MG Instruktion och montageanvisning O2 - mätare. Användning. Utförande. Innehållsförteckning. Mima: 148S/ Ersätter: 148S/

Transkript

1 Instruktion och montageanvisning O2 - mätare Mima: 148S/ Ersätter: 148S/ MG-4000 Användning O2-mätaren är avsedd för analys av syrehalten i rökgaser från olje-, gas- och biobränsleeldade pannor och ugnar. Mätaren kan tillsammans med regulator och ställdon optimera luftbränslekvoten till en hög genomsnittlig eldningsteknisk verkningsgrad. Mätsonden monteras i rökröret direkt efter pannan. Den är liten och kräver ingen referensluft, vilket gör montaget lika enkelt som för en temperaturgivare. Utförande Mätaren består av två delar: mätsond och mätenhet. Mätsonden innehåller ZrO2-sensor, uppvärmningselement, förförstärkare och en strömgenerator för referensjonpumpen. Mätenheten innehåller elektronik för mätning av sensorsignal, kontroll av referensjonpump, kontroll av uppvärmning, display för indikering av mätvärde, strömgenerator för utsignal samt strömförsörjning. Mätfunktioner, kontroller och kalibrering sker med hjälp av en förprogrammerad mikroprocessor. fig 1 Blockschema för O2-mätare Innehållsförteckning Sida Mätprincip för en dynamisk O2-sensor Montering Driftsättning Funktioner i MG Sida Lysdiodernas funktion Fel- och Alarmkoder MG Service och underhåll Tillämpningsexempel MG /

2 Mätprincip för en dynamisk O2-sensor Vid högre temperaturer (500 C) är stabiliserad zirkoniumdioxid (ZrO2) en fast elektrolyt för syre. Detta kan användas på två sätt: Detta gör sensorn okänslig för ändringar i rökgasernas temperatur och flödeshastighet. 1. Att transportera syre genom en ZrO2-skiva (jonpump) enligt Faradays första lag. 2. Att mäta kvoten av partialtrycket från syre på vardera sidan av en ZrO2-skiva enligt Nernsts ekvation. De flesta moderna syremätare på marknaden använder någon av ovanstående principer. För att undvika nackdelar såsom relativt stora mätsonder, linjärisering av mätsignal, referensluft etc. kan de båda principerna kombineras till en dynamisk syresensor. Platina elektoder Platina ring ZrO2 skiva Spänning VN enl Nernst fig 3 Mätsignal ifrån syresensor. tp=0.5 sek. 0 % O2. tp=7 sek % O2. * Sensorn blir med denna princip mycket liten och därmed kan även mätsonden göras liten. Platina elektoder ZrO2 skiva fig 2 Principschema för dynamisk syresensor Jonpump * Ingen referensluft erfordras och ingen linjärisering av Nernstspänningen. O2-mätare som är monterade i rökgaskanalen mäter syrehalten på fuktiga rökgaser. Mätare som tar ut prov från rökgasen mäter syrehalten på torra rökgaser. Följande samband mellan fuktig och torr rökgas gäller med någorlunda noggrannhet för luftöverskott på upp till ca 50 % vid eldning med olja. Sensorn består av två identiska ZrO2-skivor med platinaelektroder och en platinaring som ger en liten kammare mellan skivorna. En skiva användes som en reversibel jonpump enligt Faraday. Den andra skivan genererar en mätspänning proportionell mot kvoten av syrepartialtrycken i kammaren (P2) och omgivningen (P1) enligt Nernst. Vid mätning kommer den reversibla jonpumpen att växelvis trycksätta och evakuera kammaren. Reversering sker vid två förinställda spänningsnivåer V1 och V2 på Nernstspänningen VN. Syrehalt (fuktig gas) = 0,9 x syrehalt (torr gas) Värmeelement Sensor av ZrO2 Tiden för en pumpcykel (tp) blir direkt proportionell mot omgivande partialtryck från syre (P1). Vid ökning av omgivande syrehalt ökar partialtrycket (P1) och tp ökar. Vid minskande syrehalt minskar tp. Sensorn är omgiven av ett värmeelement för att hålla temperaturen på ZrO2-skivorna vid 700 C. fig 4 Sensorelement i genomskärning MG-4000

