Измерение состава отходящих газов

 

Определение состава газов без предварительной подготовки осуществляется приборами – газоанализаторами. Основные принципы действия газоанализаторов: термокондуктометрический, магнитный, инфракрасный, электрохимический, термокаталитический, люминесцентный.

Электрохимический принцип. Действие основано на зависимости между параметром электрохимической системы и составом анализируемой смеси, поступающей в эту систему. При взаимодействии кислорода с электродом протекает химическая реакция, вызывающая протекания электрического тока Ток, протекающий по внешней цепи электролита, пропорционален содержанию кислорода в газовой смеси. В составе газовой смеси не должно быть электрохимически активных газов (хлора, окислов азота, сероводорода и др.).

 

Термокаталитический принцип особенно эффективен при обнаружении горючих газов и паров. Термокаталитический сенсор имеет металлический или пластмассовый корпус. Через газопроницаемую мембрану горючий газ поступает на два миниатюрных керамических шарика. Внутри шариков (пеллисторов) находится платиновая спираль, нагреваемая протекающим током примерно до 450 °C. Один из шариков (активный пеллистор) имеет каталитическое покрытие, которое окисляет омывающий его газ, что приводит к повышению его (пеллистора) температуры. Это повышение можно измерить благодаря изменению сопротивления платиновой спирали внутри активного пеллистора. Это сопротивление сравнивается с сопротивлением пассивного пеллистора. В определенном диапазоне соотношение этих сопротивлений будет пропорционально концентрации газа [8].

 

Постановка задачи. Отходящие газы отражательной печи в основном состоят из СО₂, Н₂О, SO₂, N₂, а также содержат небольшие количества NO_x,О₂ и СО (последние два нас и интересуют с точки зрения управления процессом). Имеют температуру 600-800 ^ОС и запыленность около 1,1 г/м³ . Как упоминалось в разделе «Обоснование контроля технологических параметров», мы измеряем концентрацию О₂ и СО с целью контроля полноты сгорания топлива. Особые условия приводят к необходимости использования специализированного газоанализатора для дымовых газов промышленных печей.

Таковым является АКВТ-03-ИБЯЛ.413415.003-08, Стационарный газоанализатор объемной доли кислорода и СО в уходящих газах (ЗАО ПРОМПРИБОР) [9].

Газоанализатор предназначен для поддержания оптимального соотношения топливо-воздух за счет непрерывного контроля содержания кислорода и оксида углерода с целью оптимизации процессов горения и предотвращения химического недожога.

Область применения: на предприятиях теплоэнергетики, в котлоагрегатах ТЭЦ, ГРЭС и различных котельных, а также в промышленных печах, металлургии, нефтепереработки, машиностроении и других отраслях промышленности.

Тип газоанализатора - стационарный.

Принцип работы - электрохимический (на основе ZrO₂) и термокаталитический на СО. Газоанализатор работает без сравнительного газа.

Способ забора пробы – принудительный.

Общий вид газоанализатора показан на рисунке 3.8.

 

 

Рисунок 3.8 – Газоанализатор АКВТ-03

 

Датчик измеряет концентрацию в диапазонах: 0 – 21 % O₂ , 0 – 1000 ppm CO. Температура анализируемой среды должна быть в пределах 100 – 1050 градусов Цельсия.

Питание кислородомера осуществляется от сети переменного напряжения 220 В, 50 Гц, номинальная мощность составляет 400 ВА.

Время прогрева газоанализаторов не превышает 4ч. Время установки показаний составляет: 10 с (для О₂ ), 40 с (для СО).

Датчик может генерировать выходной сигнал следующих типов: аналоговый токовый в диапазонах (0 - 5), (4 - 20) мА, цифровой RS 485 MODBUS.RTU. Датчик имеет цифровую индикацию показаний.

Макс. длина соединительного кабеля между блоком датчиков и блоком обработки равна 50 м.