烟道氧含量在线分析

烟道氧含量在线分析

一.项目背景和工艺要求
在转炉煤气回收系统中，需要在引风机前/后安装气体分析仪用于检测煤气中CO 和O2 含量，当浓度符合要求时则回收煤气，否则经三通阀燃烧放散。气体分析仪的主要目的有两个：1、回收合格煤气；2、避免煤气中的氧气含量过高导致在回收或使用中发生危险。
目前本工艺点一般安装的是抽取式气体分析仪，抽取式分析仪表存在以下问题：
1、仪器响应时间长 抽取式气体分析仪表需将气体从工艺管道中抽取出来经过较长的管线送至安全位置，然后对气体进行滤尘，滤水等处理后进入分析仪表进行分析。从取出样气到仪表示值（即响应时间）需要花费 60-120 秒。
在回收前段时间内，当煤气已达到回收要求，而仪表相应时间滞后 60-120
秒，导致高热值煤气不能回收，每炉钢白白浪费近 1200 方煤气（回收系统气体流速设计约 10m/S），一年浪费近 3000 万方高热值煤气。
在回收后段时间内，煤气热值已不能达到要求，氧含量逐渐升高。仪表却滞后 60-120 秒才能显现出来，导致回收了大量不合格含氧煤气，存在潜在的安全问题。
2、维护量大，运行成本高 抽取式气体分析仪表存在许多活动及过滤部件，需经常维护给现场人员增加工作量，同时还需要经常更换滤芯，电磁阀等零件设备维护费用高。夏天气温较高时，预处理系统中的冷凝器不能正常工作，样气中的水分不能除去，导致分析仪表测量结果不准确，仪表发生损坏等问题。
二.项目方案设计
PUE-9000 激光气体分析仪表采用原位安装方式，直接安装在工艺管道上， 分别用于检测转炉煤气中 O2 含量以及 CO 含量。不需要采样预处理系统，可以很好地避免取样系统复杂、取样管路易堵塞、分析滞后、维护费用高等问题。仪表的响应速度小于一秒，每年可多回收 3000 万方煤气，按 0.15 元/立
方计算，仪表更换后此处工艺每年可为公司节省生产成本 450 万元。同时回收的煤气皆为合格煤气，不存在含氧量高的安全隐患。
三：产品介绍
PUE-9000 激光气体分析仪基于国际领先的可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS，Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy），该技术利用半导体激光器窄线宽、可调谐的特性（如图一激光光源频宽为红外分光光源的 1/106），对气体分子的单个吸收谱线进行分析。通过调制半导体激光器的工作电流来调制激光频率，使半导体激光器发射的特定波长的激光束在穿过测量管道时，被所测气体选频吸收，发生激光强度衰减，利用锁相放大器对接收端光电探测器探测的光信号进行解调，并结合气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的Beer-Lambert[1]关系，获得被测气体的浓度。

四：系统优点
（1）无需采样预处理系统，克服粉尘、焦油等堵塞采样探头问题
（2）不受背景气体交叉干扰 半导体激光器发射的激光谱宽很窄，远小于被测气体单吸收谱线宽度，其波长扫描范围仅包含被测气体的单吸收谱线， 不包含其他气体组分的吸收谱线，从原理上避免了背景气体组分对待测气体的交叉吸收干扰。
（3）响应速度快 激光在线气体分析系统实现在线测量和秒级响应，实时反映过程气体浓度，避免了采样预处理滞后带来安全隐患。
（4）测量精度高 系统采用实时在线测量的工作模式，气体信息不易失真， 测量值为气体线平均浓度，与采样点取点浓度相比具有更高的测量精度。
（5）抗干扰能力强 半导体激光的波长可通过调节工作电流而被改变，使激光波长既扫描过有气体吸收的区域，也扫描过没有气体吸收的区域。当波长位于吸收区域时可测得包含气体和粉尘在内的总透光率 T 总，当波长位于无气体吸收区域时可以测得粉尘透光率T 粉尘，从而可以准确获得被测气体的透光率 T 气体 =T 总/ T 粉尘。使仪表具有在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下的良好适应性。
（6）隔爆防爆型式，安全系数高 设备通过国家防爆电器产品质量监督检测中心检测，同时仪器还通过了机械检查、冲击试验、IP 实验、温度试验、热剧变实验、外科耐压实验、内部点燃不传爆实验等七项测试，安全系数高。
（7）维护、标定简单 激光在线气体分析系统的年标定次数为传统分析仪的1/4~1/8，维护工作简单到只需擦净光学视窗。
综上所述，激光气体分析仪比非分光红外等传统采样气体分析系统具备更强的环境适应性，并且由于原位式安装省却了采样预处理装置，结构简单、无运动部件，维护标定方便、可靠性高，响应速度快而准确，大大提升了在线过程气体检测的水平。

