烟气CO含量在线分析

红外线是一种电磁波，红外辐射主要是热辐射。当红外辐射通过某气体层时，气体层中的极性分子，即非单元素气体分子（如CO、CO2等），就会对红外辐射进行选择性的吸收。多元素气体分子对红外线的吸收遵循朗伯特—比尔定律。

式中，
—红外辐射被气体吸收后的能量；
—红外辐射被气体吸收前的能量；
—气体的吸收系数（消光系数）；
—吸收气体的浓度；
—红外辐射经过吸收气体层的长度。
2 红外线分析工作原理
分析部分由三大部件组成：
一个能发出特定红外波长的红外辐射器—－光源；
一个由参比气室和分析气室组成的测量池；
一个能检测红外辐射并将红外辐射的能量变化转换成电量变化的接收器（亦称检测器）。
由红外光源发出二束能量相等、按照一定频率进行调制的平行光束，分别通过参比气室和分析气室后，由于分析气室中吸收气体（被测气体）对红外线的吸收，使原来能量相等的二束红外线产生了能量差，然后又分别进入接收器的参比接收室和测量接收室。通过薄膜电容器将红外线能量变化转换成电量变化，再通过电气单元和控制单元的放大整流及线性化等各种处理，仪器就能输出一个与被测气体浓度变化相对应的信号，供显示或控制。
分析器除了各种部件的特殊结构外，在接收原理上有一个特殊的改进。接收器的参比接收室和测量接收室分别用光学镜片分隔成前室和后室。
在接收器中的吸收气体和分析气室中的被测气体同样都按朗伯特—比尔定律吸收红外线。前室中气体的吸收曲线近似于被测气体的消光曲线。由于前后室之间半透半反窗的作用，使后室辐射得到抑制，排除了干抗气的影响，使仪器达到佳选择效果。

2.2技术优势
MEMS红外光源是电调制的脉冲光源，具有较高的调制频率，满足热释电检测器的特性要求。
双通道检测器设计，有效提高了仪器稳定性。
恒温控制，降低了环境温度对仪器测量的影响。
大气压力补偿，降低了环境大气压力变化对仪器测量的影响。
隔离的电流环输出和开关量输出，消除外界各种干扰对仪器测量的影响

主要技术性能
零点漂移：≤±1%FS/7d
量程漂移：≤±1%FS/7d
测量范围：CO：0-1.0000Vol(四位小数显示)
分辨率:1ppm
测量精度：≤±2%FS
线性误差：≤±1%FS
重复性误差：Cv≤±0.5%
响应时间： T90≤10s
输出信号： 4～20mA 500Ω
系统的滞后时间：T90≦30S
样气温度：≦800℃
样气大含尘量：≦1000mg/Nm3
环境温度：-30～55℃
环境压力：70~160kPa(海拔低于2000m)
相对湿度：不大于95%
电源：220±22VAC；50±0.5Hz
系统的绝缘电阻不小于5兆欧

烟气排放连续监测系统对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为“烟气自动监控系统”（简称 CEMS），可对固定污染源（如锅炉、工业炉窑、焚烧炉等）排放烟气中的颗粒物、气态污染物的浓度（mg/m3）和排放率（kg/h、t/d、t/a）进行连续地、实时地跟踪测试。

根据贵方提供的监测需求，卓宇佳创公司自主开发的烟气排放连续监测系统采用的紫外差分吸收光谱技术+抽取冷凝法，抽取式热湿法 CEMS 能够测量 SO2、NOx、O2、温度、压力、流速、粉尘、湿度等多项参数，并将所有的监测参数传输至用户 DCS 系统，通过数采仪与的数据系统通讯。系统设备放置在分析小屋内，操作和维护方便；整套系统结构简单，模块化设计， 稳定性强，运行成本低。



二、系统特点

烟气在线系统主要具有以下技术优势：

优势一：基于冷凝直接抽取式高温伴热法，的紫外差分吸收光谱技术， 光谱全息光栅分光，二极管阵列检测，获得完整连续

吸收光谱，高波长分辨率探测下限低、温漂小、响应时间小，不用增加 NO2→NO 转化器，可直接测量 NO2，灵活扩展 CO、CO2 等模块。

优势二：采用 PLC 控制，自动化程度高，液晶屏显示系统流路，采集系统的详细状态信息，可作为数据有效性审核的 有利资源

优势三：二级冷凝快速除水、降温，减少气、水接触时间，降低 SO2 损耗， 采样探头运用多级粉尘过滤技术与定时反吹相结合，

有效解决探头易堵塞的难题，适应高尘、高湿、高温、高腐蚀性等 恶劣环境；

优势四：分析仪气体室由不锈钢加工而成，气体室强壮、成本低，受水分、粉尘的影响小，检测器与气体室采用光纤连接，更换方便，维护成本低；

优势五：智能化设计，自动调零，量程超限报警，湿度报警，采样探头温度异常报警、冷凝器温度异常报警、加热温度异常报警、故障报警；

优势六：温压流检测仪采用一体化机柜，高微差压变送器（检测下限低），自动调零，自动反吹，反吹保护，数据上传与显示等功能；

三、设备仪表：

基于紫外分光吸收光谱技术研发的烟气分析仪（以下简称分析仪）是我公司针对国内外环保、工业控制现场在线气体分析自主研发的烟气分析仪产品。该分析仪能够测量 SO2、NOx、O2、等气体的浓度，具有测量精度高、可靠性高、响应时间快、适用等特点，各项指标达到或超过国内外同类产品。

