烟气气体在线监测系统

联系人:郭堃*********** 高炉喷煤在经历了 初的喷吹无烟煤,发展到现阶段普遍应用的喷吹混合煤（烟煤与无烟煤），期间系统安全性随着使用煤种的变化开始发生改变。特别是喷吹高挥发性、强爆炸性的烟煤时，安全性差，因此必须采用先进的安全保护措施。卓宇佳创对这一工况有一套完整的解决方案， 实时响应的防爆激光气体在线分析仪的应用可确保高炉喷煤系统的安全， 系统响应时间＜１s， 可有效杜绝爆炸危险。 流程图位置① 通过对磨煤机入口的CO/O2浓度进行在线检测，从而保证煤磨机的安全； 流程图位置② 通过对磨煤机出口的CO/O2浓度进行在线检测，反映磨煤机内的气体浓度； 流程图位置④ 通过对布袋除尘出口的CO/O2浓度进行检测，从而实时反映煤磨机与布袋出口间的管道泄漏信息； 在①、②、④的位置，采用卓宇佳创公司原位/旁路激光气体分析仪，原位法兰安装方式，直接分析过程气体，无取样损失变化，该分析仪实时响应快，灵敏度高，不受背景气体干扰。 iLAS系列激光气体分析仪 流程图位置③ 通过对煤粉仓的CO/O2浓度进行实时的监测，从而反映煤粉仓CO/O2的聚集信息并提供安全报警信息和操作控制依据。 在③的位置，采用晟诺仪器eLAS-900激光煤粉仓监测系统。该系统采用抽取方式采样， 经预处理后即进入分析处理阶段，很好地解决了响应速度、测量精度和维护标定等问题，气体测量采用了可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术原理，具有更高的光谱分辨率，以及优异的抗背景气体交叉干扰性能，提高过程气体的精度和可靠性。可用于高湿、高温、高粉尘等环境恶劣的工况，同时具备伴热、自动取样、自动反吹、连锁控制保护等功能。具有良好的稳定性，准确性，使用方便，可满足用户对磨煤工艺过程在线监测的需求。 eLAS-900激光煤粉仓监测系统 系统特点 1采用TDLAS技术原理，测量更精准 2不受水气及其他背景气体干扰 3不受光强波动影响，可长期连续在线运行 4使用寿命长，成本低 5标定周期1年，维护更简单 煤粉仓 在线监测系统（CO分析仪）是应用于电厂项目煤厂磨煤过程中产生的煤烟气氧含量分析的专用在线分析系统。该系统技术先进，测量准确，反应速度快，能长期连续分析被测气体，采用PLC进行自动控制，具有结构合理，运行安全可靠，自动化程度高，维护量少，自诊断保护功能强等特点。 煤粉仓 在线监测系统（CO分析仪）所用取样探头引进先进技术结合本行业的实际工况条件和多年的实践经验而研制的尾气专用取样探头，探头核心部分为进口材料。 过滤精度： 5～20um（根据粉尘量而定） 过滤能力：≦1000g/Nm3 过滤效率：达到99.9% 由于过滤精度高，效果好，系统只需二级过滤就能达到系统要求，从而维护量小，响应时间短。（这一点其他厂家很难做到，其他厂家一般采用多级过滤，增加了气阻和气路流程，从而增加了系统故障环节和滞后时间）。 反吹技术： 取样探头采用目前国际上的、内外脉冲式空气吹扫技术。反吹气备有反吹储气罐，以确保反吹气是有足够的压力和流量，把过滤的杂质反吹回到管道，达到较好的效果。整个反吹系统与进样气路独立，维护十分方便，维护成本低。 除水技术： 样品气进入系统之后，可能会产生少量的冷凝水，分析预处理内采用气水分离器的技术除掉水汽（酸雾），再由压缩机冷凝器 处理，冷凝液自动排放到集排管集中自动排放。并在进分析仪器前设计有样气脱硫、硅胶再干燥措施，确保洁净的气体进入分析仪器。 滞后时间： 配有快速旁路技术，进口真空抽气泵负载为6L/min，当取样点与分析仪器的安装距离为20m时，系统滞后时间T90≦12S，（通过试验计算可得）。 关键部件全部采用进口或者引进国外技术，如气体分析仪传感器、探头纤维过滤芯、取样抽气真空泵、取样电动球阀、反吹电磁阀、蠕动泵、PLC等。 