3 Montering Mätenhet Valet av montageplats för MG-4000 är viktigt för att erhålla en bra funktion, lite service och underhåll, samt lätt och smidig anslutning. Vid val av montageplats för mätenheten, ta hänsyn till följande: 1. Mätenheten får inte utsättas för en omgivningstemperatur högre än 45 C. 2. Signalkabeln mellan mätsond och mätenhet skall vara en skärmad 10 ledare, t.ex FKAR-G 10 x 0.5 mm 2. Arean på varje enskild ledare skall vara minst 0.5 mm 2. Rätt kabel, som är en förutsättning för en tillförlitlig funktion, medföljer. 3. Längden på signalkabeln mellan mätsond och mätenhet bör vara så kort som det är praktiskt möjligt, maximalt 10 m. 4. Signalkabeln mellan mätsond och mätenhet får inte förläggas tillsammans med kablar som används för låg- eller högspänning. Minsta tillåtna avstånd till låg- eller högspänningskabel är 300 mm. Kabelkorsning skall ske i rät vinkel. 5. Undvik placering där MG-4000 kan utsättas för vibrationer. Mätsond OBS! Mätsonden måste vara i drift (spänningssatt) och alltid hålla driftstemperatur om den är monterad i rökgaskanal, oavsett om pannan är i drift eller ej. Är mätsonden ej i drift skall den förvaras i omgivningsluft. Fuktig sond måste torka innan driftsättning. Vid montage av mätsonden är det viktigt att välja en riktig placering. Det skall vara lätt att ta ur mätsonden ur rökgaskanalen och lätt att ansluta signalkabeln mellan mätsond och mätenhet. 1. Montera en 1/2" anslutningsmuff på rökgaskanalen efter pannan. Den skall monteras i 15 vinkel till horisontalplanet, så att spetsen på mätsonden pekar lite lätt uppåt. (se fig 5) Detta för att skydda mätsonden mot kondensvatten. 2. Mätsonden skall stickas in så långt att minst 10 cm av röret hänger fritt inne i kanalen. Detta för att mätsondens spets inte skall kylas av via anslutningsmuffen. 3. Den varningsskylt som medföljer angående försiktighetsåtgärder som skall vidtagas när pannan sotas bör sättas upp på en väl synlig plats. 6. Knappar och display på mätenheten bör placeras ungefär i ögonhöjd. OBS! Mätsondens huvud får ej utsättas för högre omgivningstemperatur än 60 C och måste därför skyddas mot den strålningsvärme som kan komma ifrån rökgaskanal, panna m.m. God isolering av rökgaskanalen och tillräckligt avstånd mellan isolering och sondhuvud är viktigt. muff invändig 1/2" R isolering OBS! Max 60 C ca 15 min 100 mm max 20 m/s max 400 C fig 5 Montage av mätsond i rökgaskanal MG

4 TEKNISKA DATA MG-4000/S Mätsond Rökgastemperatur C Rökgashastighet Max. 20 m/s. Omgivningstemperatur Sondhuvud C Skyddsform IP65 Kabelgenomgångar Pg 18,6 1 Kabel sond-mätenhet FKAR-G 10 x 0,5 mm 2 Kabellängd Max. 10 m Material Rör Rostfritt stål Huvud Aluminium Vikt 0,6 kg Montage Från sidan uppåt i 15 vinkel till horisontalplanet. Instickslängden inställbar med klämringskoppling för 1/2" rörgänga. Dimensioner MG-4000/S Mätsond TEKNISKA DATA mätenhet MG-4000 Indikering Område % O2 Upplösning 0,1 % O2 Mätområden Valbart % O % O ,7 % O2 Mätfel av området max. ±5 % av O2-halt max. ±0,2 % O2 Tidskonstant <10 s Uppvärmningstid <200 s Matning för alarmsignaler VDC Felindikeringar med lysdioder & alarmutsignaler (öppen emitter, aktiv låg). Apparatfel <30 ma Utanför mätområdet <30 ma MG-4000

