天华化工机械及自动化研究设计院集数十年研究生产微量水分仪的经验，专门为CNG加气站设计的。
特别是其中传感器和过滤器是专门针对CNG中气体特性而设计的。
仪表外形示意图如下：
它的主要特点有：
1、表采用电解法测量，属绝对测量法，由电解电流直接测量气体中的水含量，一般不需要用其它方法进行校正，也不需要现场标定。
2、仪表检测器中的电解池（又称探头，以下同）结构简单，结实耐用，易于安装和更换，测量探头使用寿命长，并可以反复再生使用。
3、仪表的气路系统增设了简易预处理装置，提高了仪表的耐压和探头抗污染能力。
（若气质很恶劣还需要较复杂的专用预处理）
4、仪表的防爆等级：
ｄIIＣＴ4几乎适于一切要求防爆的工作场合。
5、仪表内安装有防爆接线盒，便于现场电缆联线。
6、仪表为柜体式结构，带观察窗口，可以安装在环境较恶劣的现场。
7、仪表标准信号输出：
４－２０ｍＡ，可与记录仪和计算机联接，参与过程控制。
二、主要技术指标
1、防爆级别：
ExdⅡCT4
2、样气输入压力：
0.01-0.2Mpa（指输入电解池的压力，若带有稳压阀则仪表输入压力可达1Mpa，但可通过稳压阀将压力减至0.2Mpa以下，若样气压力超过1Mpa应在仪表前加装减压阀，将压力降至1Mpa以下，方可接入仪表）
3、测量范围：
0－200PPMv（露点－75℃～－35℃）
0－2000PPMv（露点－75℃～－10℃）在上两种量程可在订货前选择
4、仪表精度：
基本误差为±5%。
5、灵敏度：
在标准状态下，样气流量100ml/Min时，
灵敏度为13.4uA/PPM。
6、响应时间：
T63≤180S
7、输出信号4-20mA
8、气密性:
仪表气密性要求气路在0.3MPa气压下，持续30分钟，压力降不大于0.01MPa。
9、电源及保险管电源：
AC220V50HZ；消耗功率小于60W，保险管0.3A。
10、使用环境相对湿度：
≤85%；温度：
－20—50℃
11、外形尺寸 380×320×160（mm）
三、仪表工作原理
仪表是根据吸湿并电解水分的原理进行工作的。
当被分析的样气进入电解池内，气体中的水分即被涂敷在探头表面的P2O5吸湿剂完全吸收，并被加在探头电极上的直流电压电解成H2和O2随样气排出。
其反应过程是：
P2O5+H2O→HPO3（吸湿）
HPO3→P2O5+H2↑+O2↑（电解）
在电解过程中，产生电解电流。
根据法拉第电解定律和气体状态方程可导出，在一定温度、压力和流量条件下产生的电解电流正比于气体中的水含量。
测量出电解电流的大小，即测出水含量。
由计算得出，在一个大气压下，测量系统温度为20℃，被测气体以100ml/Min的流量流经电解池，则当样气水含量为1PPM时，电解电流为13.4uA。
本仪表规定了上述测量条件，每PPMv对应的电解电流为13.4uA。
四、仪表结构
仪表由传感器、显示器、气路及防爆接线盒等几个部分组成。
1、传感器：
传感器为仪表的核心部件不，不得随意打开。
2、显示器：
显示器为仪表的数显部分，且内装电路板，
不得随意打开。
3、接线盒 接线盒为隔爆型结构，防爆等级ｄIIＣＴ4。
有220V接线端子。
必须是断电后开盖。
4、气路系统:
气路系统示意图见图2。
图2气路系统示意图
样气进入气路系统被分为两路。
一路进电解池供仪表测量分析，其流量通过流量调节阀严格控制在100ml/Min。
另一路通过旁路过滤器放空，其流量通过放空阀来调节，一般将阀稍微打开即可。
旁通的目的是增大样气进入气路系统的流量，以减小滞后时间，提高仪表的快速响应性能，同时排掉过滤器中的杂质及油污。
五、安装和使用
1、仪表安装
（1）仪表测量系统安装联接
仪表现场安装示意图
仪表安装在工业现场，为柜体式结构，可以就地安装，安装在地面，台基或支架上。
仪表地座Φ9四孔的孔距为100X230。
（2）从工艺管道取样点到检测器样气输入端之间应设单独的取样管线。
管线的长度尽可能缩短，以减小测量滞后时间。
管线外径以Φ6为宜，可用不锈钢管或聚四氟乙烯管等。
