測量電廠煙氣污染物的排放量、監測燃燒系統的效率是一個較為復雜的問題,而各種類型的煙氣分析儀由于特性及指標的不同更加重了該問題的復雜程度.在目前的煙氣分析儀中,有便攜式的也有固定式的,并配有若干種不同技術類型的傳感器.固定型煙氣分析儀既能記錄煙氣的測量值又能與控制設備相連,自動控制進風量一類的燃燒參數.

1問題的提出

對于設備購買商而言,首先要明確購買煙氣分析儀的目的,是要滿足相關的環保法規還是要加強對設備的管理或是監測燃燒效率并將燃料成本降到低.

目的不同所需煙氣分析儀的精度和費用也不同.

一般便攜式分析儀費用低,但與能夠控制燃燒的分析儀相比精度較低.然而進入燃燒室內空氣的少許變化就有可能顯著地影響效率及成本.

如果需要經常測量,有效的解決方案是安裝固定設備.如果只是偶爾使用一次,則準備一臺便攜式分析儀.

需要考慮的其它因素還包括需要顯示的信息量、儀器的校準是否容易、為了獲得或傳遞數據是否與PC或網絡聯接、清潔或替換傳感器是否容易及需要何種系統來監測傳感器老化等.

煙氣的成份也需要考慮,為了擋住煙塵可能需要過濾器,而水份必須由調節系統去除.一旦煙氣中的水蒸汽凝結并與灰渣混合,將在取樣系統內形成固體結塊,在硫存在的情況下,將形成高腐蝕性的硫酸.

這一現象可通過將過濾器溫度保持在露點之上來加以控制.

流行的傳感器技術是電化學電池,它是一種微型燃料電池,它的電功率與煙氣濃度成正比.電極材料決定了它可以測量的氣體,過濾器可以濾去其它不可測氣體.

該種電池如果連續暴露于煙氣中則失去敏感性,所以必須定期停運恢復電極的平衡.傳感器之問也相互影響,NO傳感器對NO,也發生輕微反應.

2氧份的測量

電化學或氧化鋯裝置可用來測量氧份.其傳感回路通過測量由氧壓產生的電極電位差來計算煙氣中的氧含量.

紅外線傳感器由發射器和探測器組成.根據煙氣吸收射線的原理,探測器通過記錄射線波長的衰減來測量煙氣.如果發射器和探測器其中之一停止工作,則該系統的紅外線射線記錄為零,將引發報警.為獲得的煙氣成份,該系統需要相對較長的光通路.紅外線非常適于測量CO或CO,,但對H,s不太有效.

用順磁性傳感器測量氧的原理是,氧可以被吸進磁場中,而煙氣中的其它成份則不能.因此,可使煙氣穿過某種磁場,從而留住其中的氧份,再用傳感回路進行測量.

3發光測量原理

可用化學發光傳感器感知2種化學元素反應的副產品一光.當NO與O,反應時,它轉化為NO,并產生與反應分子數成比例的少量紅光.

通過過量的臭氧及控制抽樣氣體的流量,使發射的光線與No的濃度成正比.為了測量所有的NO.,可在測量設備中加一個含有鉬或玻璃化碳顆粒的加熱室,使NO,在其內還原為NO后再進行換算測量.

然而CO,阻止化學發光反應,因此,這種儀器測不到CO,.此外,這種儀器對光要保持很高的靈敏度,所以維修費用昂貴.

開發出的手提式Tempestl00氣體分析儀已在英國一家大型電廠中應用,使燃氣輪機的NO.和Co排放量維持在環保局的法定標準內.Tempestl00還可以測量包括0,和CO,在內的其它氣體.其特點是,帶有燃燒效率計算器、一體化打印機及帶下載設備的大容量數據儲存器.它可以作為整套固定系統的備用設備.

此外,其可編程數據儲存裝置可用于無人監控系統.UniGas2000+和UniGas3000+分析儀是另一種緊湊型掌上多氣體多功能測量儀器.還可以對環境類氣體如CO濃度進行輔助測量,檢查運行人員所處環境的安全性、煤氣或天然氣管道泄漏等.

FGAII是一種連續排放監測系統,它能測量煙氣的所有成份并利用雙傳感技術在輕微的污染環境中獲得高的度.

而研制的chillerProbe測量儀是一種可安裝在煙囪內的帶有加熱顆粒過濾器和2級熱電冷卻器的革新型煙氣調節系統.其熱空氣吹掃器可對傳感器進行自動吹掃.

4新型傳感器

研制出的Xendos2700氣體分析儀,可滿足電廠煙氣排放監測的各種需求.厚膜和氧化鋯傳感器可以測量Co,和氧,這2種傳感器可根據用戶的需求同時或單獨安裝在Xendos2700分析儀內.

氧化鋯傳感器屬設計,它反應速度快,且不受氧含量突變和可燃氣體含量多少的影響.該設計大限度地降低了鋯堝熱梯度的影響,提高了熱突變阻力.

Xendos2700電極材料的選擇,與其它的設計相比抗交叉干擾的能力相對較強,其探頭能放在燃燒室內,使泄漏到煙氣中的空氣.這意味著可獲得更的讀數和更快的響應時間.