5 Utsignal Valbar ma ma V V Upplösning (av inställt mätområde) 0,1 % Belastning ma max. 500 Ω Belastning volt min. 10 kω Omgivningstemperatur C Skyddsform IP54, S43 Kabelgenomgångar 22,5 4 st. 18,6 13 st. Elanslutning Max. 2 x 1,5 mm 2 per plint Matningsspänning 50/60 Hz VAC Effektförbrukning 50 VA Vikt 8 kg Inkopplingsschema MG-4000 OBS! Jordning av skärmen till signalkabeln mellan mätsond och mätenhet skall ske i mätenheten. MG

6 Dimensioner MG-4000 Mätenhet Kapsling sedd från baksidan Kapsling sedd från undersidan MG-4000

7 Driftsättning OBS! Mätsonden måste vara i drift (spänningssatt) och alltid hålla driftstemperatur om den är monterad i rökgaskanalen, oavsett om pannan är i drift eller avställd. Om mätsonden ej är i drift skall den förvaras i omgivningsluft. Innan MG-4000 ansluts till nätspänning, kontrollera att alla anslutningar mellan mätsond och mätenhet är riktigt utförda och att MG-4000 ansluts till korrekt nätspänning, 230 VAC. När spänningen slås på till MG-4000 så börjar den med att värma upp mätsonden. Detta tar ca 140 s och under tiden visas nedräkning från 140 i displayen. Efter uppstarten så visas 3 streck och ca 10 s senare så visas aktuellt O2-värde. Skulle något fel upptäckas, t.ex en felkoppling av signalkabel mellan mätsond och mätenhet, så larmar MG-4000 och fortsätter att visa streck tills felet har åtgärdats. För en beskrivning av hur felen skall åtgärdas se sidan 12 Fel- och Alarmkoder MG Om det är första gången som O2-mätaren tas i drift så bör inställningarna för utsignalen och valt mätområde kontrolleras. MG-4000 bör även kalibreras för att anpassa mätenheten till mätsonden. F2 F1 Omk 1 Omk 2 Omk 3 fig 6 Mätenheten sedd framifrån utan nedre täckplåt för att visa säkringar, plintar och omkopplare. Inställning utsignal (Omk 1, Omk 2) Typ av utsignal 0/2..10V eller 0/4..20mA ställs in med hjälp av omkopplarna Omk 1 och Omk 2 (se fig 7). * Omk 1 väljer mellan 0..10V / 0..20mA eller 2..10V / 4..20mA. * Omk 2 väljer mellan spännings- eller strömutsignal. fig 7 Fabriksinställning av utsignal (0..20mA) och mätområde (0..10 %) Omkopplarna återfinns under den nedre täckplåten. Plåten hålls på plats med två fjädrar och kan lätt demonteras genom att ta tag i de två gröna knopparna på täckplåten och dra rakt ut. MG

8 Inställning mätområde (Omk 3) Område för utsignalen, 0..5%, 0..10% eller %, ställs in med omkopplare Omk 3 (se fig 8-10) som återfinns under den nedre täckplåten. Brytare nummer 1..3 bestämmer mätområdet. Endast en av dessa tre får vara i läge ON. * Brytare 1 ställer in 0..5 %. * Brytare 2 ställer in % * Brytare 3 ställer in % * Brytare 4 skall stå i läge OFF. * Brytare 5 skall stå i läge OFF. Funktioner i MG-4000 Det finns ett antal funktioner inbyggda i MG-4000 som kan väljas när MG-4000 är i inställningsläge. 1. Visning av O2-värde (normal visning). 2. Start kalibrering. 3. Programmering barometertryck. 4. Tvångskörning av utsignal till minsta värde 0/4 ma alternativt 0/2 Volt. 5. Tvångskörning av utsignal till maximalt värde 20 ma alternativt 10 Volt. 6. Versionsnummer programvara. Inställningsläge Ett tryck på Utför ifrån normal visning ställer MG-4000 i inställningsläge. Lysdioden Inställning / Kalibrering lyser och UO2 syns i teckenfönstret. fig 11 MG-4000 i inställningsläge. fig 8 Inställning för mätområde 0..5 % fig 9 Inställning för mätområde % (fabriksinställning) fig 10 Inställning för mätområde % Nu går det att bläddra med eller mellan dessa 6 funktioner. Ett tryck på Utför aktiverar sedan den funktion som har valts in. Observera, för att starta kalibrering måste Utför hållas intryckt i ca 3 sekunder. Utsignalen påverkas inte när MG-4000 befinner sig i Inställningsläge, den kommer hela tiden att följa det O2-värde som mätsonden mäter. Visning O2-värde Detta är den funktion som normalt är aktiverad och den första funktionstext som visas i inställningsläge. fig 12 Funktionstext Visning O2-värde. Ett tryck på Utför och MG-4000 återgår till att visa O2-värde i teckenfönstret. Ett tryck på eller väljer nästa eller föregående funktion i listan över funktioner MG-4000

