NK-802煤氣分析系統(tǒng)

系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

1) 預(yù)處理采樣裝置技術(shù)指標(biāo)

1、自動反吹取樣探頭及管路；

2、手動維護控制閥門，方便取樣管道清洗；

3、適用于取樣氣體溫度≤800℃；

4、適用于氣體粉塵濃度<100g/m3;

5、低溫環(huán)境下采樣管道采用伴熱技術(shù)，防止水分冷凝而堵塞管路；

6、取樣探頭采用燒結(jié)過濾器過濾精度≤5µm

2) 分析單元技術(shù)指標(biāo)

1、測量組分： CO/CO2/CH4/H2/O2/熱值

2、測量方法：

a：CO/CO2/CH4---NDIR紅外傳感器技術(shù)

b：H2---TCD熱導(dǎo)檢測技術(shù)

c：O2---長壽命電化學(xué)傳感器

d：熱值=126[CO]+108[H2)+359[CH4] MJ/m3

3、測量量程 CO：0-

a：CO2：0-20%

b：CH4：0-5%

c：H2：0-20%

d：O2：0-5%

4、熱值：0-9000Kcal/Nm3

5、測量精度： CO/CO2/CH4≤1%FS；H2/O2≤2%FS

6、響應(yīng)時間： ≤10秒（NDIR）

7、供電電源： 220V±44V 交流 50Hz±1Hz

8、輸出信號： 標(biāo)準(zhǔn)RS-485、DC 4-20mA電流輸出；

9、儀器重量： 約10kg

10、工作溫度： 0-50℃

11、相對濕度： 5-85%

12、大氣壓力： 85-105 KPa

3) 分析機柜及控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

1、整體機柜防護等級IP56；

2、柜體配置可視窗口，換氣通常；

3、控制系統(tǒng)：采用三菱PLC，自動控制系統(tǒng)反吹運行；

4、分析系統(tǒng)按照7D*24H連續(xù)運行模式設(shè)計，實現(xiàn)真正意義上的在線；

5、系統(tǒng)能夠輸出6路4-20mA電流信號，每種氣體成分對應(yīng)一路輸出，送往主控室DCS系統(tǒng)；

6、預(yù)處理單元：通過伴熱、過濾、吸附、分離、冷凝等工序清除煤氣中焦油、苯、萘、水汽和煙塵等物質(zhì)；

7、預(yù)處理單元每年根據(jù)實際使用工況，至少負(fù)責(zé)清洗1-2次

爐氣在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵

1） 自主知識產(chǎn)權(quán)的NDIR紅外氣體分析和TCD熱導(dǎo)分析技術(shù)

對于CO/CO2/CH4分析，采用了自主知識產(chǎn)權(quán)的NDIR非分光紅外氣體傳感器技術(shù)，壽命長，儀器維護量少。該技術(shù)2018年通過了的科技鑒定，達到水平，通過7年的發(fā)展，目前已經(jīng)生產(chǎn)的傳感器數(shù)量超過100000套，成熟可靠的技術(shù)，確保了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。公司依靠該技術(shù)實現(xiàn)了每年翻倍的發(fā)展。目前公司是國內(nèi)能夠掌握核心傳感器開發(fā)技術(shù)的少數(shù)企業(yè)之一，了國內(nèi)NDIR紅外技術(shù)的發(fā)展。

TCD熱導(dǎo)H2傳感器采用德國海利普微流熱導(dǎo)傳感器，配合公司*的技術(shù)，穩(wěn)定性比以往技術(shù)大大提高。儀器采用了*的數(shù)字化技術(shù)和嵌入式軟件，精度達到同類產(chǎn)品*水平。

實現(xiàn)核心儀器的批量生產(chǎn)不僅降低了儀器的購買費用， 同時對于客戶今后的維護和保養(yǎng)也是一個良好的保障。進口儀器一旦出現(xiàn)問題，很難在短時間內(nèi)修復(fù)。

