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CO 在线检测系统

深度调峰、低氮燃烧、煤质多变等多重复杂运行条件下,锅炉面临高温腐蚀、结焦结渣、减温水量大等系列安全性问题与经济性问题,亟需实时准确检测炉内的燃烧数据,适时调整锅炉燃烧状态,满足锅炉安全性、经济性、灵活性的需求。

煤粉锅炉具有 3 个 CO 检测的应用场景,分别是磨煤机 CO、炉膛 CO 和烟道 CO。其中磨煤机 CO 安装在分离器顶盖上,起到磨煤机着火预警的作用;炉膛 CO 采用让管方式安装在水冷壁上,用来优化小风门的配风,减缓高温腐蚀;烟道 CO 安装在省煤器出口烟道,同氧化锆一起控制锅炉总风量。

产品综述

CO 测量技术

燃煤锅炉普遍采用抽取式冷凝干燥法进行样气处理后再进行 CO 测量,分析方法为红外法或电化学法。样气处理过程中需要解决 “4 高 2 结” 问题,即:高温、高腐蚀、高磨损、高水汽和结焦、结晶。样气分析过程中需要解决样气的干净干燥、温度控制、流量控制、干扰补偿等问题。

检测环境

区域温度范围 (℃)水汽含量磨损性结焦性腐蚀性粉尘量粉尘特性
磨煤机 / 煤粉仓<100较少硬度高
炉膛<1500黏性高低温结晶
烟道<400硬度高

检测流程

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1. 冷凝腔温度传感器。 2. 传感器室温度传感器。 3. 机箱内温度传感器 。4. 机箱恒温自控组件。5. 多孔强制散热。6. 探头温度传感器。7. 结晶罐。

关键技术

1. 结晶腔

一些物质在高温时呈气态,低温冷却后凝化成固态,称为结晶。这些结晶体在烟气冷却过程中堆积,进而堵塞气路。炉膛和烟道 CO 在线检测设备采用探头内置结晶腔设计,使得样气在结晶腔处迅速结晶,借助结晶腔的大容量和强吸附性能去除大量水汽和结晶体,从而大大减小后续气路的结晶堵塞风险。

2. 多级过滤

采用三级过滤,一级探头滤芯采用环形双层碳化硅结构,能够有效滤除 5μm 以上的杂质;二级滤芯能够滤除 1μm 以上杂质;三级精密滤芯能够滤除 0.2μm 以上杂质,确保进入传感器的样气纯净无污染。

3. 反吹

反吹压缩空气采用 5L 大容量压缩空气罐设计,提高压缩空气的压力稳定性;同时采用碳化硅滤芯内外爆震脉冲反吹技术,快速清除气路中的灰尘,大大降低探头结焦几率。

4. 冷凝散热

为了迅速滤除样气中的水汽,杜绝水汽对红外传感器的损害,炉膛 CO 在线检测设备采用双腔冷凝设计。冷凝腔采用铜质螺旋结构,布置在机柜外侧的散热片采用多孔强制散热设计,从材质和结构两方面增加冷凝速度。双腔结构使得样气两次进出冷凝室,大大提高了样气的冷凝速度和水汽滤除能力。

5. 废液雾化

样气冷凝水带有一定的腐蚀能力,采用耐腐蚀蠕动泵将冷凝水排入废液罐后,采用压缩空气定期进行雾化吹扫,防止废液溢出腐蚀设备和周边设施。雾化吹扫周期和探头反吹一致。

6. 流量控制

进入传感器的样气流量和压力的波动会影响传感器测量精度,本产品采用浮子流量计精准控制进入预处理室和传感器室的样气流量和压力,减小测量误差。

7. 恒温控制

进入传感器的样气温度的波动也会影响传感器测量精度,本产品传感器室设计有恒温控制组件,确保不同的传感器在各自最佳温度下工作。机柜内部布置温度测点和冷热风循环组成的恒温控制组件,将机柜温度控制在 35±2℃,使设备能够在不同的环境温度下稳定运行。

系统配置及参数

参数项磨煤机 / 煤仓间 CO 在线检测系统炉膛 CO 在线检测系统烟道 CO 在线检测系统
技术原理抽取式冷干法抽取式冷干法抽取式冷干法
CO 传感器电化学 / 红外电化学 / 红外电化学 / 红外
量程 ppm1000(可选)1000000(可选)4000(可选)
精度2%FS2%FS2%FS
可扩展组分O₂O₂、H₂S、CO₂O₂
探头数量11–4 可选1
探头护管耐磨陶瓷,350mm316L 不锈钢,1m 可裁减316L 不锈钢,2m 带粉尘分离
探头滤芯冶金粉末SiCSiC
结晶腔01–2 可选1
冷凝器回程
制冷块材质
散热块材质
流量控制固定型调节型调节型
恒温控制主机箱 + 传感器室探头 + 主机箱 + 传感器室探头 + 主机箱 + 传感器室
采样泵过热保护
气路防腐
主机箱材质碳钢喷塑 / 不锈钢碳钢喷塑 / 不锈钢碳钢喷塑 / 不锈钢
主机箱防护等级IP66IP66IP66

产品特点

沃森是中国电力企业联合会标准《T/CEC 686–2022 燃煤锅炉一氧化碳在线检测系统技术规范》的联合发布单位。产品具有 CE 认证和 CPA 认证,具有行业权威性。

● 多级样气处理,确保气路通畅

● 流量、压力、温度等多种测控技术及补偿算法,测量准确性高

● 全气路防腐设计,运行稳定性好,免维护周期长

应用价值

磨煤机 / 煤仓间 CO:着火之前先冒烟,磨煤机 CO 浓度能够提前数小时为磨煤机内部着火提供预警,《DL/T5203–2022 火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》明确要求设置 CO 检测装置。

炉膛 CO:分级燃烧方式下,配风方式对 NOx 生成量、高温腐蚀水平、减温水量等均有很大影响,炉膛 CO 和 O₂所代表的贴壁烟气的氧化还原气氛能够判断炉内气流组织是否良好,是低氮燃烧的关键过程参数。

烟道 CO:CO 作为 C 燃烧的产物之一,能够不受煤质影响直接反映总风量是否欠缺,且 CO 测量精度更高,和 O₂结合可使总风量控制更加精准。


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