水泥过程气分析系统

水泥过程气分析系统/水泥过程气分析系统/★水泥厂
概述：
TR-9100系统的方案是为水泥厂安全运行而专门设计的气体成分分析安全连锁装置。针对我国水泥厂恶劣的工况条件，采用聚能公司成熟的分析控制技术和取样预处理技术，进行针对性设计的基础上而提供的方案。特别是采用技术创新的维护量微小的取样探头，更加适合我国水泥高尘的恶劣工况条件。
水泥窑是工业炉窑的耗能大户，对干法旋转窑的窑尾、分解炉及预热器的出口等烟气的气体成份进行分析，可以优化熟料质量、节能减排，以实现生产的优化控制，窑尾烟气的温度高达1200℃，粉尘含量高达2000g/m3,而且含有二氧化硫腐蚀性气体，是技术难度Z大的取样分析对象，TR-9100型过程分析成套系统，成功的解决了这一艰巨的取样分析难题。
 
●干法旋转窑过程气分析
取样检测点
分析组份
选用量程
仪器选型
水泥窑尾
高温
 

 ▌合成氨工艺气体分析监测表

 ▌气化炉煤制甲醇工艺气体分析监测表

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一、概述

    煤炭、石油、天然气是我国重要的能源和原料，以煤焦化、或以煤造气等原料的化工行业是国民经济的重要基础工业。在化工生产过程中对气体成份含量进行在线分析很关键，它直接关系到产品质量、生产效率、生产效益、生产安全和达标排放。

    TK-5000系列化工气体分析系统是根据企业现场具体的工况参数和要求，在采用科朗公司成熟的分析控制技术和国际创新的多项取样预处理技术的基础上研制设计的。根据每位用户的特殊工艺要求，提供多种解决方案，包括合理组合先进的采样探头、取样管线、接头、阀件、泵、除湿器、过滤器及分析仪表等。

    本系统主要由取样单元、预处理单元、分析单元、标定单元及联锁控制单元部分组成，连续监测工业生产过程中所产生的气体浓度。系统具有防爆、安全可靠、抗腐蚀、无堵塞、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型Z佳等诸多特色。主要功能包括：安全放空、快速回路、稳压、稳流、降温、除尘、除湿、干燥、流路切换、大气平衡等功能。

二．石化工艺检测点参考

一、褐煤干燥简介以及特点

褐煤属于煤的一类，褐煤的煤化程度仅高于煤泥，是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。褐煤富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。褐煤具有两高三低的显著特征：水分高（一般含水量在32～42%之间）；挥发份高(一般在40～50%之间)；发热量低(一般平均热值在3000大卡以下)；密度低；灰熔点低。

褐煤内部存在许多毛细孔，湿褐煤就像吸足水分的海绵；而干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤就像拧干后的海绵。当干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤遇到水时，就会吸潮，与拧干后的海绵吸水的原因一样。这就是为什么干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤在放置过久或运输过程会吸潮的原因。

褐煤干燥即脱改性，褐煤需要达到较高的温度，以便去除脱除结合水（内在水）；同时要达到褐煤内的羟基官能团分解，毛细孔倒坍，产生交联，并且要使褐煤内部的焦油迁移，对毛细孔进行密封。在这种干燥条件下，一定会有可燃气体的释放。为了安全考虑，干燥系统Z好是无氧或低氧运行。

