磨煤機(jī)內(nèi)部CO氣體的分布是均勻的，而溫度的分布是不均勻的,，CO氣體的濃度變化比溫度更能真實(shí),、全面反應(yīng)磨煤機(jī)內(nèi)部的燃燒情況。事實(shí)上CO氣體濃度的增加往往發(fā)生在可視煙火前的1.5h左右,，因此在局部溫度開始發(fā)生明顯變化之前,，磨煤機(jī)的CO氣體濃度監(jiān)測(cè)是防止磨煤機(jī)著火或爆炸的有效手段。
《DLT5203-2005火力發(fā)電廠煤和制粉系統(tǒng)防爆設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》要求：燃燒爆炸感度和揮發(fā)分較高的煙煤和褐煤采用中速磨或雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)時(shí),，宜設(shè)置磨煤機(jī)CO氣體濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備——CO氣體分析儀,。
同時(shí)，由于磨煤機(jī)出口煙氣成分復(fù)雜,，除了SO2,、NOx、CO,、CO2,、O2等氣體成分外，還含有大量的水分與粉塵,，水分對(duì)CO濃度的測(cè)量結(jié)果有影響,，且煙氣粉塵顆粒較大，極易堆積堵塞管路,，致使CO分析儀器不能正常工作甚至故障,，因此，在進(jìn)行樣氣濃度測(cè)量前,，需對(duì)取樣煙氣進(jìn)行除塵,、脫水預(yù)處理，保證磨煤機(jī)出口CO濃度監(jiān)測(cè)的連續(xù)性與可靠性,。
（1）探頭伴熱與反吹系統(tǒng)
近年來,，對(duì)磨煤機(jī)出口煙氣取樣大部分采用直接抽取法，直接抽取法又可分為冷-干直接抽取和熱-濕直接抽取,。根據(jù)我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn),，要求煙氣濃度以標(biāo)態(tài)干基為準(zhǔn)，因此冷-干直接抽取法成為我國(guó)煙氣取樣監(jiān)測(cè)主導(dǎo),。典型的冷-干直接抽取法包括取樣探頭,、取樣管線、過濾,、除濕系統(tǒng)和采樣泵等部分,，其中探頭與過濾分別可對(duì)粉塵進(jìn)行一級(jí)過濾與二級(jí)過濾，除濕系統(tǒng)則用于對(duì)樣氣的冷凝脫水,，由于整套預(yù)處理系統(tǒng)中除塵與脫水zui為關(guān)鍵,，所以其核心部件為探頭除塵取樣和除濕系統(tǒng),，做好這兩種預(yù)處理部件的選型，可保證磨煤機(jī)出口CO濃度測(cè)量結(jié)果的可靠性,。
由于煙氣中含有大量的水分與粉塵,，通過采樣探頭對(duì)煙氣進(jìn)行取樣時(shí)，如若不采取措施,，高溫?zé)煔庵械乃钟隼浒l(fā)生凝結(jié),，并與樣氣處理過程中所沉積下來的粉塵接觸，極易造成結(jié)垢堵塞,，致使探頭無(wú)法正常工作甚至損壞,。針對(duì)探頭堵塞問題，一般建議在取樣探頭中采用加熱器與反吹系統(tǒng),。因此,，目前zui適用于高粉塵、高溫度磨煤機(jī)出口煙氣的采樣探頭一般需由取樣管,、濾芯,、加熱器、反吹系統(tǒng)構(gòu)成,。探頭通過取樣管采集管路中的樣氣,，濾芯對(duì)樣氣的粉塵進(jìn)行一級(jí)過濾后，利用加熱器對(duì)樣氣進(jìn)行加熱,，使煙氣溫度控制在150~200℃間,，保證在露點(diǎn)溫度之上，防止樣氣出現(xiàn)凝結(jié),。對(duì)于樣氣處理過程中所沉積下來的粉塵,，設(shè)置內(nèi)反吹系統(tǒng)對(duì)探頭進(jìn)行吹掃，清除探頭濾芯中的粉塵,，可有效防止探頭出現(xiàn)堵塞,。
采樣探頭結(jié)構(gòu)原理圖
（2）半導(dǎo)體制冷與壓縮式制冷
除濕系統(tǒng)主要作用是將煙氣中的水蒸氣去除，一般由冷凝器,、采樣泵,、蠕動(dòng)泵和相關(guān)的報(bào)警和控制部件構(gòu)成，而zui關(guān)鍵的部件是冷凝器,，目前冷卻除濕法是zui常見的冷凝器除濕方法,。冷卻除濕要求快速將水蒸氣冷凝，以免煙氣和冷凝水接觸,，影響CO濃度測(cè)量的結(jié)果,。同時(shí)，為避免冷凝水結(jié)冰，通常采用半導(dǎo)體制冷或壓縮機(jī)制冷將冷凝溫度控制在3~5℃,。