9 Start av kalibrering För att MG-4000 skall kunna visa ett korrekt mätvärde så måste den först kalibreras. Detta görs för att anpassa mätenheten till mätsonden. När kalibreringen startas, går utsignalen till minvärde och lysdioden Inställning / Kalibrering börjar blinka. 1. Se till att MG-4000 är ansluten till både nätspänning och mätsond. 2. Starta kalibreringen tidigast 5 minuter efter att MG-4000 har tagits i drift, d.v.s att både mätsond och nätspänning har varit anslutna. Mätsonden har då hunnit anta rätt arbetstemperatur, ca 700 C. 3. Ta ut mätsonden ur rökgaskanalen och placera den i luft med normalt syreinnehåll, ca 21 %. Varning spetsen på mätsonden blir mycket varm. Risk för brännskador föreligger! Placera mätsonden så att minst 10 cm av mätsondens spets hänger fritt i luften. 4. Tryck på tangenten Utför en gång för att välja inställningsläge, UO2 syns i teckenfönstret. 5. Tryck på någon av inställningstangenterna eller upprepade gånger tills CAL syns i teckenfönstret. fig 13 Funktionstext Start kalibrering 6. Tryck på tangenten Utför i ca 3 sekunder. När C O syns i teckenfönstret startar kalibreringen. I teckenfönstret kommer C O, C 1 osv. till C 9 att bläddras fram. fig 14 Kalibrering har startat, C O till C 9 visas. Kalibreringen tar ca 100 sekunder. Efter detta återgår MG-4000 automatiskt till mätning och visning av O2-värde. Programmering barometertryck Aktuellt barometertryck vid kalibreringstillfället bör lagras i MG Tryck på tangenten Utför en gång så att U02 syns i teckenfönstret. 2. Tryck på någon av inställningstangenterna eller upprepade gånger tills P syns i teckenfönstret. fig 15 Funktionstext Programmering barometertryck. 3. Tryck på Utför en gång. Nu syns det barometertryck som har ställts in tidigare. 4. Använd inställningstangenterna eller för att ställa in rätt barometertryck i hpa. Rätt tryck kan erhållas från närmaste SMHI-station, se telefonkatalogen. 5. Avsluta med att trycka på Utför en gång. Nu kommer MG-4000 att visa aktuellt O2 värde, cirka 21 % vid normaltryck. Värdet är något högre vid högtryck och något lägre vid lågtryck. Detta beror på att 1 m 3 luft innehåller flera syrgasmolekyler(o2) vid högre barometertryck. Barometertrycket kan programmeras in vid en senare tidpunkt, men MG-4000 kommer att visa ett något för högt eller något för lågt värde, beroende på barometertrycket vid det aktuella kalibreringstillfället. Om Du inte vet rätt värde, programmera in 10.1 x 10 4 Pa som svarar mot normalt barometertryck (1013 mbar). fig 16 Barometertryck inställt från fabrik 10.1 x 10 4 Pa. Under programmering av barometertryck kommer utsignalen inte att påverkas, den kommer hela tiden att följa det O2-värde som mätsonden mäter. Varning vid torkeldning! Vid "torkeldning" av en biobränslepanna får mätsonden inte vara monterad i rökgaskanalen. MG