二、检测工艺点及测量组份

TK-6000型褐煤干燥氧气在线分析系统

检测点位：电捕焦油器后煤气管道

检测组份：O2

分析目的：为褐煤干燥的安全生产提供数据指导。

联锁控制：本系统自动取样、自动吹扫、自动排水、自动分析输出（信号输出 4-20MA），可通过总控室参与联锁控制

分析仪器的选择：电化学、磁氧、西门子

三、系统主要技术参数

（1）测量范围：（组份可选）（量程可选）；

（2）Z大允许误差：±0.1%F.S；

（3）分辨率：0.01%；

（4）稳定性：零点漂移±1%FS/7d；

            量程漂移±1%FS/7d；

（5）重复性：0.1%；

（6）预热时间：10min；

（7）样气流量：（0.3～0.5）L/ min；

（8）样气接口尺寸：G1/2；

（9）电器接口尺寸：1/2NPT；

（10）工作电源：AC220V±10%，50HZ；

（11）工作环境：温度 －5℃～+45℃；

湿度 ≤90%RH；

（12）防爆等级：ExdIICT6；

（13）模拟输出：4～20mA；

（14）样气压力：0.05MPa≤入口压力≤0.1Mpa。

四、系统特点

u 取样探头免维护，新泽公司创新设计，过滤原理创新，根本解决堵塞问题。烟尘过滤能力＜200g/NM3，维护量小。

u 系统响应时间＜10S，仪表响应时间＜1.5S，抽气泵流量大（6L/min），系统响时间＜10S是国内同类产品中Z快的。有效指导安全生产。

u 系统过滤精度≤0.1μm

u 系统可靠性MTBF＞3年

u 产品性价比高，1套系统可实现多组份同时在线检测。

u 系统为全干法过滤，取样不失真，分析准确。

u 真正完全无人管理的全自动化系统。

u 热值直观显示，时时观察热值变化。

u 实时监测，全自动化触摸屏控制，真正做到全天候24小时在线监测。

一、检测工艺点及测量组份
TK-6000型煤气热值分析系统
检测点位：煤气加压站加压机后煤气总管、或燃烧点前煤气总管
检测组份：CO、CH4、H2
分析目的：为燃烧控制和工艺要求提供数据指导。
联锁控制：本系统自动取样、自动吹扫、自动排水、自动分析输出（信号输出 4-20MA），可通过总控室参与联锁控制
分析仪器的选择：电化学、磁氧、西门子
二、与燃烧法的技术比较优势和热值的计算
传统煤气热值分析采用的是燃烧法，它的基本原理是将煤气取出经过预处理后送到气室燃烧，通过温度的变化来检测煤气的热值。由于工业煤气一般都比较脏，含有焦油、粉尘、水汽、苯、萘等物质，在实际使用过程中常常会出现取样管线及燃烧气室的堵塞，影响设备的正常运行。同时因煤气温度、压力、流量的变化会影响到分析值的准确性。
本系统采用分析法分析煤气热值，原理是通过分析煤气中可燃气体的成份含量换算出煤气热值。我公司采用多重过滤技术，有效地解决了取样探头及采样管线易堵塞的问题。分析系统通过红外、热导气体分析仪器可测得混合煤气中各组份的体积百分浓度值，系统整个工作过程都通过可编程控制器（PLC）来实现自动控制，各组份体积百分含量对应的4～20mA电流信号接入PLC模拟量输入输出模块，由于各个组份具有不同的浓度，根据组份体积百分含量与对应的单一组份浓度之间存在的关系，通过搭建数学模型，经过数学公式运算即可获得混合煤气的分析。组份的计算过程通过可编程控制器（PLC）软件编程实现。
三、系统主要技术参数
（1）测量范围：（组份可选）（量程可选）；
（2）Z大允许误差：±0.1%F.S；
（3）分辨率：0.01%；
（4）稳定性：零点漂移±1%FS/7d；
            量程漂移±1%FS/7d；
（5）重复性：0.1%；
（6）预热时间：10min；
（7）样气流量：（0.3～0.5）L/ min；
（8）样气接口尺寸：G1/2；
（9）电器接口尺寸：1/2NPT；
（10）工作电源：AC220V±10%，50HZ；
（11）工作环境：温度 －5℃～+45℃；
湿度 ≤90%RH；
（12）防爆等级：ExdIICT6；
（13）模拟输出：4～20mA；
（14）样气压力：0.05MPa≤入口压力≤0.1Mpa。
四、系统特点
u 取样探头免维护，新泽公司创新设计，过滤原理创新，根本解决堵塞问题。烟尘过滤能力＜200g/NM3，维护量小。
u 系统响应时间＜10S，仪表响应时间＜1.5S，抽气泵流量大（6L/min），系统响时间＜10S是国内同类产品中Z快的。有效指导安全生产。
u 系统过滤精度≤0.1μm
u 系统可靠性MTBF＞3年
u 产品性价比高，1套系统可实现多组份同时在线检测。
u 系统为全干法过滤，取样不失真，分析准确。
u 真正完全无人管理的全自动化系统。
u 热值直观显示，时时观察热值变化。
u 实时监测，全自动化触摸屏控制，真正做到全天候24小时在线监测。

