炉膛微量CO在线分析

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

当前国家对大气保护控制措施越来越严厉和明确，火力发电厂锅炉经烟囱排放到大气中的烟气是产生雾霾的重要因素之一，国内主要的火力发电厂应新上台环保法的强制要求，陆续上马脱硫脱硝设备，排烟中NOx及SO2逐步降低，同时低Nox燃烧技术被广泛推广，以降低锅炉排烟进入脱硝设备前的NOx含量，追求更低NOx排放。在此低NOx燃烧过程中，分析控制锅炉排烟中的CO含量对NOx和燃烧的效率也受到重视，因此在锅炉排烟道上设计一套自动CO分析系统对锅炉的燃烧控制研究有非常重要意义。　　本文分析了锅炉排烟中烟气的特性，同时研究了CO气体浓度分析不同方法，提出了NDIR(英文全称：NON-DISPERSIVE NFRARED)非分散红外技术适合排烟CO浓度的检测。根据锅炉排放烟气中粉尘含量多的特征，选用特有反吹和侧吹功能的取样探头，并运用西门子S7-200 SMART系列PLC控制系统设计了一套CO自动分析系统，集成了连续自动采样、自动侧吹和反吹及校验等功能。　　本文采用S7-200 SMART PLC配套逻辑组态软件编制控制程序，并运用WINCC画面编辑软件，实现了HMI人机界面控制。CO分析控制系统投入运行后，数据采集情况良好，为今后锅炉燃烧控制研究打下了基础。