10 Tvångskörning av utsignal till minvärde Funktionen ändrar utsignalen till 0/4 ma alternativt 0/2 Volt. Detta kan användas för att kontrollera utsignalen ifrån MG-4000 och funktionen hos mottagande apparat. 1. Tryck på tangenten Utför en gång så att U02 syns i teckenfönstret. 2. Tryck på någon av inställningstangenterna eller upprepade gånger tills U O syns i teckenfönstret. fig 17 Funktionstext Tvångskörning av utsignal till minvärde. 3. Tryck på Utför en gång. Nu syns O i teckenfönstret och utsignalen sätts till minvärde (0/4 ma alt. 0/2 Volt). fig 18 Tvångskörning av utsignal till minvärde aktiverad. 4. Ett tryck på Utför avslutar tvångskörningen och MG-4000 återgår till att visa O2-värde. Tvångskörning av utsignal till maxvärde Funktionen ändrar utsignalen till 20 ma alternativt 10 Volt. Detta kan användas för att kontrollera utsignalen ifrån MG-4000 och funktionen hos mottagande apparat. 1. Tryck på tangenten Utför en gång så att U02 syns i teckenfönstret. 2. Tryck på någon av inställningstangenterna eller upprepade gånger tills U2O syns i teckenfönstret. fig 19 Funktionstext Tvångskörning av utsignal till maxvärde. 3. Tryck på Utför en gång. Nu syns _ 2O i teckenfönstret och utsignalen sätts till maxvärde (20 ma alt. 10 Volt). fig 20 Tvångskörning av utsignal till maxvärde aktiverad. 4. Ett tryck på Utför avslutar tvångskörningen och MG-4000 återgår till att visa O2-värde MG-4000

11 Versionsnummer programvara Funktionen visar den version av programvara som MG-4000 är utrustad med. Om mätenheten skulle bete sig felaktigt är det viktigt att veta vilken version som sitter i apparaten. Om Micatrone får reda på versionsnumret så kan vi avgöra om felet beror på programvaran eller elektroniken. 1. Tryck på tangenten Utför en gång så att U02 syns i teckenfönstret. 2. Tryck på någon av inställningstangenterna eller upprepade gånger tills UEr syns i teckenfönstret. fig 21 Funktionstext Version av programvara. Lysdiodernas funktion Funktionsdiod Inställning / Kalibrering Denna diod lyser när MG-4000 är i inställningsläge och blinkar när kalibrering pågår (se fig 14 sid. 9). fig 23 Funktionsdiod Inställning / Kalibrering. Funktionsdiod Utanför mätområde Denna diod lyser när uppmätt syrehalt överskrider inställt mätområde. Samtidigt aktiveras alarmsignalen Utanför mätområde. fig 24 Funktionsdiod Utanför mätområde. 3. Ett tryck på Utför aktiverar funktionen och visar t.ex P2.9 som betyder Programversion 2.9. fig 22 Version av programvara. 4. Ett tryck på Utför avslutar visningen och MG-4000 återgår till att visa O2-värde. Utsignalen påverkas inte av denna funktion, den kommer hela tiden att följa det O2-värde som mätsonden mäter. Funktionsdiod Apparatfel Denna diod blinkar när något allvarligt fel har upptäckts av programvaran. Samtidigt aktiveras alarmsignalen Apparatfel. fig 25 Funktionsdiod Apparatfel. I displayen så visas omväxlande alarmkoder som beskriver typen av fel och tre streck MG