管子的内壁应清洗干净并用干气吹扫干燥，取样管线的接头应尽可能少，（接头处使用焊接或卡套式密封联接），各接头及阀保证密闭不漏气，待取样管线连接完毕之后，必须做气密性检查，以防样气同外界气体相互渗透，影响测量。
（3）在寒冷环境中，为防止工艺样气中微量水分在管壁上凝结，应对取样管道采取保温或伴热措施。
（4）样气输出与放空根据现场情况可引出户外或其它安全地带，也可以引入回收装置。
（5）接线按接线中的标识接线。
标识如下:
7#8#为仪表的电源线，接220V交流,一般为粗蓝、绿色线
5#6#为仪表的4-20mA输出线，5#为正端，6#为负端。
一般5＃为细白色，6＃为细黑色。
若接线盒内的说明与上述不符，应以接线盒内的标注为准！
如需用记录仪记录被测气体水含量的变化情况，或被测信号输入到计算机，则将仪表4—20mA（订货时可要求带此功能）输出端接入记录仪或计算机对应的输入端。
（接线时按接线盒内的端子说明接线，切不可接错！
）
2、使用方法和注意事项
（1）开机前准备
a.检查仪表是否完好，检查安装是否符合要求并及时纠正。
b.将样气接入仪表，要求压力在1MPA以下。
通气前关闭流量计阀，打开放空阀。
（2）开机
1、确保被测样气没有液态物质（如液态水和油等，若有液态物质切不可将样气接入仪表，接入仪表传感器将会损坏！
）然后将样气接入仪表，调节稳压阀使压力表的读数小于0.2MPA，通气至少30分钟。
然后打开流量计阀（一般出厂前是关闭的）至50ml/min，通气3－5分钟，接通电源给仪表供电，同时将放空阀关小（使其处于刚打开状态），等仪表显示器读数在50PPM以下。
这个过程与被测量样气的水含量有关。
若水含量过高将下降缓慢甚至降不下来。
2、将流量计调至100ml/min，开始正常测量。
等读数稳定就是测量值。
这个过程由于仪表初次使用或长时间搁置投用可能需要较长的平衡时间。
（３）停机
仪表停止使用时，先切断气源然后关闭电源。
A.关闭仪表稳压阀、放空阀、流量调节阀、然后切断外部气源，最后用密封螺帽将输入端，输出端和放空端封闭，以避免空气中水分及其它杂质渗入气路中。
B.切断电源：
如是短时间停机，则可通入干燥气体，以20—50ml/min的流量吹扫气路系统，以待下次开机。
（４）使用注意事项
A、注意：
若工艺不正常使管路内有液态水和大量的气态水份切不可使用其进入仪表内，也不可开机测量!
该仪表只能测量其量程内的气体水份含量。
B、样气进入仪表传感器的压力必须小于0.2MPA，仪表最好不要测量超过此压力的气体。
C、在需要检修时，必须先断电后开盖。
检修完后，则必须先合盖，固定牢靠再送电。
绝不允许仪表在工作状态下打开仪表内的任何盖子和连接件。
D、电解池必须在通气状态下工作，同时使仪表的样气输出口和放空口与大气相同或处于常压下，使电解后的气体及时排出，以防电解池潮湿造成电解电流过大而损坏电解池。
E、仪表一般情况下不能超量程使用。
六、仪表的校验与标定
1、电解法测量水分属绝对测量法。
仪表出厂检验合格后，经安装后用户可以直接使用，一般不现需要现场重新标定。
只是在下述之一情况下需再次标定：
a.电解池受污染，重新清洗涂敷五氧化二磷后;
b.测量电路出现故障修复后;
c.仪表大检修后
2、标定方法
根据工厂的具体条件可采用以下两种方法：
A.使用标准气体进行标定。
即用标准水分含量的气体按规定流量（100ml/Min）通入仪表，仪表的指示值同标准气的水含量值之间的误差应符合仪表的精度要求。
注意：
仪表在用标准气测量前，其本底值必须降到3PPM以下。
标准气可以使用配制好的钢瓶气，也可以使用一级或二级标准湿度发生器。
标准湿度发生装置有多种，如硫酸鼓泡装置，渗透管式湿度发生器等。
B.用精度较高的微量水分测定仪作标准与本仪表同时测量同一气体的含水量，两者之间进行比较。
常用来作标准的仪表有精密露点仪，电量仪等。
七、仪表维护及故障处理
1、电解池的维护与修理
（1）电解池是仪表测量系统的心脏，使用中必须注意以下事项：
a.不可将脏物和油污吹入电解池中.