半導(dǎo)體制冷是以一塊N型和一塊P型半導(dǎo)體用導(dǎo)體連接并通以電流,，形成冷熱端，電流越大,，溫差越大，調(diào)節(jié)電流大小即可控制制冷溫度,；壓縮機(jī)制冷的則是將制冷劑蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后,，在冷凝器中液化并放出熱量，進(jìn)入干燥器脫水,，一般由壓縮制冷裝置,、溫控裝置、制冷腔體,、熱交換管構(gòu)成,，有時(shí)也采用兩級(jí)熱交換管，在兩級(jí)熱交換管之間增加一個(gè)采樣泵,，從一級(jí)熱交換管加壓向第二級(jí)熱交換管傳送樣氣,，樣氣在氣壓下，水分子從液體表面逃逸蒸發(fā)更為困難,，比在大氣壓力下冷凝除濕效果更好,。
冷凝器一般要根據(jù)其制冷能力與脫水效果進(jìn)行選型，而半導(dǎo)體制冷與壓縮機(jī)制冷方法作為目前冷凝器zui為核心的制冷脫水技術(shù),，且出口露點(diǎn)溫度與冷凝溫度,、脫水效果息息相關(guān)，因此,，對(duì)比兩種技術(shù)在不同環(huán)境溫度下,，磨煤機(jī)CO濃度監(jiān)測(cè)中出口露點(diǎn)溫度變化是關(guān)鍵。而半導(dǎo)體與壓縮機(jī)冷凝器的制冷能力與脫水效果在不同環(huán)境溫度下表現(xiàn)具有明顯差異,。
入口Td:40℃,，流量為2NL/min
壓縮機(jī)與半導(dǎo)體冷凝器出口露點(diǎn)隨溫度變化曲線圖
如上圖所示：
① 隨著環(huán)境溫度的升高，半導(dǎo)體冷凝器脫水后的含濕量不斷提高,，環(huán)境溫度高于40℃,，脫水效率明顯下降，壓縮機(jī)冷凝器在環(huán)境溫度55℃依然保持較高的脫水率,。
② 半導(dǎo)體的冷卻溫度控制一般不采用PID閉環(huán)調(diào)節(jié)方式,，會(huì)在一個(gè)較大的溫度范圍內(nèi)波動(dòng)（比如2~8℃），壓縮機(jī)可通過PID閉環(huán)調(diào)節(jié)方式控制制冷溫度在3℃±1℃甚至±0.5℃,，相比較壓縮機(jī)的冷卻效果會(huì)更理想,。
綜上所述，對(duì)多水分,、高溫條件下磨煤機(jī)出口CO濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)時(shí),，建議優(yōu)先選擇壓縮機(jī)制冷,，保證磨煤機(jī)取樣煙氣的冷卻與脫水效果。
（3）結(jié)論
在對(duì)磨煤機(jī)出口高粉塵,、多水分,、高溫?zé)煔?/span>CO濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)時(shí)，樣氣預(yù)處理系統(tǒng)建議采用配備加熱器與反吹的采樣探頭,，以防止堵塞,；并選擇壓縮機(jī)制冷對(duì)樣氣進(jìn)行冷卻與脫水，消除水分對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,?？杀ＷC磨煤機(jī)出口CO濃度監(jiān)測(cè)的連續(xù)性與可靠性。
在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031采用NDIR CO監(jiān)測(cè)單元,，比電化學(xué)傳感技術(shù)壽命長(zhǎng),、系統(tǒng)維護(hù)少；IP65系統(tǒng)防護(hù)等級(jí),，采樣探頭配備伴熱,、反吹功能，可避免粉塵進(jìn)入系統(tǒng),；搭載壓縮機(jī)冷凝器,，配置系統(tǒng)渦流制冷降溫，避免環(huán)境溫度超過45℃冷凝器失效,。十分適用于高粉塵,、多水分、高溫條件下磨煤機(jī)CO氣體監(jiān)測(cè)需求,，當(dāng)CO濃度達(dá)到限制時(shí)報(bào)警,，可提醒運(yùn)行人員注意及時(shí)采取措施，防止磨煤機(jī)著火或爆炸,，保證工藝現(xiàn)場(chǎng)安全,。
（來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)）
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