12 Fel- och Alarmkoder MG-4000 En rad felkontroller utförs av programvaran för att vara säker på att mätsonden är korrekt ansluten och fungerar. Skulle ett fel upptäckas så blinkas en lämplig felkod fram i teckenfönstret. fig 26 Exempel på visning av felkod. Växelvis med alarmkoderna så visas 3 streck i teckenfönstret., alarmsignalen Apparatfel aktiveras och lysdioden Apparatfel börjar blinka. Utsignalen ifrån MG-4000 sätts till minvärde, vilket motsvarar 0 % O2. fig 27 Exempel på visning av alarmkod. Mindre allvarliga fel som indikeras med E01 - E02 innebär inte något problem för driften och löser inte ut några larm. Dessa fel återställs genom att först åtgärda felet, t.ex ställa mikrobrytarna rätt, och sedan trycka på Utför 2 gånger. Allvarliga fel, som t.ex avbrott i kabeln mellan mätsond och mätenhet, indikeras med alarmkoderna A10 - A40. När felet, t.ex en lossad kabel, har åtgärdats, kommer MG-4000 att återställa sig automatiskt. Efter en fördröjning på ca 140 sekunder visar MG-4000 O2-värde samt ger en riktig utsignal. Fördröjningen är till för att vara säker på att mätsonden har uppnått arbetstemperatur innan mätningen av syrehalt återupptas. Tabell 1 Felkod Felorsak Återställning E01 E02 Försök att kalibrera har gjorts innan det har gått fem minuter efter driftsättning. Flera mätområden för utsignal har ställts in samtidigt. Endast en av brytarna 1..3 på Omk 3 skall vara i läge ON. Nollställs med en ny kalibrering eller genom att trycka på Utför 2 gånger. Ställ in brytarna på Omk 3 så att endast ett område är valt och tryck på Utför 2 gånger. Tabell 2 Alarmkod Felorsak Återställning A10 Både värmare (pl 14,16) och värmeåterkoppling (pl 12) är oanslutna. Säkring F2 trasig. A11 Värmare oansluten (pl 14,16). A12 Värmeåterkoppling oansluten (pl 12). Säkring F2 trasig. A20 Värmare kortsluten, alt. samma som A12. A30 Mätsond defekt, inga mätsignaler. Visas ofta som en följd av de ovanstående feltillstånden. 1. Bryt nätspänningen till MG-4000 och kontrollera anslutningarna mellan mätsond och mätenhet. 2. Åtgärda felet, kontrollera anslutningarna mellan mätsond och mätenhet. 3. Slå på nätspänningen till MG Om inte nätspänningen till MG-4000 bryts i samband med att felet åtgärdats så kan visningen av alarmkoderna nollställas manuellt. Detta görs genom att trycka på Utför 2 gånger. MG-4000 ger dock automatiskt en korrekt utsignal ca 140 sekunder efter att felet har åtgärdats. A40 EEprom trasigt. Lämna in apparaten för utbyte av EEprom MG-4000

13 Tabell 3 Förklaring av signaler i mätenhetens plint. Plint nr Signalbeskrivning Data 1 Fas VAC 2 Fas VAC 3 Ej ansluten 4 Nolla 5 Nolla 6 Ej ansluten 7 Utsignal - 8 Utsignal + 9 Alarmsignal Utanför mätområde Öppen emitter, aktiv låg. Max 30mA. 10 Alarmsignal Apparatfel Öppen emitter, aktiv låg. Max 30mA. 11 Positiv matning till mätsond. + 7 Volt DC, 2.5 ma 12 Återkopplingssignal från värmaren. 50 mv (1 khz) RMS vid 700 C 13 Kontrollsignal till jonpumpen. Fyrkantvåg (1 khz) ± 5 Volt 14 Matning till värmaren i mätsonden. 1.8 A, ca 5.5 Volt DC vid mätsonden. 15 Signalnolla för mätsignal och återkoppl.signal. Ansluten till mätsondens kapsling. 16 Nolla för matningen till värmaren i mätsonden. 1.8 A 17 Kontrollsignal till jonpumpen. Fyrkantvåg (1 khz) ± 5 Volt 18 Mätsignal från mätsond. Periodisk signal 0..4 Volt 19 Negativ matning till mätsonden. - 5 Volt DC, 2.5 ma 20 Matning för Alarmsignalerna Volt DC Service och underhåll OBS! Mätsonden måste vara i drift (spänningssatt) och alltid hålla driftstemperatur om den är monterad i rökgaskanalen, oavsett om pannan är i drift eller avställd. Om mätsonden ej är i drift skall den förvaras i omgivningsluft. Avsaknaden av rörliga delar i mätsonden gör att den blir tämligen okänslig för yttre påverkan. Detta borgar för en lång livslängd hos mätsonden. Man bör dock ta ut mätsonden ur rökgaskanalen ungefär en gång efter varje eldningssäsong för att kontrollera att mätsondens spets inte har satts igen av sot och avlagringar. Dessa avlagringar kan påverka tidskonstanten hos mätsonden, d.v.s reaktionstiden kommer att öka med ökande mängd avlagringar. Om mätsondens spets är smutsig så kan den rengöras försiktigt med en trasa fuktad med t.ex rödsprit eller lacknafta. Se dock till att spetsen har hunnit anta rumstemperatur. MG-4000 bör omkalibreras första gången efter ca 2 mån, sedan ungefär 1 gång per eldningssäsong. Säkringar Under den nedre täckplåten så finns det två finsäkringar (se fig 6 sidan 7). En säkring för strömförsörjningen av MG-4000 (F1) och en säkring för matningen av värmaren i mätsonden (F2). Dessa säkringar bör inte gå sönder vid normal drift. Har F1 gått sönder är teckenfönstret på MG-4000 helt mörkt. Har F2 gått sönder visas alarmkoderna A10 och A12 i teckenfönstret och lysdioden Apparatfel blinkar. Efter ca 30 sekunder visas även alarmkoden A30. * Säkring F1: 630 ma Trög. * Säkring F2: 3.15 A Trög. MG