b.不可通入过湿气体进行测量。
c.不可在无气体流动的情况下长期通电电解。
（2）电解池故障的检查
用万用表R1K或R100档测量电解池两极电阻，如电阻值象电容充电似的上升至3K以上。
电解池越干燥，电阻越大，则表示电解池良好；如很快停在某一固定值，则表示电解池有故障；如低于100，则表示电解池两极已短路。
2、气路系统的维护与修理
气路系统在气密性实验符合要求后，一般不可轻易拆卸以免影响气密性，但当气路存在堵塞现象或受到污染时，必须拆开清洗。
清洗方法和清洗剂参照电解池清洗要求，但管子的内壁需要用线绳拉洗，洗耳球冲洗，最后烘干。
注意：
气路系统的清洗包括所有气路元件的清洗。
管道安装后要进行气密性检查。
2、防爆部件的维护与修
a.仪表的防爆部件的结构是经国家指定的有关部门防爆审定通过的，不得随意改动！
！
！
b.在仪表正常工作情况下不要打开仪表内的任何部件。
防爆部件在需要打开盖子进行内部修理时，必须先切断电源，修理完成后，合盖必须严紧，拧紧到位。
c.在气路管道受到污染，防爆部件的进、出接头需要清洗时，其中的防火过滤片清洗后务必重新装入，切不可遗漏。
4、电路的维护与修理
a.显示器必须安装在无强电磁干扰和没有腐蚀性介质的环境中。
b.电路中出现的一般故障按后述“一般故障及处理方法”维护，对于其它故障可按电路原理图查找和排除。
对于一时难以解决的故障可取下有故障的电路板，换上备用板，使仪表正常运行，并将该板单独修理或送往厂家更换或修理。
5、一般故障及处理方法（见附表1）
八、仪表的成套性
1.水分仪一台
2..螺帽：
M121.25（已安装在表上）5个
3.密封卡套 4个
4使用说明书1份
九、订货须知
订货时请用户写明以下内容：
1、产品名称和型号
2、被测气体组份
3、要求的测量范围
4、取样点温度及压力等工艺条件
5、气体中的杂质及其特征
附表1一般故障及处理方法
故障
原因
处理方法
表头无指示
1、电解池插头脱落
2、导线断、掉
3、电解池电极断开
4、表头接线断
1、焊好接头
2、焊好导线
3、焊好电极
4、接好导线
2、指示值很大（极间电压低于2V）
两极间短路或因金属及其它异物使两极短路
检查两极电阻，进行修理
3、样品通入后仪表指示不灵敏
1、P2O5膜表面被油覆盖或P2O5膜脱落
2、流量计不准
重新清洗电解池，并涂敷后干燥
4、流量很小，仪表指示很大，但关闭输入阀读数下降
进入流量计之前的接头或稳压阀漏气
检查处理漏气，如拧紧螺帽等
5输入阀全开，流量调节阀调到最大，但流量指示不上升或不稳定
1、流量计入口漏气
2、工艺管道输出到仪表的样品压力不够，稳压阀不能正常工作
3、流量计转子污染
1、检查处理漏气问题
2、检查并开大工艺管道的输出阀
3、用干净的绸子擦洗转子
附表2气体中几种湿度表示方法的近似关系
露点
℃
体积百分比
PPMv
相对湿度
（在70%）
露点
℃
体积百分比
PPMv
相对湿度
（在70%）
-90
0.0923
0.00037
-38
130
0.646
-88
0.123
0.00054
-36
190
0.804
-86
0.184
0.00075
-34
249
1.01
-84
0.263
0.00107
-32
309
1.24
-82
0.382
0.00155
-30
376
1.55
-80
0.526
0.0014
-28
462
1.88
-78
0.747
0.003
-26
566
2.30
-74
1.38
0.00562
-24
691
2.81
-72