煤粉工业锅炉系统煤粉仓安全防爆设计可采用浓相操作、封闭、惰性气体保护、防静电接地、泄爆等措施,以保障煤粉仓的安全运行。卓宇佳创的煤粉制备浓度监测系统，它的结构主要包括仪表柜,反吹箱和取样探头。在仪表柜内隔膜抽气泵的工作下,工艺管道中的烟气被分离,一部分样气进入取样探头,经由取样管道进入仪表柜内。在气水过滤装置中除去样气中的水份和微小尘粒子。在抽气泵的带动下,样气进入气体干燥器中进行冷凝脱水,进一步除去样气中的水份。冷凝水经由蠕动泵排出,样气由抽气泵出口再经过三通手动阀、转子流量计进入分析仪表中进行分析。 技术参数 独特的传感器设计，恒温控制，响应快，线性好，稳定性高 触摸屏操作（零点、满度、线性校准、参数设置等），操作灵活方便 重要工作电源自诊断功能 仪器部件单元化，维护、检修方便 报警输出（上、下限极值报警） 铸铝合金机箱 部件单元化，维护、检修方便 主要技术性能 零点漂移：≤±1%FS/7d 量程漂移：≤±1%FS/7d 测量范围：0～1000ppm 线性误差：≤±1%FS 重复性误差：Cv≤±0.5% 输出波动：≤±1%FS 响应时间： T90≤10s 输出信号： 4～20mA 500Ω 系统的滞后时间：T90≦12S 样气温度：≦700℃ 样气含尘量：≦1000g/Nm3 环境温度：5～45℃ 环境压力：70~160kPa(海拔低于2000m) 相对湿度：不大于85%(年平均) 电源：220±22VAC；50±0.5Hz 安装位置 煤粉仓/收尘器 用途 煤粉仓/收尘器 在线分析 本过程气体分析成套系统（以下简称系统）是磨煤过程中产生的煤烟气， 分析仪器与取样预处理装置及其附属的应用保障部分（标准气）；通过针对现场应用条件和工艺气样条件的系统设计，所实现的正确匹配与合理组合，使 分析仪器能很好适应电厂项目磨煤过程中产生气体分析的特殊工艺条件。系统能自动、连续、准确、可靠地分析磨煤过程中产生煤烟气中 的浓度含量。采用PLC可编程序控制器自动控制系统的采样、排水、探头自动吹扫、故障监测双路巡检自动切换并处理等操作。系统正常运行期间能提供 的4~20mA标准输出信号；并根据 测量组份的含量值输出超限报警状态信号。该系统的分析仪器的传感器采用进口红外传感器。结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小、是分析电厂磨煤过程产生煤烟气中 含量的理想设备。 主要技术特性 分析仪表单元采用卓宇佳创研制的气体分析仪，完成样气 在线连续分析。分析仪性能稳定可靠，响应时间快，智能化程度高。 分析参数： 分析仪采用红外传感器连续测量的工业固定式现场安装仪器，能连续自动检测流程气样中待测组份 的体积浓度。 仪器特点 独特的传感器设计，响应快，线性好，稳定性高 触摸屏操作（零点、满度、线性校准、参数设置等），操作灵活方便 重要工作电源自诊断功能 仪器部件单元化，维护、检修方便 标准信号隔离输出4—20mA RS485 modbus 通讯 合金机箱 部件单元化，维护、检修方便 主要技术性能 零点漂移：≤±1%FS/7d 量程漂移：≤±1%FS/7d 测量范围： CO:0-1000ppm 线性误差：≤±1%FS 重复性误差：Cv≤±0.5% 输出波动：≤±1%FS 响应时间： T90≤10s 输出信号： 4～20mA 500Ω 系统的滞后时间：T90≦20S 样气温度：≦700℃ 样气含尘量：≦500g/Nm3 环境温度：5～45℃ 环境压力：70~160kPa(海拔低于2000m) 相对湿度：不大于85%(年平均) 电源：220±22VAC；50±0.5Hz 系统的绝缘电阻不小于5兆欧 影响煤粉爆炸的要紧成分 通过对煤粉特征及爆炸道理的剖析，在剖析大量数量的条件下，根据生产实际和实验研究，证明影响煤粉爆炸的要紧成分有以下5点。 （1）煤粉的挥发分。普通来讲，挥发分越高、发烧量越高、活性越高、活化能越低，越容易爆炸。