14 Tillämpningsexempel O2(syre) - reglering Teoretiskt optimal förbränning innebär att bränslet förbränns fullständigt utan överskott av luft, sk. stökiometrisk förbränning. I detta fall återstår inga fria syremolekyler i rökgaserna. I praktiken är det emellertid alltid nödvändigt att ha överskott på syre (luftöverskott) för att undvika sot och oförbrända ämnen som kolmonoxid (CO), väte (H2) och kolväteföreningar (CnHm) i rökgaserna. Hur stort luftöverskott behövs? Denna fråga kan inte enkelt besvaras eftersom det är många faktorer som påverkar hur stort luftöverskott som behövs. I första hand har följande faktorer betydelse. Statiska faktorer: * Brännarens förmåga att finfördela bränslet och blanda det med förbränningsluften. Stökiometrisk förbränning Önskvärt arbetsområde * Pannans eldstadsutformning. * Brännarens och pannans anpassning till varandra. Dynamiska faktorer: Bränsle * Förändringar i bränslets effektiva värmevärde (Kemiska sammansättning). * Förändringar i viskositet (olja). * Fukthaltens förändringar (biobränsle). fig 28 Luft / bränsleblandning Om rökgaserna innehåller CO, H2 och CnHm så är förbränningen ofullständig och det finns "bundet värme" i rökgaserna. Halten av O2 och CO2 i rökgaserna ger information om luftöverskottet och tillsammans med rökgastemperaturen information om hur stor rökgasförlusten är i "fritt värme". Av fig 28 framgår att CO2 finns såväl vid överskott som vid underskott på luft. Maximala CO2-halten fås vid stökiometrisk förbränning. Värdet beror på bränslets kemiska sammansättning. * Syrehalten är en entydig parameter för luftöverskott oberoende av bränslets kemiska sammansättning. Ett ungefärligt värde på luftöverskottet ( λ ) kan beräknas från uppmätt syrehalt med formel: λ O2 mät * Förändringar i temperatur. * Förändringar i tryck. * Förändringar i bränslemängd på grund av glapp, försmutsning och förslitning i bränslesystemet. Dynamiska faktorer: Luft * Förändringar i luftmängden på grund av glapp, förslitningar och beläggningar i luftsystemet. * Förbränningsluftens temperatur. * Atmosfärstrycket (barometerståndet). * Luftfuktigheten Som exempel kan nämnas att vid konstant luftflöde (volymflöde) ändras mängden syre till förbränningen med ca 20 % om lufttemperaturen ändras med 20 C, trycket med 50 mbar och luftens relativa fuktighet med 25 % MG-4000