1.88
0.00765
-22
841
3.42
-70
2.55
0.0104
-20
1020
4.14
-68
3.44
0.0140
-18
1230
5.01
-66
3.60
0.0187
-16
1490
6.06
-64
6.10
0.0248
-14
1790
7.29
-62
8.07
0.0328
-12
2140
8.75
-60
10.6
0.0433
-10
2560
10.4
-58
14.0
0.0567
-8
3060
12.8
-56
18.3
0.0736
-6
3640
14.8
-54
23.4
0.0952
-4
4320
17.5
-52
31.1
0.126
-2
5100
20.7
-50
40
0.16
0
6020
24.1
-48
50
0.202
2
7060
28.2
-46
60
0.257
4
8130
32.5
-44
71
0.325
6
9370
37.5
-42
84
0.410
8
10720
42.9
-40
100
0.516
+10
12280
49.2
附：
车用压缩天然气的相关资料：
1车用压缩天然气技术要求，标准号：
GB18047-2000车用压缩天然气为了满足汽车发动机的需要和安全生产的要求，车用压缩天然气必须达到以下技术要求：
（1）低热值等于或大于33．4MJ／Nm3；
（2）H2S含量小于或等于10mg／Nm3；
（3）含尘量小于或等于5mg／Nm3；
（4）CO。
含量小于或等于3％；
（5）脱水后气体在常压下露点温度低于或等于—54℃。
附表3常压露点与压力露点对照线
补充说明
仪表就近安装，取样管线越短越好，高压减压阀高压端采用焊接方式与设备连接，低压端采用卡套方式与仪表连接，连接好后先吹扫管线，此时应将进入电解池（即流量计）上的针阀关死，只打开过滤器排污口处的开关阀，在这过程中如果发现排污口有液体排出，应立即将设备上的总阀关死，把仪表从设备上拆除，如果没有，吹扫大约十分钟左右后，将流量计上的阀打开调到五十至一百毫升的位置把电通上，让样气进入电解池进行测量。
刚开始时，仪表应显示1999，大约半小时后仪表数值开始下降，当然这个下降速度应与样气水含量高低有关，如果样气水含量偏高，那么仪表显示值会很快与系统达到平衡，趋于稳定不再下降；反之，下降速度（即平衡时间长一些）会慢一些。
注意:
过滤器下端的开关阀，无论是在吹扫过程，还是检测过程始终要处于开的状态。
在实际应用中，我们经常会听到用户反映仪表指示超标或不准，遇见这种情况，我们首先应判断仪表是否正常，如果仪表经鉴定后正常，我们就应在整套工艺中找原因，现将判断仪表是否正常及工艺中影响水含量的影响因素分别阐述如下：
一）、仪表
1、用皂沫观察仪表是否泄漏。
2、将流量计上的针阀调大调小，正常情况下，仪表指示值也应随之增大减小。
3、将流量稳在某一位置，正常情况下，仪表指示值应恒定。
4、有时也会遇到样气水含量过高超过仪表显示范围，这时应将样气关闭，让仪表在没有气的状态下运行，正常情况下，指示值应在关闭样气一段时间后开始下降。
二）、工艺
1、分子筛脱水能力下降。
2、粗精过滤器失效。
3、压缩机冷却水温度过高。
4、压缩机含油量过高，使分子筛使效。
注意：
高压减压阀的出口压力最好减到2公斤以下，仪表内的压力基本与这一样。
要在干燥设备正常时才可开始投用，详细注意事项在仪表壳体上有说明。
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