在線燃?xì)夥治鰞x是一種能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)燃?xì)獬煞趾蜐舛鹊姆治鰞x器。它廣泛應(yīng)用于燃?xì)馍a(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存和使用等各個(gè)環(huán)節(jié),為燃?xì)赓|(zhì)量監(jiān)控、安全預(yù)警和節(jié)能減排提供重要數(shù)據(jù)支持。在線燃?xì)夥治鰞x通過自動(dòng)化、智能化的分析手段,確保燃?xì)獾陌踩⒏咝Ю谩F涔ぷ髟砘诙喾N分析技術(shù),如氣相色譜法、紅外吸收法、熱導(dǎo)法等。這些技術(shù)能夠準(zhǔn)確測(cè)量燃?xì)庵械母鞣N成分(如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氧氣等)的濃度和含量。
在線燃?xì)夥治鰞x通常由以下幾個(gè)核心部分組成:
1、取樣系統(tǒng)
這是分析儀的“前端”,負(fù)責(zé)從工藝管線或煙道中安全、可靠地提取具有代表性的氣體樣品,并將其處理成適合分析單元的狀態(tài)。
取樣探頭:
安裝在工藝管道或煙道中,用于抽取氣體樣品。
通常由耐腐蝕材料(如316SS、哈氏合金)制成。
可帶過濾器,初步去除粉塵和顆粒物。
取樣管線:
將樣品從探頭輸送到分析柜。需保溫(伴熱管線)以防止高沸點(diǎn)組分冷凝,尤其對(duì)于濕煙氣或含重?zé)N氣體。
材質(zhì)通常為不銹鋼、聚四氟乙烯(PTFE)或PFA。
預(yù)處理單元:
過濾器:多級(jí)過濾(如燒結(jié)金屬、膜式過濾器),去除粉塵、油霧、水霧等雜質(zhì)。
冷凝器/除濕器:通過制冷或滲透膜技術(shù)去除樣品中的水分,防止水汽干擾分析或腐蝕設(shè)備。
流量控制器/調(diào)節(jié)器:確保進(jìn)入分析單元的樣品流量穩(wěn)定(如1-2 L/min)。
壓力調(diào)節(jié)器:將樣品壓力調(diào)節(jié)至分析單元所需范圍。
泵:提供抽吸動(dòng)力,將樣品從遠(yuǎn)端抽取至分析柜。
旁路/排放系統(tǒng):處理無(wú)法分析的廢樣或過量樣品,通常排至火炬或安全區(qū)域。
2、分析單元
這是分析儀的“大腦”,負(fù)責(zé)對(duì)處理后的氣體樣品進(jìn)行成分分析。根據(jù)測(cè)量原理不同,有多種類型:
熱導(dǎo)檢測(cè)器:
原理:基于不同氣體熱導(dǎo)率的差異。
應(yīng)用:常用于測(cè)量H?、CH?、CO、CO?等雙原子或簡(jiǎn)單分子氣體,尤其適合氫氣純度分析。
紅外分析儀:
原理:利用氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收特性。
應(yīng)用:非常適合測(cè)量CO、CO?、CH?、SO?、NO、HC(碳?xì)浠衔铮┑染哂屑t外活性的氣體。
順磁/磁風(fēng)式氧分析儀:
原理:利用氧氣的強(qiáng)順磁性。
應(yīng)用:高精度測(cè)量O?含量,廣泛用于燃燒控制和安全監(jiān)測(cè)。
電化學(xué)傳感器:
原理:氣體在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生與濃度成正比的電流。
應(yīng)用:常用于低濃度O?、CO、H?S、SO?、NOx等有毒有害氣體的檢測(cè),成本較低,但壽命有限。
氣相色譜儀:
原理:通過色譜柱將混合氣體中的各組分分離,再用檢測(cè)器(如TCD、FID)逐一檢測(cè)。
應(yīng)用:可同時(shí)分析多種組分(如天然氣全組分分析:N?、CO?、C1-C5+),精度高,但響應(yīng)較慢(幾分鐘到十幾分鐘)。
質(zhì)譜儀:
原理:將氣體分子離子化,按質(zhì)荷比分離并檢測(cè)。
應(yīng)用:可快速分析復(fù)雜混合氣中的多種組分,靈敏度高,但成本高,維護(hù)復(fù)雜。
激光分析儀:
原理:利用可調(diào)諧激光掃描特定氣體的吸收線。
應(yīng)用:原位測(cè)量(無(wú)需取樣),響應(yīng)快,選擇性好,適用于O?、CO、H?O、CH?等。
3、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
控制器/PLC:
自動(dòng)控制整個(gè)分析系統(tǒng)的運(yùn)行,如取樣泵啟停、閥切換、校準(zhǔn)周期管理。
信號(hào)處理單元:
將分析單元輸出的模擬信號(hào)(如4-20mA)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理、放大和轉(zhuǎn)換。
顯示單元:
本地顯示屏,用于顯示各組分濃度、系統(tǒng)狀態(tài)、報(bào)警信息、歷史數(shù)據(jù)等。
數(shù)據(jù)采集與通信模塊:
將分析結(jié)果通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(如4-20mA、Modbus、HART、Ethernet)傳輸至DCS(分布式控制系統(tǒng))、SCADA(監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))或中央控制室。
4、校準(zhǔn)系統(tǒng)
零點(diǎn)氣:
通常為高純氮?dú)猓∟?)或高純空氣,用于校準(zhǔn)分析儀的“零點(diǎn)”。
量程氣:
已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體(標(biāo)氣),用于校準(zhǔn)分析儀的“量程”或滿量程點(diǎn)。
校準(zhǔn)閥組:
電磁閥或氣動(dòng)閥,自動(dòng)切換樣品氣、零點(diǎn)氣和量程氣進(jìn)入分析單元,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)(Auto-Cal)。
減壓閥與流量計(jì):
調(diào)節(jié)標(biāo)氣壓力和流量,確保校準(zhǔn)過程穩(wěn)定。
5、輔助系統(tǒng)
供電單元:
提供穩(wěn)定的電源(通常為220V AC或24V DC),可能配備UPS(不間斷電源)以保證連續(xù)運(yùn)行。
伴熱系統(tǒng):
電伴熱帶和溫控器,用于維持取樣管線和預(yù)處理單元的溫度,防止冷凝。
機(jī)柜與外殼:
防護(hù)等級(jí)通常為IP54或更高,防塵、防水、防腐蝕。在防爆區(qū)域使用時(shí),需為防爆型(如隔爆、正壓通風(fēng))。
報(bào)警系統(tǒng):
當(dāng)氣體濃度超限、系統(tǒng)故障(如泵停、堵塞、斷電)時(shí),觸發(fā)聲光報(bào)警或繼電器輸出。