煤化工過(guò)程氣體監(jiān)測(cè)-寧夏欣奧化工有限公司甲醛生產(chǎn)氧含量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

【資料簡(jiǎn)介】

項(xiàng)目背景

合作背景

根據(jù)國(guó)家安監(jiān)總局《安監(jiān)總管三116號(hào)》文件要求，甲醛生產(chǎn)工藝被列入重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄，需對(duì)反應(yīng)物料氧含量實(shí)施在線監(jiān)測(cè)。隨著安全儀表系統(tǒng)（SIS）的普及應(yīng)用，氧化爐進(jìn)氣口氣體的氧含量監(jiān)測(cè)已成為甲醛生產(chǎn)的強(qiáng)制性安全配置。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)氧含量檢測(cè)儀表主要分為抽取式氣體分析儀和激光式氣體分析儀兩類。甲醛生產(chǎn)氧化爐進(jìn)氣口的三元?dú)猓状?、水蒸汽、空氣混合氣體）具有可燃性強(qiáng)、易冷凝等特性，作為SIS系統(tǒng)的核心安全監(jiān)測(cè)儀表，氧分析儀的可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

 

項(xiàng)目介紹

寧夏欣奧化工有限公司自2018年4月起開始實(shí)施SIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝和使用。項(xiàng)目初期采用抽取式分析儀，通過(guò)導(dǎo)管從氧化爐進(jìn)氣口引出氣體，經(jīng)冷卻、冷凝、分離后，通過(guò)探測(cè)儀預(yù)置的程序?qū)ρ鹾?/span>進(jìn)行推算。該方案存在顯著缺陷：測(cè)量誤差較大，運(yùn)行條件苛刻，曾數(shù)次因測(cè)量誤差導(dǎo)致SIS系統(tǒng)觸發(fā)停車事故。由于安全儀表不可停運(yùn)，異常工況時(shí)員工需冒險(xiǎn)操作，該隱患被上級(jí)應(yīng)急管理部門列為重點(diǎn)整改項(xiàng)目。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)考察對(duì)比，企業(yè)最終采用了四方儀器公司研發(fā)的GasTDL-3100原位激光過(guò)程氣體分析儀。作為國(guó)產(chǎn)激光分析儀在甲醛行業(yè)的成功應(yīng)用，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行一年有余。

該應(yīng)用實(shí)例已被行業(yè)會(huì)刊收錄刊登

 

產(chǎn)品原型

原位激光過(guò)程氣體分析儀 GasTDL-3100

主要參數(shù)

 

性能參數(shù)
測(cè)量原理	TDLAS
測(cè)量組分	O2
測(cè)試范圍	0～21%VOL（量程可選）
量程漂移	≤±1%F.S.
重復(fù)性誤差	≤±1%F.S.
輸出波動(dòng)	≤±1%F.S.
線性度	≤±1%F.S.
響應(yīng)時(shí)間	充分預(yù)熱后，T90≤1s
技術(shù)參數(shù)
機(jī)箱	隔爆和粉塵雙防爆結(jié)構(gòu)
防爆等級(jí)	Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db
防護(hù)等級(jí)	IP67
傳感器壽命	＞6年（正常使用）
工作參數(shù)
工作方式	在線
電源	24VDC
校準(zhǔn)周期	建議每隔一年校準(zhǔn)一次
被測(cè)氣體溫度	＜400℃
環(huán)境溫度	-20～60℃
吹掃氣體	0.3～0.8MPa工業(yè)氮?dú)?/span>
吹掃氣純度	O2、N2
輸入輸出參數(shù)
通訊方式	RS-485/RS-232
輸出模式	2路4~20mA輸出，3路繼電器輸出

 

 

 

項(xiàng)目實(shí)施

技術(shù)方案

本項(xiàng)目采用的GasTDL-3100原位激光過(guò)程氣體分析儀，基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)，通過(guò)激光掃描氣體分子特征吸收譜線，直接測(cè)量氧化爐進(jìn)氣管道內(nèi)氧的含量。相較于傳統(tǒng)抽取式分析儀需通過(guò)氣體冷卻、分離和間接推算的復(fù)雜流程，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了原位直測(cè)，響應(yīng)時(shí)間小于1秒，測(cè)量精度優(yōu)于±1%F.S.，真實(shí)反映了高溫工藝氣體的實(shí)際狀態(tài)。

分析儀采用一體化設(shè)計(jì)，直接安裝于氧化爐進(jìn)氣主管道，且安裝方便施工快捷，僅需半天即可安裝完畢，省去預(yù)處理系統(tǒng)，規(guī)避了氣體冷凝導(dǎo)致的組分濃度數(shù)據(jù)失真問(wèn)題，也減少了損耗。針對(duì)甲醛生產(chǎn)過(guò)程中110℃高溫、甲醇/水蒸汽混合介質(zhì)的高水分與高腐蝕性，以及高流速等復(fù)雜工況，設(shè)備配置IP67防護(hù)等級(jí)隔爆外殼，并集成氮?dú)獯祾邌卧?。通過(guò)0.2~0.4MPa潔凈氮?dú)鈱?duì)光學(xué)視窗持續(xù)的正壓保護(hù)，既將設(shè)備腔體工作溫度穩(wěn)定控制在60℃以內(nèi)，又利用惰性氣體環(huán)境提升氧含量檢測(cè)精度，有效解決了西北地區(qū)晝夜較大溫差所引起的測(cè)量波動(dòng)。

系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件和易損部件，傳感器壽命超過(guò)6年，大幅降低了維護(hù)需求。系統(tǒng)設(shè)置有校準(zhǔn)界面和遙控激光氣體分析器，可隨時(shí)進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，設(shè)置測(cè)量光程和標(biāo)定光程，操作便捷。其工作界面顯示清晰直觀，巡檢人員在巡檢時(shí)可通過(guò)界面參數(shù)及時(shí)掌握工藝變化情況。

 

方案價(jià)值

該技術(shù)方案成功解決了傳統(tǒng)抽取式分析儀測(cè)量滯后、誤差大的行業(yè)痛點(diǎn)。通過(guò)秒級(jí)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，將SIS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制的可靠性大幅提升，消除誤報(bào)警導(dǎo)致的非計(jì)劃停車。自投用以來(lái)，生產(chǎn)線連續(xù)安全運(yùn)行周期突破400天，保障了長(zhǎng)期生產(chǎn)穩(wěn)定性。

經(jīng)濟(jì)效益方面，設(shè)備直接安裝省卻預(yù)處理系統(tǒng)，每年將為用戶節(jié)約大量耗材及維護(hù)成本，更是較進(jìn)口設(shè)備降低了60%~70%的初期投資。在管理層面，氧含量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測(cè)量，為工藝段的精準(zhǔn)把控和企業(yè)的能效控制提供了重要的數(shù)據(jù)支持。

系統(tǒng)通過(guò)氧含量數(shù)據(jù)與SIS系統(tǒng)的深度集成，更可以支持工藝參數(shù)歷史追溯與遠(yuǎn)程監(jiān)控。不僅驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)分析儀器在?；に囍械目煽啃裕矠樾袠I(yè)提供了可復(fù)制的安全監(jiān)測(cè)技改范例，值得在甲醛行業(yè)深度推廣。

 

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)