五、OXYMAT 61基本特性

u  四个可自由编程量程，带有零点迁移，所有量程都是线性的

u  可实现量程的零点迁移

u  量程识别功能

u  电气隔离信号输出，输出可选 0/2/4 ~ 20 mA（也可反置）

u  自动量程切换或手动量程切换；也可远程进行量程切换

u  仪器调节过程中可存储测量值

u  时间常数在较宽范围内可选（静态/动态噪声YZ）；即分析仪的响应时间可与相应的测量相匹配

u  响应时间短

u  长时间漂移小

u  可编程量程自动标定

u  基于 NAMUR 推荐的操作模式

u  两级独立密码设置可避免无意或其它无相关权限人员操作

u  使用带操作员提示功能的数字膜状键盘可让操作简单化

u  客户可按自己的要求选择：工厂验收、位号标签、漂移记录

u  可外接参比气（N2、O2 或空气，压力约 3000 kPa），或者使用一个内置参比气泵泵入大气作为参比气

u  参比气监测，参比气连接压力为 3000 ~ 4000 kPa

u  可选Z小测量范围，2.0% 或 5.0% /O2

u  用内部压力传感器来校正样气波动

四、技术指标：

l   检测范围：0-1000ppm（可选）

l   输出信号：4-20mA DC

l   防爆等级：EXdIICT6

l   工作温度：-20℃―＋50℃

l   重 复 性：≤2％F.S

l   示值误差：±5％F.S

l    响应时间：T90≤30s

l   工作湿度：15％RH－95％RH 

l   检测原理：电化学检测原理

l   检测方式：扩散式

l   工作时间：连续

l   电源电压：21－27V DC

l   电源损耗：Z大工作电流≤200mA

l   传感器寿命：≥3年（正常使用下）

l   外形尺寸：(182×170×95)mm

l   重   量：1.50kg

六、检测气体种类：

七、报警仪一、二级报警值设定值：

八、气体检测报警仪安装说明：

九、产品应用：

  分析仪表（系统）的选型是化工生产使用顺利的至关ZD，如果选择了不好的会影响生产并且仪表不能正常使用或是加重维护的工作量。很多化工企业都有过因选型时贪图便宜或者其他因素造成仪表使用效果不理想的情况，下面六点来介绍下如何选择适合的分析仪：

