引风机入口烟道烟尘浊度仪的选型及其应用

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-01-02

  摘要:引风机入口烟道烟尘浊度仪,是测量除尘后引风机入口烟道内烟尘含量的在线测量仪表。由于测量烟尘含量的在线仪表在电厂使用中还存在较多问题,使用效果不是很好,有的需要改造。该文对烟尘仪改造过程中的选型及其现场应用进行了探讨。

  关键词:引风机入口烟道 烟尘浊度仪 选型 应用

  引风机入口烟道烟尘浊度仪,是测量除尘后引风机入口烟道内烟尘含量的在线测量仪表。但不少烟尘仪使用效果不佳。以金竹山火电分公司为例,该公司1、2号炉安装的引风机入口四台烟尘测量仪,原型号为德国Sick公司的FW56-10T。由于测点处烟尘浓度大,压力为微正压,含腐蚀性气体,上述恶劣的使用环境导致烟尘浊度仪镜头经常出现脏污,使用寿命短。加之原安装的引风机入口烟道烟尘浊度仪很不适宜检修、调校,检修位置很不安全,尤其是安装在烟道顶部的鼓风机和烟道背面的反射装置,根本无法上去进行检修维护。自机组投运以来,引风机入口烟道烟尘浊度仪就一直没能正常投运。为了改变这种状况,决定改造1、2号炉引风机入口烟道烟尘浊度仪。

水质浊度仪
台式水质浊度仪

  1 改造方案:选型,更换测量仪,改变安装位置

  1.1 选型 经过反复调研,选用英国Land公司的4200型测量仪。该浊度仪为英国Land公司原装进口产品。4200型烟尘测量仪具有较高的可用性、稳定性、可靠性和维护性,基本满足系统要求的功能。

  工作原理:当一柱光穿过含有烟气和灰尘颗粒的介质时,一部分光传输过去而另一部分光因为散射而损失掉。传输过去的那部分我们称为透明性,损失的那部分称之为不透明性。Land4200型使用一个高强度发光二极管(LED)射出一柱光穿过烟囱,在穿过烟囱的过程中损失的光是不透明度,不透明度与当前灰尘和烟量的关系符合比尔(Beer-Lambert)原理:τ=I/I0=e-acl

  其中,τ=透光度 I0=进入物质的光强度 I=穿过物质的光强度

  a=衰减系数 C=灰尘浓度 l=光穿过介质的距离

  因为不透明度(op)=1-τ,上面的方程式可以转换成:

  (1-op)=e-acl或者op=1-e-acl。C是测量光路中的灰尘浓度,于是消光度为:op=-log10τ=-acl/2.303或者c=k×op,其中k=-2.303/al。通过比较同时测量的光密度和灰尘重量,可以得到K值。

  Land4200型已经开发成最精确和经济适用的不透明度烟尘仪之一。它由发收器(发射头)和反射器(反射头),两个主要部分组成。使用高亮度的LED光源,非常低的电子干扰和高级的恢复系统使标定偏差减到最少。LED灯杯调成3KHz频率以减少干扰和消除由于背景光而引起的误差。电子调制消除了必需的机械消波器,以使仪表没有运动部件。

  从LED1发出的光穿过扩散器,到达50/50分光器上,射出部分的光到一个透镜上,通过透镜射出明确的、平行校准光穿过测量路径到达远端的反射器上。光从反射器返回并由透镜聚焦到测量检测器Dm上。最初由分光器反射的一部分光射到一个凹镜上,并被聚焦到参考检测器Dr上。不透明度可由这两个检测器的信号比率计算出。

  1.2 改变安装位置 仪表安装在烟道的地点,应能典型地检测穿过烟道的烟尘浓度。安装地点要尽可能选在负压的地方,安装区域要有足够大的平台,以便于检修维护。如果安装在强烈振动或烟道改变形状而使延期温度改变的地方,会引起测量误差。仪表使用在-20~+55℃之间。经现场反复察看,安装位置选择在引风机入口竖直烟道上约20来米高处。这儿烟道振动比较小,正常情况下是负压运行,位置比原来的安装位置下移了6、7米,这里发射装置和反射装置处都有一个较好的平台,鼓风机也有地方安放,比以前的位置大大利于检修人员检修维护。

