激光气体检测技术在脱硝氨区的应用

激光气体检测技术激光气体检测技术在脱硝氨区的应用在脱硝氨区的应用光力科技光力科技朱固新朱固新选择性催化还原脱硝工艺选择性催化还原脱硝工艺SCRSCR氨区喷氨区根据根据《《危险化学品重大危险源辨识危险化学品重大危险源辨识》》（（GB18218GB18218--20092009））的规定，液氨存储量的规定，液氨存储量1010吨吨以上以上为重大危险源，电厂脱硝系统的氨区作为液氨的重要储存、为重大危险源，电厂脱硝系统的氨区作为液氨的重要储存、汽化场所汽化场所，已构成重大危险源，，已构成重大危险源，是电厂安全管理工作的重要区域之一。是电厂安全管理工作的重要区域之一。氨区危险源管理重大氨泄漏事故!9.18平顶山石龙区中鸿煤化公司发生合成氨泄漏事故氨气是无色有刺激性气味的有毒气体，分子式NH₃，比空气轻，氨气与空气混合（15.7%～27.4%）能形成爆炸性氨气性质与危险性N₃空气轻，氨气与空气混合（15.7%～27.4%）能形成爆炸性气体，遇明火、高热会引起燃烧爆炸等恶性事故。氨大量泄漏时可造成严重环境污染，危及职工和周边居民身心健康甚至生命安全。氨的危险性HHH氨的危险性•有毒，影响呼吸系统•会损伤眼睛、皮肤和鼻黏膜•在一定条件下可以燃烧和爆炸•以液态形式泄漏会使温度降到很低•极易与水发生反应•对水生生物有毒•氨的时间加权平均容许浓度（8小时工作日，40小时工作周的平均涉氨人员的容许浓度职业卫生标准：GBZ2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值》•氨的时间加权平均容许浓度（8小时工作日，40小时工作周的平均允许接触浓度）PC-TWA：20mg/m³；25ppm传感器一级报警设定值——20ppm•氨的短时间（在遵守PC-TWA前提下容许的短时间15分钟）接触容许浓度，PC-STEL：30mg/m³；39ppm传感器二级报警设定值——39ppm传感器二级报警设定值——39ppm基于电化学原理的氨区检漏交叉气体干扰误报303030水汽分子SO2分子H2S分子油漆分子303030电化学传感器H2S、CO、氯化物、氮氧化合物；不能用于高浓CO2、H2环境，易引起测值偏低或负数；不能排除其它未知气体干扰。基于电化学原理的氨区检漏第一次第二次第三次第四次205010502010氨水瓶氨水瓶氨水瓶氨水瓶电解液消耗多次氨水试验造成电解液持续消耗，使得测量数值下降甚至无法检测。基于电化学原理的氨区检漏第一次第二次第三次19009010电化学传感器“中毒”现场若出现多次氨泄漏，同样造成电化学传感器“中毒”氨泄漏氨泄漏氨泄漏氨区主要泄露点压缩机动密封处法兰阀门处传感器探头传统布置方式无风风向风向25ppm0ppm30ppm传感器探头布置方式(规范要求）无风15ppm250ppm0风向风向3020ppm国标GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》第4.2.1条目中明确标识：释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内，当检测点位于释放源的全年最小频率风向的上风侧（主风向的下风25ppm25ppm0ppm0ppm30ppm30ppm侧）时，有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于2m；当检测点位于释放源的全年最小频率风向的下风侧（主风向的上风侧）时，有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于1m。国标GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》明确规定！传感器探头布置方式(规范要求）泄露氨分子向上积聚于顶棚位置传感器顶部安装示意图传感器顶部安装实物图在《规范》第4.2.3条目中明确标识：比空气轻的有毒气体释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房内，除应在释放源上方设置检测器外，还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置有毒气体检测器。激光气体检测技术激光气体检测技术激光气体检测技术激光气体检测技术TDLAS是TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy的简称。即可调谐半导体激光吸收光谱法。该技术主要是利用可调谐半导体激光器的激光波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量。调制光谱检测技术调制光谱检测技术是一种被最广泛应用的可以获得较高检测灵敏度的TDLAS技术。它通过快速调制激光频率使其扫过被测气体吸收谱线的定频率范围，然后采用相敏检测技术测量被气体吸收后透射谱线中的谐波分量来分析气体的吸收情况。TDLASTDLAS气体检测系统中光源波长锁定的气体检测系统中光源波长锁定的关键技术关键技术在基于TDLAS技术的气体检测系统中，核心部件——半导体激光器的工作波长的稳定程度直接影响气体检测的精度与稳定性，因此需要对选用的激光器进行波长锁定，使之与被测气体吸收峰相匹配。根据激光器波长易受注入电流和温度影响的特点，通过控制其工作温度实现对波长粗调、控制电流实现对波长细调的方法来锁定波长。基于激光技术的氨区检漏基于激光技术的氨区检漏TDLAS技术红外光源光谱宽度被测气体激光器光谱宽度激光频率调制范围被测气体其他气体TDLAS技术是一种高分辨率吸收光谱技术。与传统红外光谱技术不同，其采用的半导体激光光源的光谱宽度远小于特定气体吸收谱线的宽度，避免了背景气体间的交叉干扰。