（1）仪表的需求参数和工艺情况是不是能适用。
分析仪一般都需要在洁净的气体介质条件下工作，所以需方必须详细的提供工艺方面被测介质气体的现场参数（以气体成分分析为例）如：压力、介质组成、气体温度、气体湿度、粉尘含量、结晶情况及有无腐蚀性气体等，得到这些数据分析仪生产厂家就会考虑自己研发、设计、生产的分析仪能不能与现场的条件相匹配，并选择适用的分析仪进行解决问题。上面的工艺参数缺一不可，缺少任何一个都可能造成在分析上的错误、或者仪表达不到使用的效果，而大大增加工作量。所以在选型的时候一定要搞清楚分析仪用在某个监测点的工艺参数。
（2）分析仪前预处理的适用性与稳定性。
      气体分析仪的前预处理单元是气体分析系统的非常关键的组成部分，其关键性甚至可能高于分析仪器本身，为什么预处理系统会有这么重要的作用呢？因为分析仪属于精密仪器。运行的环境又是比较恶劣的化工环境，所以在使用分析仪表中95%以上的故障率都发生在前预处理单元。一般情况下与处理单元使用的各个预处理部件一定是要可靠性非常强的，在考虑工艺介质参数的情况下一定要高于其处理能力，这样才能保证分析仪的良好运行，否则会极大地增加备件成本或维护工作量。所以在选择分析仪的时候一定要考虑其预处理单元在没在相同的工况条件下运行过，运行的状况如何。就算在成熟的预处理也要考虑。这样才能保证用好分析仪器。
（3）仪表生产厂家的研发、生产及售后能力
在招投标的过程中往往会提出仪表生产厂家来参与，因为在仪表使用的过程中谁能不能保证仪表本身不出问题，但是出了问题厂家的及时响应和售后又至关重要。如果选择了中间商性质的单位合作，往往在仪表出了问题后经过层层的才能找到专门负责的相关人员。但是和生产厂家的合作可能会极大地避免以上的情况。售后可能也会很及时，不会对生产和安全情况造成影响。其次是仪表本身的技术含量，一般我们采用先进技术的分析仪表往往是针对以前同类产品的不足或者一些缺陷研发的。所以在选型分析仪时一定要ZD考虑这个问题，我们不怕遇到问题，就怕遇到问题得不到很好的解决。所以在我们选型时一定要选择有实力的厂家和代理公司。这样才能保证分析仪的备品备件、售后及时、产品先进性的稳定。

（4）同类产品在相同工艺企业中的使用情况考察。
如果相同的工艺在国内比较成熟或者说比较多的情况下，一定要多去考察下。如果相关的工艺在国内不错的情况下，可能考虑前期多和厂家沟通。共同制定相关分析系统的方案以及后期使用过程中的应急方案。各个厂家的分析仪系统都有自身的特点，有的预处理单元做得很成功，有的是取样部分及分析仪表部分好，但是没有一个厂家敢说自己的各个部分都是Z好的一点缺陷都没有。所以在选型过程中经过前期的了解和认识先确定一到三家分析系统生产厂家，再去相关的使用单位进行现场实地考察，这样就能获得Z真实、准确的信息，也有助于Z后的选型。
（5）尽可能的选择国产预处理系统。
为什么选择这里说选择国内的气体分析预处理系统，首先各个工艺的情况不同，预处理系统都是进行定制的，这样就很有针对性，可以根据现场的介质变化而进行设计制作，后期的售后和产品缺陷的更新也会及时。而国外的预处理系统就不行了，因为国外的一些实用在成功的案例，在成熟的产品。在咱们国内可能也会出现水土不服的情况。毕竟企业的管理和人员的技术水平还是有些差距的。所以在购买分析仪表的时候建议选择国产的预处理系统
（6）条件允许的情况下可以考虑进口分析仪器。
国外分析仪器的性能的确比国内要搞一个档次。所以在相对比较重要的取样位置可以考虑选择进口的分析仪。虽然国内的分析仪的在有些方面也很成熟，但是很多时候可能也有些差距。如果是一般国内成熟分析仪器的就可以直接选择，比如说氧分析仪、露点仪、红外线恩洗衣、热导分析仪等等

　　前面介绍了这么多，Z终的目的就是要告诉大家在选择气体分析仪器的时候一定认清本质。不是越贵的东西越好，不是每个做这款仪器的厂家的东西都具有产品的先进性，不是每个仪器随便选型下就能在现场运行的非常好。及时进口的分析仪也可能会出现问题。所以具体情况具体解决，选择适合工艺条件的气体分析系统是至关重要的。在使用过程中加强学习、增进对产品的了解，真正做到让分析仪器为工艺服务。不要成为咱们仪表维护者的一种负担。请你擦亮慧眼去把Z好的产品用在你想用的位置吧。