7600高爐噴煤在線分析系統(tǒng)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路高爐噴煤/水泥旋窯煤粉倉，特別是噴吹高揮發(fā)性、強(qiáng)爆炸性的煙煤時(shí)，安全性差。因此須采用先進(jìn)的安全保護(hù)措施。實(shí)時(shí)響應(yīng)的氣體在線分析儀的應(yīng)用可確保高爐噴煤系統(tǒng)的安全，分析系統(tǒng)通過對(duì)高爐噴煤/水泥旋窯煤粉倉系統(tǒng)中的煤磨機(jī)入口的O2濃度進(jìn)行在線檢測(cè)，以保證煤磨機(jī)及生產(chǎn)安全;通過對(duì)布袋除塵出口O2濃度，煤粉倉CO濃度進(jìn)行檢測(cè)...

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

高爐噴煤，特別是噴吹高揮發(fā)性、強(qiáng)爆炸性的煙煤時(shí)，安全性差。因此須采用先進(jìn)的安全保護(hù)措施。實(shí)時(shí)響應(yīng)的氣體在線分析儀的應(yīng)用可確保高爐噴煤/水泥旋窯煤粉倉系統(tǒng)的安全，分析系統(tǒng)通過對(duì)高爐噴煤系統(tǒng)中的煤磨機(jī)入口的O2濃度進(jìn)行在線檢測(cè)，以保證煤磨機(jī)的安全;通過對(duì)布袋除塵出口O2濃度進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)時(shí)反映煤磨機(jī)與布袋出口間的管道泄漏信息;通過對(duì)煤粉倉的CO濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，從而反映煤粉倉CO的聚集信息并提供相應(yīng)的安全操作控制依據(jù)。

考慮到項(xiàng)目的上述需求，我們采用2套激光式氧氣在線分析系統(tǒng)分別在線分析磨煤機(jī)入口和布袋出口的O2的濃度。采用1套激光式一氧化碳在線分析系統(tǒng)，在線分析煤粉倉的CO濃度。O2可原位安裝、實(shí)時(shí)測(cè)量，CO在經(jīng)過簡(jiǎn)單預(yù)處理后，進(jìn)入分析處理階段，因此很好的解決了響應(yīng)速度、測(cè)量精度和維護(hù)標(biāo)定等問題，是一個(gè)高性價(jià)比的解決方案。

2. 系統(tǒng)測(cè)量原理

半導(dǎo)體激光氣體分析系統(tǒng)，基于半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(DLAS)，即“單線光譜”測(cè)量技術(shù)。具體來說，就是通過測(cè)量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被測(cè)氣體時(shí)發(fā)生的衰減信息，并根據(jù)激光強(qiáng)度衰減與被測(cè)氣體含量間的正比關(guān)系，分析獲得被測(cè)氣體的濃度。

與非分光紅外氣體分析技術(shù)相同,DLAS技術(shù)也是一種吸收光譜技術(shù)，它利用Beer-Lambert關(guān)系來定量分析半導(dǎo)體激光能量被被測(cè)氣體選擇吸收產(chǎn)生的衰減來獲得氣體的濃度。與傳統(tǒng)非分光紅外分析技術(shù)使用譜寬很寬且固定波長(zhǎng)的紅外光源不同，DLAS技術(shù)使用譜寬非常小(也就是單色性非常好) 且波長(zhǎng)可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器作為光源。因此，DLAS技術(shù)具有傳統(tǒng)非分光紅外分析技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的一些性能優(yōu)點(diǎn)。

不受背景氣體交叉干擾

半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光譜寬小于0.0001nm，是紅外光源譜寬的1/106，遠(yuǎn)小于紅外光源譜寬和被測(cè)氣體單吸收譜線寬度，其頻率調(diào)制掃描范圍也僅包含被測(cè)氣體單吸收譜線(半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)也因此被稱為單線光譜技術(shù))，因此成功消除了背景氣體交叉干擾影響。