3.3 系统的强电安装
本系统的强电要求为供电220V，20A，必须配备接地保护。电源线选用三芯2.5平方电缆。环境较恶劣的地段可采用穿管方式敷设，穿管材料采用无缝钢管，尺寸大于φ24。
电源由配电房敷设到设备间，环境恶劣和危险地带采用穿管方式接入。
配电箱选用正泰等知名品牌空气开关，并配漏电保护器。
系统配电设计见附件图二。
3.4 系统的弱电安装
本系统采用结构化设计，设备间之外的弱电系统安装仅有4芯屏蔽电缆的布线。
信号输入部分（指设备间主机和监测电脑之间的通讯部分）：采用四芯屏蔽线作为传输介质。由设备间敷设监控室电脑上。具体走线现场待定，应注意不能和强电共同敷设，特殊环境下采用穿管方式敷设。
信号输出部分：企业内部的监测数据可用ADSL、GPRS无线网传输或厂内局域网传输。局域网的安装内容为监控室计算机到铅厂交换机的布线及网络连通。
根据环保部的统一规划，将对省内所有废水自动监控系统入网的数据采用GPRS或ADSL通讯方式进行传输。由于这种通讯方式大多是按流量计费，而不是按时间计费，因此，通过这种技术，各级远程监测部门将有效解决原来由PSTN传输而不能连续监测的缺点。
屏蔽电缆在布线时应尽量避免强电流干扰。

总磷（TP）在线自动监测仪
一、原理
在高温、高压条件下，用过硫酸钾消解试样，试样中所有含磷化合物全部转
为正磷酸盐（测量正磷酸盐无需此步骤）。在5%-8%的硝酸溶液中，正磷酸
盐与偏钒酸铵和钼酸铵形成可溶性的磷钒钼黄络合物，在特定波长处测定其
吸光度，该吸光度与试样的正磷酸盐浓度成线性关系。依此关系，可将该吸
光度转化为试样的总磷（TP）或正磷酸盐（PO4）浓度值。
二、产品特点
全新光电定量技术不受色度大、悬浮物多、气泡多等干扰的影响，可靠性及精度高，抗干扰能力强。
检测精度高、测量下限低、仪器长期漂移量小。
具有一键自测功能和自我诊断功能。
采用单通道高集成阀组，维护和清洗简单快捷。
全天候联网功能，随时随地监控仪表运行状态。
具备报警功能、质控功能和反控功能。
具备自动清洗功能和自动校准功能。
具备整点测量、间隔测量和外部控制测量。
掉电恢复后自动工作。
故障和缺试剂（样品）自动提示和自动复位功能。
具备故障记录功能。
可保存3年以上历史数据。
满足清洗液与废液分开排液
三、技术参数
测量方法：钼酸铵分光光度法（HJ670-2013）
测量量程：0-2 mg/L ；0-10 mg/L ；0-50 mg/L ；量程可定制
示值误差： ≤±3% 检 出 限： 0.010mg/L
重 复 性： ≤±3% 废 液 量：4.5mL/次
记忆效应： ≤±1% 实际水样比对：±8%
恒温时间：900秒 电压稳定性：≤±5%
测量周期： 39分钟 校准周期：任意指定时间
维护周期： ≥720h/次 维护工作量： ＜2小时/月
试剂消耗：3个月/500ml 显示输出： 配置有10.1寸彩色液晶触摸屏
显色温度：推荐温度为120℃，可根据实际水样情况设置
数据导出：测量值可以通过USB口导入U盘中保存
信号输出：RS485/RS232/USB接口/标配2路4-20mA输出/标配两路开关量输入、输出
环境要求：温度可控的室内，建议温度（5-28℃），湿度≦90%（不结露）
电源及功率：（220V±22）V/AC，(50±0.5Hz)，5A，150W
仪器尺寸：上机柜600*450*300mm；上机柜700*450*300mm