15 Utnyttjad kapacitet hos brännaren: * Brännarens utformning medför att blandningen av luft och bränsle blir bättre vid hög last (dvs stort oljeflöde genom brännaren) än vid låg last. Vid intrimning av en pannanläggning utan O2-reglering måste hänsyn tas till dessa faktorer och de förändringar som uppkommer efter intrimningstillfället. De statiska faktorerna bestäms genom val av kvalité på brännare och panna. Dessa förändras inte under drift. De dynamiska faktorerna ändras kontinuerligt framförallt på luftsidan och vid kapacitetsändringar. För att undvika sot (emissioner) och oförbrända gaser måste intrimning ske med ett (inte obetydligt) luftöverskott på cirka %. Detta medför givetvis en sämre eldningsekonomi. Genom att mäta syrehalten (O2) i rökgaserna och reglera den kompenseras för samtliga förändringar av de dynamiska faktorerna. Detta är O2-reglering. Övriga positiva effekter av O2-reglering. Praktiska mätningar och försök visar att låga luftöverskott minskar kväveoxid (NOx) utsläppet och Syrehalten mätes med en O2-mätare i rökgaskanalen direkt efter pannan. O2-mätaren har en mätsond av zirkoniumdioxid för direkt mätning i rökgaserna. Detta för att få minsta möjliga tidskonstant, undvika kondens och försmutsningsproblem med åtföljande underhåll. O2-mätare som är monterade i rökgaskanalen mäter syrehalten på fuktiga rökgaser. Mätare som tar ut prov från rökgasen mäter syrehalten på torra rökgaser. Följande samband mellan fuktig och torr rökgas gäller med någorlunda noggrannhet för luftöverskott upp till ca 50 % vid eldning med olja. fig 30 Principschema för O2-reglering Syrehalt (fuktig gas) = 0,9 x syrehalt (torr gas) Mätsignalen från O2-mätaren kopplas till en regulator som skall påverka luft-bränslekvoten genom förändring av luft eller bränslemängden. För stegbrännare programmeras ett börvärde i O2-regulatorn för varje steg. fig 29 O2-mätning i rökgaskanal svaveltrioxid (SO3) bildningen. Lägre NOx utsläpp förbättrar vår miljö och låga halter SO3 minskar korrosion i pannsystemet. O2-regleringens utförande. För modulerande brännare mätes den momentana kapaciteten som styr O2-regulatorns börvärde efter en justerbar kurva, vilken är individuell för varje brännares möjligheter att brinna sotfritt. O2-regleringen skall endast korrigera luft-bränslekvoten. Reglerkretsen skall ha en låg förstärkning. Stor förstärkning t.ex. genom direkt reglering av brännarens reglerspjäll eller bränsleventilen kan vid ett fel i utrustningen ge helt felaktig luft-bränslekvot med allvarliga följder. De bästa systemen för O2-reglering är en kombination med luftmängdsreglering på övertryckseldade pannor eller undertrycksreglering på undertryckseldade pannor. MG

16 System för övertryckseldade pannor Pannan förses med luftmängdsreglering (differenstrycksreglering) och O2-regulatorn påverkar luftmängdsregulatorns börvärde, s.k. följereglering. System för undertryckseldade pannor För undertryckseldade pannor är undertrycksregleringen (dragregleringen) den viktigaste reglerkretsen. När regleringen kompletteras med O2-reglering skall den styra ett separat luftspjäll på brännarens luftintag (lika som vid luftmängdsreglering). Spjället skall dock begränsas så att endast en mindre del av totala luftmängden kan påverkas av O2-regleringen. Systemet korrigerar också brännarens uppreglering så att både undertrycksregleringen och O2-regleringen förblir stabila och noggranna vid snabba belastningsändringar. fig 31 O2-reglering av övertryckseldad panna Genom inställning skall området för påverkan begränsas och möjligheterna till stora förändringar förhindras, förstärkningen i reglerkretsen blir liten och regleringen stabil. Systemet korrigerar också brännaren i uppreglering så att både luftmängdsregleringen och O2-regleringen förblir stabila och noggranna vid snabba belastningsändringar. Även andra system kan användas t.ex. övertrycksreglering med O2-påverkan, oljetrycksreglering etc. Dessa system bör endast användas när reglerspjäll ej kan monteras på brännaren för luftmängdsreglering. fig 33 Luftåterföring undertryckseldad panna Ett annat system som kan användas är luftåterföring. Efter brännarens reglerspjäll återföres en mindre luftmängd till brännarens luftintag. Återföringen av luft styrs av O2-regleringen. Undertrycksregleringen arbetar som vanligt. Även detta system ger en stabil och noggrann reglering, utan några stora förändringar i luft-bränslekvoten. Sammanfattning O2-reglering. * Kompenserar för de dynamiska förändringarna i luft och bränsle. * Ger högsta eldningstekniska verkningsgrad fig 32 O2-reglering av undertryckseldad panna * Minskar NOx-bildningen. (Mindre skadliga emissioner.) * Minskar SO3-bildningen. (Minskar korrosion.) AB MICATRONE REGULATOR Tele: Fax: Åldermansvägen SOLNA / MG-4000