挥发分Vdaf＜6.5%，煤粉几乎不爆炸，Vdaf＞25%时煤粉就容易发生自燃，爆炸的凶险性增强。煤粉的挥发性和爆炸特征之间的对应关系见表1。 当前，煤粉仓很棘手的问题就是怎样以免燃烧和爆炸。多数人把煤粉仓爆炸的原因仅仅归咎于 （CO）气体上，是失之左袒的，更有甚者，把煤粉仓内可燃气体的爆炸和煤尘爆炸等量齐观，而事实上，可燃气体的爆炸和煤尘爆炸是两个差别的概念。 煤粉特征及爆炸机理 煤粉是经过制粉体系机器破碎、筛分、干枯磨制后的燃料，是由尺寸差别、风格不规律的颗粒所构成。煤粉的密度较小，新磨制的煤粉集会密度仅为0.45~0.50t/m?。煤粉颗粒很细，单位品格的煤粉具有较大的表面积，在其表面可吸附大量的空气，因此它和空气结合在一起形成混合物，具有和流体一样的性质。煤粉爆炸是煤粉和助燃气体（氧气或空气）的快速化学反应。由于刚磨制的煤粉粒子带有极性相像的静电荷，具有吸附大量空气的才气，比表面积能量过大，处于一种不巩固状态。这样积蓄的煤粉受空气中氧的好处，容易氧化放出热量。当散热条件欠好时，放出的热一时无法散开，促使温度急剧上升，引发四周气粉混合物爆燃，在短时间内即可导致煤粉的爆炸，很大的爆炸压力可抵达0.250~0.313MPa。 概述 本过程气体分析成套系统（以下简称系统）是磨煤过程中产生的煤烟气， 分析仪器与取样预处理装置及其附属的应用保障部分（标准气）；通过针对现场应用条件和工艺气样条件的系统设计，所实现的正确匹配与合理组合，使 分析仪器能很好适应电厂项目磨煤过程中产生气体分析的特殊工艺条件。系统能自动、连续、准确、可靠地分析磨煤过程中产生煤烟气中 的浓度含量。 因为在煤粉磨制过程中会由于摩擦产生火花或自燃等情况，导致磨煤机系统的燃烧或爆炸。因此CO 含量、O2氧气含量是燃煤锅炉磨煤机内防爆的一个重要指标。一般需要同时分析co 和o2氧气的含量，co一般在0-3000ppm左右，o2一般为0-25%vol常量氧。 监测磨煤机CO的浓度通常采用红外或激光CO分析仪，采用高精度NDIR非分光红外技术，可有效检测ppm-vol级别的co含量。O2氧气可视现场情况选用电化学或激光原理进行检测。 根据煤粉爆炸的机理，进入磨煤机的热空气与原煤接触，使原煤热分解出CO、CH4、H2等气体。在室温下，CO气体的爆炸极限体积浓度为12.5% ~ 74%，着火温度为609℃，CH4的爆炸极限体积浓度为5% ~ 15%，着火温度为540℃。此时能量充足的火源会引起燃烧，然后加速挥发分析引起连锁反应，发生爆炸。出口温度越高，磨煤机内部温度越高，挥发分分析越多，越容易引起爆炸。 磨煤机气体燃爆的主要原因如下: 1、磨煤机出口温度过高，磨煤机分离器出口温度过高，是爆燃的主要原因； 2、气体中氧气的体积分数越高，煤粉氧化的产热速率越快，系统爆炸的可能性越大，尤其是在富氧条件下。 3、磨煤机通流部分阻力过大，如一次风道入口、分离器间隙、出口主管弯头等。，造成煤粉的堵塞和堆积，导致煤粉自燃。 4、气体温度越高，煤粉氧化速度越快，爆炸的可能性越大。 5、热空气进入磨煤机后，与原煤接触，导致原煤热分解出的CO、CH4、H2等气体燃烧爆炸。 6、磨煤机的一些密闭空间，如排渣箱、风环室等。，都是由于密封元件损坏引起的可燃材料长期受热而着火。 7、煤粉的挥发分含量也是影响爆炸的重要因素。挥发物含量越高，爆炸的可能性越大。当挥发物含量小于10%时，没有危险。当挥发分含量大于20%时，爆炸的可能性大大增加。在实际生产中，煤粉的挥发分大于20%。另外，当气体中(CO)达到0.7%时，也是易燃易爆的。 8、一次风室刮刀损坏，会导致煤渣落入排渣箱，逐渐堵塞一次风室。磨盘与煤的不断摩擦会产生大量的热量，导致煤爆燃。 磨煤机内部CO气体的分布是均匀的，而温度的分布是不均匀的，CO气体的浓度变化比温度更能真实、全面反应磨煤机内部的燃烧情况。事实上CO气体浓度的增加往往发生在可视烟火前的1.5h左右，因此