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7600高爐噴煤在線分析系統(tǒng)

1.系統(tǒng)設計思路高爐噴煤/水泥旋窯煤粉倉，特別是噴吹高揮發(fā)性、強爆炸性的煙煤時，安全性差。因此須采用先進的安全保護措施。實時響應的氣體在線分析儀的應用可確保高爐噴煤系統(tǒng)的安全，分析系統(tǒng)通過對高爐噴煤/水泥旋窯煤粉倉系統(tǒng)中的煤磨機入口的O2濃度進行在線檢測，以保證煤磨機及生產(chǎn)安全;通過對布袋除塵出口O2濃度，煤粉倉CO濃度進行檢測...

1.系統(tǒng)設計思路

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

考慮到項目的上述需求，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、實時測量，CO在經(jīng)過簡單預處理后，進入分析處理階段，因此很好的解決了響應速度、測量精度和維護標定等問題，是一個高性價比的解決方案。

2. 系統(tǒng)測量原理

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

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)系來定量分析半導體激光能量被被測氣體選擇吸收產(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) 且波長可調(diào)諧的半導體激光器作為光源。因此，DLAS技術(shù)具有傳統(tǒng)非分光紅外分析技術(shù)無法實現(xiàn)的一些性能優(yōu)點。

不受背景氣體交叉干擾

半導體激光器發(fā)射的激光譜寬小于0.0001nm，是紅外光源譜寬的1/106，遠小于紅外光源譜寬和被測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氣體單吸收譜線(半導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，粉塵和被污染的光學元件會引起氣室透光率的變化，而固定波長的光源又無法區(qū)別氣體和粉塵的吸收，因此無法自動修正粉塵對光學元件的污染影響。而半導體激光的波長可通過調(diào)制工作電流而被掃描，使激光波長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)通過激光波長掃描技術(shù)修正了粉塵和視窗污染對測量的影響。

不受被測氣體環(huán)境參數(shù)變化干擾

被測氣體環(huán)境參數(shù)—溫度或壓力變化通常導致譜線強度和展寬發(fā)生變化，對溫度或壓力信號不加修正就會影響測量結(jié)果。而DLAS技術(shù)是對被測氣體單一吸收譜線進行分析，因此可較容易地對溫度、壓力效應進行修正。為此TR-JG系統(tǒng)內(nèi)置了溫度和壓力自動修正功能，能根據(jù)實際測量得到的被測氣體溫度和壓力對氣體成分測量值進行自動修正，從而可實現(xiàn)準確的在線氣體分析。

綜上所述，單線光譜技術(shù)、激光波長掃描技術(shù)和環(huán)境參數(shù)自動修正技術(shù)使DLAS技術(shù)可以被用于實現(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)具備更強的環(huán)境適應性。并且由于激光氣體分析系統(tǒng)省卻了采樣預處理裝置，結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件，維護標定方便、可靠性高，響應速度快而準確，大大提升了在線過程氣體檢測的水平。

特點：

無需采樣，現(xiàn)場測量

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

響應速度快(<1s)，測量精度高(≤±1%)

檢測氣體的溫度可以高達1500℃

操作維護方便，運行費用低

不受復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)，自動修正粉塵及光學視窗污染對測量濃度的影響

結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高

模塊化設計，可現(xiàn)場更換所有功能模塊

安裝方便,安裝時系統(tǒng)自動對焦,效率及準確度高

環(huán)境參數(shù)變化自動修正技術(shù),去除氣體環(huán)境參數(shù)(溫度和壓力等)變化對測量的影響

數(shù)字通訊包括RS485、CAN、或可選GPRS等

技術(shù)指標

類別參數(shù)指標

技術(shù)指標量 程O2：0～25%;CO:0～5000ppm

響應時間≤1s

光程長度0.5～15m

線性誤差≤±1%量程(六個月)

量程漂移≤±1%量程(六個月)

維護周期<2次/年,清潔光學視窗(無消耗品需要)

標定周期6～12個月

防護等級發(fā)射單元/接收單元：IP65

防爆等級ExdⅡCT5

工作條件電源24V　DC(18～36VDC，>20W)

吹掃氣體0.3～0.8MPa工業(yè)氮氣或凈化儀表氣等

環(huán)境溫度-30～80℃

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

模擬量輸入2路4～20mA電流(隔離、負載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)