航天激光科技工业亮剑-北京航天易联TY-5000A 激光气体在线分析

应用背景

煤炭能源作为我国能源结构的重要组成，对于确保我国能源供应安全具有至关重要的作用。而煤化工产业作为实现煤炭资源高效利用的有力手段，直接关系到国家的能源战略发展规划。随着煤化工装置规模的增大以及产业链的延长，装置开车过程长、开停车损失大等问题开始显现。全系统装置能否长周期、满负荷、安全、稳定地运行，也决定了产品的成本效益。煤气化单元是煤化工技术的重要装置及基础设施之一，煤气化装置的连续、稳定、高效的运行和能否达到预期经济效益，是广大业主关注的重中之重。

由于气化反应是高温、高压下发生，且为气、液、固三相混合环境，在影响稳定运行的诸多因素中，煤气化装置合成气及时、准确测量是关键因素之一。TDLAS技术拥有快速、准确、灵敏、环境适应性极好的优点，成为世界各国分析技术研究的前沿。

干煤粉气化工艺及介质特点

干煤粉气化工段包含备煤和煤气化装置。备煤装置一般包括原煤输送及分配单元、磨煤干燥单元及煤粉输送单元，通过风送系统将煤粉送入煤气化装置；煤气化装置包含气化炉煤粉加压输送单元、煤粉气化单元、气化炉排渣单元、黑水及灰水处理单元、洗涤单元并将合格的水煤气送入下游变换及净化装置。

干煤粉气化工艺流程图

通过对测量介质进行连续的采样处理并输送和分析，需要充分的考虑介质特性，并对样品输送进行合理配置。煤粉气易磨蚀且易堵，含水蒸气的煤粉气冷凝也会堵塞管路，因此对煤粉气的采样系统要求很高。高温水煤气中含大量水蒸气，工况不稳定，开车阶段会含有少量硫化氢及氨成分在减温减压下易结晶。

易联解决方案

TY-5000A 激光气体在线分析系统组成

系统主要由气体分析子单元、测量探头子单元、烟尘子单元和烟气参数子单元组成。主要应用于对各种工艺段CO、CO2、CH4、NH3、O2、湿度、烟气参数（温度、压力、流速）以及烟尘的在线监测。CO、CO2、CH4、NH3、O2、湿度测量采用可调谐半导体激光光谱技术（TDLAS），流速测量采用S型皮托管法，温度测量采用铂电阻法，粉尘测量采用激光后向散射法。

系统具有现场数据实时传送、远程故障诊断、 表统计和图像数据分析等功能，实现了工作现场的无人值守。整套系统结构简单，动态范围广，实时性强，组 灵活，运行成本低，同时系统采用模块化结构，组合方便，并且能够完全满足与企业内部的DCS系统和环保部门的数据系统通讯要求。

TY-5000A 激光气体在线分析系统

TY-5000A 激光气体在线分析系统特点

1、采用可调谐半导体激光光谱技术（TDLAS），气体分析仪、测量探头之间采用光纤连接，各部件维护和更换简单、成本低；

2、系统无需预处理采样，调制激光通过光纤直接接入耐高温耐腐蚀测量探头，无需伴热，冷凝等预处理部件，不会对任何器件造成腐蚀，保证气体无损无失真测量；

3、系统集超低监测和常规监测与一体，实现同时完成超低浓度与高浓度检测；　

4、系统可同时测量CO、CO2、CH4、NH3、O2、湿度（可扩展SO2、NO、NO2等）；

5、气体分析仪采用FDB激光器作为光源，可靠性高，寿命达10年；

6、气体分析仪支持智能化动态管控；

7、采样信号通过集线器汇集接入上位机，系统布线简洁，安装维护方便；

可监测气体种类

可测气体种类及测量范围如下表所示：

TDLAS结合PAS技术在实际测量时，除了可以检测以上气体的浓度外，还可以检测乙烷C2H6、二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化二氮N2O、氯甲烷CH4Cl、甲酸CH2O2等气体的浓度。

综上，结合TDLAS技术和PAS技术，TY-5000A 激光气体在线分析系统能够监测包含大部分待检气体。

TY-5000A 激光气体在线分析系统可广泛应用于工业窑炉/锅炉、煤化工、磷化工、钢铁烧结/炼钢厂、水泥行业、垃圾焚化厂、石油工业等行业的过程及排放监测。