分析仪由光源、气体室、光纤、光谱仪、HMI板、液晶屏、薄膜按键、接口板、AB板、直流电源等部件组成，其中：

光源：采用氙灯光源，以脉冲方式工作，寿命可达到 5～10年。

气体室：也称为流通池、测量池，样品流经气体室时将对光源发出的紫外光发生吸收，形成吸收光谱。

光纤：紫外石英光纤，将带有样气浓度信息的光谱传输给光谱仪。光谱仪：对紫外光进行分光和光电信号转换。

HMI板、液晶屏、薄膜按键模块：人机交互界面。

种连续自动监测工艺系统中的CO含量的机器
一氧化碳分析系统是一种连续自动监测工艺系统中的CO含量的机器。
中文名一氧化碳分析系统
测量范围0-5%CO
设定范围10%-90%F.S
指示值零点漂移
技术参数
3.主机仪器的稳定性：仪器预热8小时后，在其基准条件下连续运行48小时
4.其指示值： 1.零点漂移： ≤±2%F.S 2.灵敏度变化： ≤±3%FS
5.各种输出的开关量信号容量：220V/5A
主要特点
1.环境温度对仪器的影响：从5℃-40℃变化，应小于3%
2.响应时间：≤2min（根据取样管线的长短及粗细不同变化。）
3.样品气分析流量：0.5L/min
4.外形尺寸：1800mm×610mm×700mm
5.重量：约180Kg
仪器介绍
该系统能够连续自动监测工艺系统中的CO、含量。当CO含量达到或超过设定的下限报警值时，发出声光报警信号，立即提供报警开关信号；当CO含量达到或超过设定的上限报警值时，立即提供连锁控制开关信号，使其自动停机；当CO含量下降到设定的上限报警值时，可自动解除连锁控制信号；当CO含量下降到设定的下限报警值时，可自动解除报警控制信号。

锅炉燃烧效率分析仪，可以实时在线连续监测锅炉烟气中的CO含量，并用于系统控制。自动或手动调整锅炉凤煤配比等参数，有效降低空气量过大造成的排烟热量损失q2或空气量过低造成的未完全燃烧热损失q3和q4，以便获得锅炉燃烧效率。

的样气处理系统，综合了样气采集、粉尘处理、样气冷凝的技术，滤除样气中的粉尘、盐类等成份，使样气更加洁净，有效延长分析单元的寿命，以及维护周期。

气体取样探头可以实现中温800℃、高温1300℃工况样气采集﹔并配有专有的探头过滤器，滤芯采用双疏水高分子纳米材料，多层过滤技术，高温伴热技术，防止烟气冷凝导致粉主堵塞滤芯;同时采用提中反吹技术，实现自动反吹扫系统，有效避兔粉尘附着，才能实现采样探头长周期无堵塞连续取样。



CO在线分析系统



样气分析单元，具有实时设备状态检测，设备运行诊断功能;对于设备的运行异常，如反吹无压缩空气、样气气路堵塞、样气曹路伴热故障、冷凝器故障等，能够输出报警信号到DCS或相关设备﹔便于技术维护。同时，还能够对样气CO检测浓度进行超限报警，如浓度高、浓度低等。

CO在线检测——新的燃烧优化指标

燃烧调整与控制是锅炉运行调整中核心和关键环节，与锅炉运行的经济性、安全性和环保性密切相关。依据氧量进行的传统燃烧调整方法存在明显的缺陷:

氧量测量误差(漏风、漂移、烟气成分分布不均、粉

尘污染等影响），无法精细化测量控制氧量。

氧量无法反应炉内局部混合不均燃烧恶化的情况。氧量无法反映燃尽风以下的区域凤煤配比。

因此，当燃烧局部恶化的时候，仅依据Oz进行燃烧调整的传统方法会导致对锅炉整体燃烧状况产生误判，并且Oz量的误差和敏感性不够，会在很大程度上影响测量精度，以及影响炉内迫量空气系数和锅炉排烟热损失的计算，影响锅炉经济环保运行。故烟道、炉膛的CO值是评价锅炉运行的重要依据及指标，与锅炉运行的经济性和环保性密切相关。

电厂磨煤机作为锅炉燃烧制粉系统的核心设备，是电厂重要的铺机，其工作状况对整个电厂系统运行的安全和经济性具有重要影响。煤是火力发电厂的主要燃料，提高设备运行的安全、稳定性，发展监测与诊断相关的技术，实施状态检修，是电厂的必然要求。电厂的燃煤制粉系统---磨煤机是一种典型的燃料粉碎系统。在这里，自然状态下化学性质相当稳定的块状煤炭经过研磨并与空气混合之后，就形成一种氧化剂(空气中的氧气)