基于激光技术的氨区检漏基于激光技术的氨区检漏激光测量技术COCO2NHHONO2SO2NOSO3NHNearInfraredVisibleNearUV1500nm700nm350nmCO2NH3H2OO2NO2SO2NOSO3NH3激光技术避免气体交叉干扰：激光谱宽非常窄（单色性好）激光频率扫描范围内只有被测气体吸收谱线近红外可调谐二级管激光吸收光谱区可见光-紫外光吸收光谱区基于激光技术的氨区检漏基于激光技术的氨区检漏郎伯比尔定律光程长度光源0I0I光程长度L探测器被测气体浓度C含NH3气体含NH3气体LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪检测单元检测气室激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪电厂氨区分布激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪共N个万向节压缩机储氨罐蒸发器缓冲罐激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪LH1500LH1500--NHNH33LH1500LH1500--NHNH333D3D激光氨气在线检漏仪主机激光氨气在线检漏仪主机光光电电LH1500LH1500--NHNH333T3T激光氨气变送器激光氨气变送器CAN信号线电源线光纤电电复复合合缆缆光电复合缆光电复合缆激光氨气变送器激光氨气变送器LH1500LH1500--NHNH333T3T激光氨气变送器激光氨气变送器......共14路结构示意图14路4-20mA信号14路低位报警、高位报警信号1路220VAC电源输入..绝缘电缆芳纶LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪光电复合缆光电复合缆FRP中心加强阻燃PVC护套不锈钢管紧包光纤光纤与电缆合成为一根，施工走线更加便捷。4芯电缆包括2芯电源线和2芯信号线；2芯光纤一用一备，光纤外部不锈钢软管防挤压，芳纶护套防拉拽，确保光纤不断裂；复合缆外层采用阻燃PVC材料，确保在爆炸危险区域的安全使用。激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪LH1500LH1500--NHNH33在线检漏仪变送器光纤激光控制器电路激光器光纤分路器在线检漏仪主机键盘输入控制器电路通信模块显示模块在线检漏仪变送器工作原理图在线检漏仪主机远程控制系统NH3分子激光信号电信号激光器主机分光器D/A转换器LH1500-NH3激光氨气在线检漏仪电信号主机分光器探头1探头2探头3探头NLH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪激光氨气变送器变送器采用长光程激光测量气室，测量精度高，内部无消耗性元件，使用寿命长。配备OLED自发光工业显示屏，本地声光报警，红外遥控操作。LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪浓度标定设置03一级报警上限设置01光功率查询02红外遥控器红外遥控器本地设置本地设置20100ppm本地设置本地设置20ppm6%LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪自校验功能设置自校正气室自校正原理标准气体波长主机内部设有自校正气室，可对所连接的所有变送器进行自动校正，一年内无需标校。自校正功能自校正功能激光器波长LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪超长使用寿命10年以上使用寿命电化学传感器一年一更换被测气体与检测元器件为物理接触，长时间使用不会对核心元器件造成电化学损耗。激光核心检测元器件理论寿命激光核心检测元器件理论寿命1010年以上年以上LH1500-NH3激光氨气在线检漏仪0.00.00.00.00.00.03.121.039.20.00.00.03.121.0#1:0.0#2:0.0#3:0.0#4:0.0#5:0.0#N:0.0常规泄露测量显示#2:3.1#3:21.0#5:39.2一级报警测量显示一级报警定值20ppm二级报警测量显示二级报警定值39ppm数据显示为红色时，表示该通道处于一级报警状态，如图中通道0３；显示为黑字红底时，表示该通道处于二级警状态。如图中的通道05。数据查询数据查询传感器探头布置方式实例风向0ppm0ppm22ppm0ppm0ppm3ppm检测探头灵敏度高检测探头灵敏度高传感器探头布置方式（规范要求）传感器探头布置方式（规范要求）让氨区变成“安”区让氨区变成“安”区LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪123456789101113121314LH1500-NH3激光氨气在线检漏仪测量范围：测量范围：0~100ppm（其他量程可定制）基本误差：基本误差：2%FS分辨率：分辨率：0.1ppm0.1ppm采用“一拖多”分布式光纤监测技术，多路同时测量，无滞后采用“一拖多”分布式光纤监测技术，多路同时测量，无滞后主机内部设有自校正气室，一年内免标校主机内部设有自校正气室，一年内免标校被测气体与检测元器件为物理接触，长时间使用不会对核心元器件造成电化学损耗被测气体与检测元器件为物理接触，长时间使用不会对核心元器件造成电化学损耗检测元器件理论寿命检测元器件理论寿命1010年以上。年以上。采用“一拖多”分布式光纤监测技术，多路同时测量，无滞后采用“一拖多”分布式光纤监测技术，多路同时测量，无滞后仅对氨气敏感，消除气体交叉干扰，不受温度变化影响仅对氨气敏感，消除气体交叉干扰，不受温度变化影响避免管路吸附氨气、避免管路交叉污染避免管路吸附氨气、避免管路交叉污染光力电力产品在线维护平台••远程校验远程校验••远程查询远程查询••远程诊断远程诊断12LH1500LH1500--NHNH33激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪卸氨区卸料压缩机脱硝喷氨区液氨存储罐蒸发器氨泵缓冲槽39全天候全空间实时监控蒸发器6激光氨气在线检漏仪激光氨气在线检漏仪LH1500LH1500--NHNH33安全放心开心让氨区变为“安”区激光检测技术准确度更高维护更省心，使用更持久组建完整液氨管理体系，可扩展，液氨储罐内部压力、液氨储罐内部液位，液氨储罐内外温度、环境温度、氧气浓度等检测功能感谢聆听THANKSFORLISTENING