2）自動計算熱值

本系統(tǒng)能夠測試混合煤氣中主要六種氣體成分的濃度：即CO、CO2、CH4、H2、CnHm、O2，同時可以自動計算混合煤氣的熱值，這對于混合煤氣的有效利用有著十分重要意義。混合煤氣熱值的計算方法如下：Q=126[CO]+108[H2)+359[CH4] MJ/m3，[CO]、[H2]、[CH4] 分別代表氣體中可燃氣成分的體積濃度。

3）準(zhǔn)確測量CH4濃度

電石爐尾氣中含有CH4、C2H6、C3H8等氣體，常規(guī)CH4傳感器受CnHm（C2H6、C3H8等）影響較大，本系統(tǒng)設(shè)計中采用專用傳感器技術(shù)，能夠*解決CnHm對CH4的影響。

4）確保H2測量的準(zhǔn)確性

熱導(dǎo)傳感器主要用于測量二元氣體，如A、B混合氣中的A或B，并且以另外一種氣體作為背景氣。而如果用于測量多種混合氣體時，必然要考慮到其他氣體的影響因素。一般而言煤氣中含有CO、CO2、CH4、H2、O2、N2等多種氣體成分，而且其熱導(dǎo)系數(shù)各異，如下表所示：

從上表可以看出，爐氣主要成分中CO、O2 與背景氣N2的熱導(dǎo)系數(shù)相當(dāng)，對H2的測量結(jié)果影響不大，但是CO2 、CH4 對H2測量影響明顯。通過理論分析及實驗表明，如果氣體成分中含有CO2，會使H2的測量讀數(shù)偏低；如果氣體成分中含有CH4，會使H2的測量讀數(shù)偏高。因此如果，為了得到準(zhǔn)確的H2含量，應(yīng)對H2進行CO2 、CH4的校正。本方案的五組份煤氣分析儀在設(shè)計時已經(jīng)考慮到上述因素，作了嚴(yán)格試驗并將各種氣體的相互影響進行了修正和補償，消除煤氣中其他成分對H2的影響，故能夠保證H2測量值的準(zhǔn)確性； 同時也證明了單一組分的H2分析儀不可能得到煤氣成分中準(zhǔn)確的H2含量。

5）流量變化對H2測量無影響。

由于熱導(dǎo)傳感器的基本原理是通過對氣體流動帶走的熱量進行換算，如果采用直接流通式的熱導(dǎo)檢測池，很難控制氣流，流量大小直接影響H2的讀數(shù)；我公司采用了的旁流擴散式的熱導(dǎo)檢測池，流量在0.3~1.0L/min的范圍內(nèi)變化對熱導(dǎo)的讀數(shù)沒有影響。

6）快速的氣體響應(yīng)時間

系統(tǒng)巧妙地設(shè)計了采樣氣體分流裝置，在大流量氣泵的抽取下，能夠保證現(xiàn)場長距離氣體管道條件下測量快速響應(yīng)但又不對分析儀器造成不利影響。

7） 多級完善的預(yù)處理裝置

混合煤氣即使經(jīng)取樣探頭過濾，仍然存在粉塵、水汽等物質(zhì)，為避免粉塵和水氣冷凝污染儀器，堵塞氣路，需要在氣體進入機柜預(yù)處理的前端管路進行伴熱處理。預(yù)處理及采樣裝置包括兩級過濾吸附裝置、多級汽水分離和氣體干燥裝置、氣體分流裝置、精密過濾裝置等組成。

8）機柜以及控制系統(tǒng)

分析儀器安裝在機柜中，氣體采樣和預(yù)處理采用了高可靠性的三菱PLC控制，并設(shè)置了多級粉塵過濾裝置；機柜防護等級達到IP65以上，確保系統(tǒng)在環(huán)境惡劣的條件下可靠運行。機柜內(nèi)部采用恒溫處理，保證設(shè)備在北方低溫環(huán)境下正常工作。