与还原剂(煤粉中的炭)的混合体---煤粉流。为了提高燃料的使用效率，技术人员总是在不断尝试着将煤粉研磨得尽可能细小。目前的加工水平已经将煤粉直径减小到了微米以下。这样一来，就大大提高了煤粉流中氧化剂与还原剂的接触面积，使之转变为一种对明火***敏感的易燃易爆性混合体。在这种情况下，一旦煤粉流接触到明火、磨煤机内CO的浓度或磨煤机的某一局部温度升高到煤粉的燃点以上，

制粉系统中常见的现象---闪爆，就发生了。轻者将造成设备破坏、生产过程中断；重者将有可能造成机毁人亡的严重事故。

系统工作原理

系统上电后，当系统处于自动运行档位时，当无报警信号产生时系统自动启动，被测样气在膜片泵的抽取下，在伴热的取样探头内进行粉尘过滤（两级过滤），通过伴热取样管和取样电动球阀进入预处理装置。***入气液分离器（雾过滤器），除去样品气中的水份及酸雾，再由压缩机冷凝器除湿干燥处理，除湿器出口样气的露点在1-3℃，然后再经湿度报警过滤器，***经切换阀及膜式过滤器精细过滤后，由流量计调节和监控样气流量（正常流量500~1000mL/min），进入分析仪器进行分析。冷凝器的冷凝液通过蠕动泵自动排出。切换阀可实现采样、校准的气路切换操作。采样时间到时，系统自动停止采样，同时有反吹气对探头内部进行脉冲反吹，反吹结束后自动切换下***路进行采样分析，依次循环。

该系统的气体分析仪具有继电器触点输出报警或连锁控制功能，分析组份含量超出继电器设置上限或下限设定值时，输出的继电器就会动作切换，并且继电器是无源触点输出，可以随意选择控制：系统的触摸屏具有采样、吹扫、排水等状态信号指标的工作界面。

本系统分手动模式与自动模式，手动模式为调试测试用，正常工作时设置为自动模式。当处于自动控制时，PLC采集探头加热温度报警、伴热管加热温度报警、冷凝器报警信号、湿度报警信号，当无报警时，系统按流程运行采样、反吹，当有报警信号产生式，系统自动停止采样，并给出报警信号。

主要技术性能

零点漂移：≤±1%FS/7d

量程漂移：≤±1%FS/7d

测量范围： CO:0-1000ppm

线性误差：≤±1%FS

重复性误差：Cv≤±0.5%

输出波动：≤±1%FS

响应时间： T90≤10s

输出信号： 4～20mA 500Ω

系统的滞后时间：T90≦20S

样气温度：≦700℃

样气含尘量：≦500g/Nm3

环境温度：5～45℃

环境压力：70~160kPa(海拔低于2000m)

相对湿度：不大于85%(年平均)

电源：220±22VAC；50±0.5Hz

系统的绝缘电阻不小于5兆欧

系统组成
该系统由直管式取样探头、反吹控制系统、气体分析单元、伴热管线、预处理及采样装置、安装机柜及控制系统等组成。直管式取样探头包括直管探头、控制阀；预处理及采样装置包括过滤吸附装置、过滤装置、气水分离和气体干燥装置、气体分流装置、精密过滤装置等组成。气体分析仪表可以完成对过程气中CO、O2的准确测量，并同时计算热值。安装机柜及控制系统主要由三菱PLC控制装置、电磁阀等控制装置组成。


系统工作原理
参照系统原理流程图，取样点上取样，三通切换阀可实现采样、标校的气路切换操作。

打开管道上的取样开关球阀，通过操作触摸屏人机交换界面进行取样操作。分为自动模式和手动模式：

自动模式下设置好每路的取样时间，系统可自动运行，循环监测每个监测点的气体含量。手动模式下可对任监测点进行单检测分析。

样气通过取样管进入气液分离器，除掉炉气中所夹杂的液体，然后进入电子冷凝器干燥装置，能够实现24小时在线监测，干燥后的炉气，在调节阀的控制下（流量在允许范围以内），进入分析仪的分析室，经过分析后再排放到排污放空管道。

系统技术指标
1) 预处理采样装置技术指标

² 自动反吹取样探头及管路；

² 手动维护控制阀门，方便取样管道清洗；

² 适用于取样气体温度≤800℃；

² 适用于气体粉尘浓度<100g/m3;

² 低温环境下采样管道采用伴热技术，防止水分冷凝而堵塞管路；

² 取样探头采用烧结过滤器过滤精度≤5µm

2) 分析单元技术指标

² 测量组分： CO/O2/NO

² 测量方法： CO/NO ---NDIR红外传感器技术

O2---命电化学传感器

煤粉仓过程分析成套系统

煤粉仓CO：0-2000ppm