不受粉塵和視窗污染干擾

非分光紅外氣體分析儀在分析粉塵含量較大的氣體時(shí)，粉塵和被污染的光學(xué)元件會(huì)引起氣室透光率的變化，而固定波長(zhǎng)的光源又無法區(qū)別氣體和粉塵的吸收，因此無法自動(dòng)修正粉塵對(duì)光學(xué)元件的污染影響。而半導(dǎo)體激光的波長(zhǎng)可通過調(diào)制工作電流而被掃描，使激光波長(zhǎng)既掃描過有氣體吸收的區(qū)域，也掃描過沒有氣體吸收的區(qū)域。DLAS技術(shù)通過激光波長(zhǎng)掃描技術(shù)修正了粉塵和視窗污染對(duì)測(cè)量的影響。

不受被測(cè)氣體環(huán)境參數(shù)變化干擾

被測(cè)氣體環(huán)境參數(shù)—溫度或壓力變化通常導(dǎo)致譜線強(qiáng)度和展寬發(fā)生變化，對(duì)溫度或壓力信號(hào)不加修正就會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。而DLAS技術(shù)是對(duì)被測(cè)氣體單一吸收譜線進(jìn)行分析，因此可較容易地對(duì)溫度、壓力效應(yīng)進(jìn)行修正。為此TR-JG系統(tǒng)內(nèi)置了溫度和壓力自動(dòng)修正功能，能根據(jù)實(shí)際測(cè)量得到的被測(cè)氣體溫度和壓力對(duì)氣體成分測(cè)量值進(jìn)行自動(dòng)修正，從而可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的在線氣體分析。

綜上所述，單線光譜技術(shù)、激光波長(zhǎng)掃描技術(shù)和環(huán)境參數(shù)自動(dòng)修正技術(shù)使DLAS技術(shù)可以被用于實(shí)現(xiàn)氣體的原位分析，因此比非分光紅外等傳統(tǒng)采樣氣體分析系統(tǒng)具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。并且由于激光氣體分析系統(tǒng)省卻了采樣預(yù)處理裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)標(biāo)定方便、可靠性高，響應(yīng)速度快而準(zhǔn)確，大大提升了在線過程氣體檢測(cè)的水平。

特點(diǎn)：

無需采樣，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

隔爆防爆 (ExdIICT5), 比較正壓防爆系統(tǒng)安全系數(shù)更高,

響應(yīng)速度快(<1s)，測(cè)量精度高(≤±1%)

檢測(cè)氣體的溫度可以高達(dá)1500℃

操作維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低

不受復(fù)雜背景氣體交叉干擾

工作環(huán)境溫度：-30℃～80℃

激光頻率掃描技術(shù)，自動(dòng)修正粉塵及光學(xué)視窗污染對(duì)測(cè)量濃度的影響

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、可靠性高

模塊化設(shè)計(jì)，可現(xiàn)場(chǎng)更換所有功能模塊

安裝方便,安裝時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)焦,效率及準(zhǔn)確度高

環(huán)境參數(shù)變化自動(dòng)修正技術(shù),去除氣體環(huán)境參數(shù)(溫度和壓力等)變化對(duì)測(cè)量的影響

數(shù)字通訊包括RS485、CAN、或可選GPRS等

技術(shù)指標(biāo)

類別參數(shù)指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)量 程O2：0～25%;CO:0～5000ppm

響應(yīng)時(shí)間≤1s

光程長(zhǎng)度0.5～15m

線性誤差≤±1%量程(六個(gè)月)

量程漂移≤±1%量程(六個(gè)月)

維護(hù)周期<2次/年,清潔光學(xué)視窗(無消耗品需要)

標(biāo)定周期6～12個(gè)月

防護(hù)等級(jí)發(fā)射單元/接收單元：IP65

防爆等級(jí)ExdⅡCT5

工作條件電源24V　DC(18～36VDC，>20W)

吹掃氣體0.3～0.8MPa工業(yè)氮?dú)饣騼艋瘍x表氣等

環(huán)境溫度-30～80℃

輸出信號(hào)模擬量輸出2路4～20mA電流(隔離、負(fù)載800Ω，根據(jù)要求而定)

模擬量輸入2路4～20mA電流(隔離、負(fù)載800Ω，過程溫度和壓力 輸入)

通訊接口RS485、CAN或可選GPRS

繼電器輸出3路輸出(繼電器規(guī)格：24V，1A)