  2 安装

  烟尘浊度仪的安装在实际中有一定的困难。主要是安装时烟道两边开孔要对准。由于该浊度仪是光学分析仪器,发射装置和反射装置必须要安装在烟道两边同一水平位置和同一垂直位置,否则发射装置发射的一束光源无法射到反射装置,也无法接收。这就好像是打靶,必须一对一对准,不能有误差。而5米多宽的烟道距离,开孔位置定位准确成为一大难题。在20多米高的烟道上,用一根10米来长的透明软水管,装满水在烟道两边的中间位置反复检测水平,精确确定水平位置,再在垂直位置上用卷尺从烟道侧边向中间精确测量,确定垂直位置。然后先开一12mm左右的小孔,再在另一边开一小孔,两边对光检测是否对准,再扩大孔径。然后在发射装置和反射装置两边开孔处焊接带有短管的法兰。焊接时短管法兰面要最大限度地保持与烟道壁平面平行,这是确保调节到位的基础。然后焊接,安装,放电缆,对线、接线。接着安装辅助设备鼓风机。鼓风机是用来为烟尘浊度仪进行吹扫的,目的在于防止灰尘进入光学分析系统。订货时要考虑鼓风机的安装位置和到发射器、反射器的距离,厂家好按要求供应空气管。风机与发射器、反射器的距离最长不要超过7m。

  3 调校

  安装任务完成后,就是精心地调校。调校要在机组停运后,且烟道内无烟尘时才能进行。

  3.1 对光 对光是调校的第一步,也是最费时间的一步。把发射头的法兰安装到焊接在烟道上的短管法兰上,两个法兰之间的螺杆上放相等的几个球型垫片,两个法兰之间的间距约12mm左右,然后装上螺母,不要过分拧紧。然后送上电源。这时打开发射头前盖板,从观察孔看过去,看到一个小白点,这个小白点只有直径约2mm大,这就是没装反射头时反射端那边光孔的白光。这个小白点如果正好在观察孔中间的小圆圈正中间,那就是极佳的运气,但一般情况下很难实现,有时甚至小白点都看不到。这时可以反复调整发射头法兰和短管法兰之间的间距,使这个小白点正好在观察孔中间的小圆圈正中间。此时再看两法兰之间的间距,看每个螺杆之间的球垫片的间隙,哪个螺杆之间有间隙就在该处加球形垫片,能够加一个垫片就加一个,不能加一个就把球形垫片反过来装上。因为加球形垫片又要松开螺帽把发射头取出来,加了之后可能又变了位置,又要反复调整。可能又要在另一螺杆上加垫片或者反装垫片。这个过程很繁琐,需要细心和时间。基本上调好后,再调整调节X和Y方向的螺母。X螺母调整水平方向,Y螺母调整垂直方向,第三个螺母用来调整紧度。一直到装好螺帽后小白点正好在观察孔中间的小圆圈正中间,然后安装反射头。

  把反射头的法兰安装到焊接在烟道上的短管法兰上,两个法兰之间的螺杆上放相等的几个球型垫片,两个法兰之间的间距约12mm左右,然后装上螺母,不要过分拧紧。把反射头顶部的两个保护面板螺丝拆下,从反射头向上提起面板,从面板上面取下两个调整观察管。打开反射头端盖中间的观察孔,从观察孔看过去,调节X和Y方向的螺母,直到发射头发射过来的闪光中心对准。X螺母调整水平方向,Y螺母调整垂直方向,第三个螺母用来调整紧度。然后用短调整观察管从观察孔中观看,重新检查调整精度。再用长观察调整管从观察孔观看,进一步调整精度。装回调整管和盖板。一般来说,发射头调了以后,反射头这边容易调整一些。

  反射头调整好后,再从发射头检查。打开前盖板,通过电路板上的孔,可以看到一个红色的圆点。清晰地位于仪表电路板后面的铸件上。按左手边MODE键一直到显示器左边显示“I XXX”,调节X和Y螺母直到红色圆光点在目标的中心。在调节模式光是连续的(不闪烁),在显示器右边的读数显示一个大约500任意数,现在仪表调整好了。

  3.2 标定 标定按说明书上的方法进行。要注意根据烟道的宽度正确使用哪种标定方法。

  自此。改造工作完成。经过一年多的试运行,1、2号机组烟尘浊度仪维护量很少,运行情况基本正常。

  参考文献:

  [1]邓光南.烟尘浊度在线监测技术在燃煤电厂中的应用[J].仪器仪表与分析监测,2001(02).

  [2]王军,朱卫东.锁相技术在电站锅炉烟尘浊度分析仪上的应用[J].分析仪器,2002(01).

  [3]张玉龙.影响烟(粉)尘浓度监测的几个因素[J].中国环境管理,2001(03).

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