如何在高濃度CO2環(huán)境下準確測量CO濃度

時間：2017-02-27作者：湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司瀏覽：75

    磨煤機是火力發(fā)電廠燃煤機組制粉系統(tǒng)的主要輔助設(shè)備，是將原煤磨碎至滿足鍋爐懸浮燃燒細度的動力機械。磨煤機在運行過程中，煤與空氣接觸被氧化形成CO氣體和碳，同時摩擦產(chǎn)生的熱量將首先引起煤粉的不完全燃燒，從而產(chǎn)生大量的CO氣體。CO氣體濃度在磨煤機內(nèi)部有限空間的增加，降低了磨煤機內(nèi)可燃混合物的著火點，增加了磨煤機著火或爆炸的危險性。
    通過在線檢測CO氣體的濃度，可以檢測到煤粉著火（陰燃、冒煙）發(fā)生前的征兆。在磨煤機內(nèi)部CO氣體的分布是均勻的，而溫度的分布是不均勻的，CO氣體的濃度變化比溫度較能真實、全面反應(yīng)磨煤機內(nèi)部的燃燒情況。事實上CO氣體濃度的增加往往發(fā)生在可視煙火前的1.5h左右，即局部溫度開始發(fā)生明顯變化之前，磨煤機的CO氣體檢測是防止磨煤機著火或爆炸的有效手段。
    《DLT5203-2005火力發(fā)電廠煤和制粉系統(tǒng)防爆設(shè)計技術(shù)規(guī)程》要求：在燃燒爆炸感度和揮發(fā)分較高的煙煤和褐煤，采用中速磨或雙進雙出磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)時，宜設(shè)置磨煤機CO監(jiān)測系統(tǒng)。
CO氣體檢測的主要方法有：紅外線吸收法、電化學(xué)法、電氣法（熱導(dǎo)式和半導(dǎo)式）、色譜法，目前CO氣體濃度在線檢測通常使用紅外線吸收法、電化學(xué)法。
    不難看出紅外線吸收法無論在檢測技術(shù)還是維護成本上較電化學(xué)法均有優(yōu)勢。除此之外，基于紅外線吸收法的紅外氣體分析技術(shù)具有測量范圍寬、靈敏度高、測量精度高、反應(yīng)快、選擇性好等優(yōu)勢，但在紅外線法測量過程中也存在一些問題：水汽、CO2對CO氣體的干擾。
    CO的紅外吸收波長在4.6μm附近，CO2在4.3μm附近，水汽在1~9μm波長范圍內(nèi)，幾乎有連續(xù)的吸收帶。CO2和水汽與CO的特征吸收波長范圍有重疊部分，且CO2和水汽的濃度遠大于CO的濃度，這對CO的測量有著明顯的干擾。因此需在測定前用制冷或干燥劑對樣氣進行脫水預(yù)處理，或在氣體分析單元對水氣進行特殊消除處理；同時通過設(shè)置濾波單元選擇紅外線波長，用窄帶光學(xué)濾光片或氣體濾波氣室將紅外輻射限制在CO吸收的窄帶光范圍內(nèi)，以減少煙氣中其他成分對測量值的影響，才可準確的測量出煙氣中CO的濃度，保證磨煤機工業(yè)現(xiàn)場的安全。
    由銳意自控較新研制的煙氣分析儀（低量程在線型）Gasboard-3000Plus，除配備了專門的樣氣預(yù)處理裝置對樣氣進行消除水分的預(yù)處理；整個氣體分析單元均配備了恒溫裝置，防止低溫環(huán)境下氣態(tài)水在氣體分析單元內(nèi)發(fā)生冷凝，影響測量結(jié)果外。傳感器內(nèi)還配備水分的補償調(diào)節(jié)裝置：在微流紅外傳感器上采用機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，改變前后膨脹氣室的空間比例，增加傳感器對被測氣體的響應(yīng)靈敏度；通過調(diào)節(jié)葉片及線性修正，對水汽干擾信號進行調(diào)整，使含有非冷凝水的氣體與N2的信號一致，這樣傳感器前后膨脹氣室受水汽的影響就相互抵消，保證了對CO濃度測量結(jié)果的準確性。
    對于高濃度CO2的影響，Gasboard-3000Plus氣體分析單元采用了特殊的CO2干擾減除裝置，配置了專門吸收CO2波長的濾波氣室，能夠消除CO2對CO特征吸收波長的影響。同時還采用了濾波效果較佳的窄帶光學(xué)濾光片，僅使具有CO特性吸收波長的紅外輻射通過，可有效阻攔CO2紅外輻射的影響，保證了對CO濃度測量結(jié)果的準確性。
    磨煤機內(nèi)部CO氣體的分布是均勻的，而溫度的分布是不均勻的，對同一報警等級而言CO氣體的報警時間要比溫度的報警時間提前1個小時。因此，在磨煤機出口設(shè)置煙氣分析儀（低量程在線型）Gasboard-3000Plus，對CO濃度進行準確的檢測，通過合理的使用、科學(xué)的維護，當(dāng)CO氣體濃度達到限制可及時報警，提醒運行人員注意采取相應(yīng)的措施，防止磨煤機著火或爆炸，保證發(fā)電機組安全運行。


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