Un temps real Sistema de monitorització de gasos de combustió de desulfuració en línia està dissenyat per mesurar contínuament els paràmetres clau del gas abans, durant o després d'un procés de desulfuració dels gasos de combustió. Ofereix als operadors una visibilitat oportuna sobre la concentració de diòxid de sofre, les condicions del procés i les tendències d'emissions perquè puguin prendre decisions operatives informades.
Els sistemes de desulfuració s'utilitzen àmpliament en generació d'energia, calderes, producció d'acer, plantes de ciment, processament químic, instal·lacions de transformació de residus en energia i altres operacions industrials que produeixen gasos de combustió que contenen sofre. El sistema de control no elimina el diòxid de sofre per si mateix. En canvi, proporciona les dades de mesura necessàries per avaluar el rendiment de la desulfuració, identificar els canvis de procés i donar suport a la gestió responsable d'emissions.
Una solució de monitorització ben dissenyada combina mostreig representatiu, condicionament estable de mostres, anàlisi de gasos fiable, adquisició de dades, alarmes, funcions de calibratge i accés de manteniment. La configuració final sempre s'ha de fer coincidir amb la composició real dels gasos de combustió, la temperatura, la pressió, el nivell d'humitat, la càrrega de pols, la corrosivitat, la ubicació d'instal·lació i els requisits locals aplicables.
Què és un sistema de control de gasos de combustió de desulfuració en línia en temps real?
Un sistema de monitorització de gasos de desulfuració en línia en temps real és una solució de monitorització contínua per analitzar els gasos de combustió associats als processos de control de diòxid de sofre.
Depenent de l'aplicació, el sistema pot controlar el diòxid de sofre, l'oxigen, el diòxid de carboni, els òxids de nitrogen, el monòxid de carboni, la humitat, la temperatura, la pressió, el flux i les condicions relacionades amb les partícules. El diòxid de sofre és normalment el principal gas de preocupació en les aplicacions de desulfuració perquè és un indicador principal de la combustió de combustible que conté sofre i el rendiment del tractament de gasos de combustió.
El sistema es pot instal·lar aigües amunt d'una unitat de desulfuració de gasos de combustió, aigües avall de la unitat de tractament o en diversos llocs. El monitoratge d'entrada ajuda els operadors a entendre l'estat del gas no tractat. El seguiment de les sortides els ajuda a avaluar l'estat del gas tractat i observar com s'està desenvolupant el procés al llarg del temps.
Per què és important el seguiment en temps real per a la desulfuració
Visibilitat més ràpida dels canvis de procés
Les condicions dels gasos de combustió poden canviar a causa de la composició del combustible, la càrrega de la caldera, l'eficiència de la combustió, la velocitat d'alimentació de reactius, el rendiment de l'absorbidor, la temperatura de funcionament o l'estat de l'equip.
Les dades en temps real permeten als operadors identificar aquests canvis abans que només les proves manuals periòdiques. Això pot donar suport a la resolució de problemes oportuna i una gestió de processos més coherent.
Millor control de les operacions de desulfuració
En processos de desulfuració de gasos de combustió humits, semisecs, secs i altres, els operadors poden necessitar equilibrar diverses variables. Aquests poden incloure el subministrament de reactius, la condició de la purina, el flux de gas, la caiguda de pressió, la temperatura i la concentració d'oxigen.
Un sistema de control continu proporciona les dades necessàries per comparar les condicions del procés amb les tendències de concentració de gas. Això ajuda l'equip operatiu a determinar si un canvi en les lectures de diòxid de sofre està relacionat amb el combustible, la combustió, el mostreig, el procés de tractament o el rendiment de l'analitzador.
Suport per a registres i informes de dades
La supervisió contínua pot crear un registre de dades amb segell de temps per a les operacions, el manteniment, la gestió ambiental i els informes del lloc. Les dades es poden mostrar localment, enviar-se a una sala de control, emmagatzemar-se en una plataforma d'adquisició de dades o integrar-se amb sistemes de control de la planta.
La disponibilitat de dades, els períodes de mitjana, els mètodes de càlcul, el format d'informe i els criteris d'acceptació depenen del marc normatiu local i de la instal·lació específica. Per tant, el disseny del sistema s'ha de verificar amb els requisits aplicables del lloc abans de la instal·lació.
Components principals del sistema de seguiment
Sonda de mostreig
La sonda de mostreig recull els gasos de combustió del conducte o la chimenea. La seva ubicació és important perquè la mostra ha de ser representativa del corrent de gas que es mesura.
El material de la sonda, la filtració, la calefacció, la purga posterior i el mètode d'instal·lació s'han de seleccionar segons la temperatura del gas, la càrrega de partícules, el contingut d'humitat, el risc de corrosió i la pressió de funcionament.
En una aplicació amb molta pols o humitat elevada, una sonda inadequada pot obstruir, corroir o introduir errors de mesura. Per tant, la selecció adequada de la sonda és una part clau de la solució de monitorització completa.
Línia de mostres escalfada
Per als sistemes de control extractiu, el gas de mostra viatja des de la sonda fins a la unitat de condicionament i l'analitzador a través d'una línia de mostra.
Pot ser necessària una línia de mostra escalfada per evitar la condensació abans que la mostra arribi al sistema de condicionament. La condensació pot afectar la composició de la mostra i pot danyar els components o reduir la fiabilitat de la mesura.
La configuració correcta de la temperatura depèn de les propietats del gas i del mètode de mesura seleccionat. La línia s'ha de dissenyar per a la longitud real, les condicions ambientals, la temperatura del gas i els requisits de manteniment del lloc.
Sistema de condicionament de mostres
Els gasos de combustió poden contenir pols, vapor d'aigua, boira àcida, compostos condensables i gasos corrosius. Un sistema de condicionament de mostres prepara el gas per a l'anàlisi.
Les funcions típiques poden incloure la filtració, el control de la temperatura, la gestió de la humitat, la regulació de la pressió, el control del cabal i la gestió del condensat. L'objectiu és lliurar una mostra estable i representativa a l'analitzador sense perdre ni canviar els components del gas objectiu.
El condicionament de la mostra és especialment important en aplicacions de desulfuració perquè els gasos de combustió aigües avall dels equips de tractament humit poden tenir una humitat elevada, gotes i condicions corrosives.
Analitzador de gasos
L'analitzador de gasos mesura la concentració de components objectiu com ara diòxid de sofre, oxigen, òxids de nitrogen, monòxid de carboni o diòxid de carboni.
La tecnologia d'anàlisi adequada depèn dels components del gas, el rang de concentració, la ubicació de la mesura, les condicions d'humitat, els requisits de temps de resposta, els riscos d'interferències i els objectius de qualitat de les dades.
S'ha de seleccionar un sistema d'acord amb l'aplicació completa en lloc d'una sola especificació. Per exemple, el rang correcte de l'analitzador, el camí de la mostra, el principi de mesura i el mètode de calibratge poden diferir entre els punts de control d'entrada i sortida.
Adquisició de dades i comunicació
La unitat d'adquisició de dades recull senyals de l'analitzador, registra mesures, mostra tendències i transmet informació a la sala de control de la planta o a la plataforma de gestió.
Les opcions de comunicació poden incloure senyals analògics, protocols digitals, Ethernet, comunicació en sèrie o interfícies de control específiques de la planta. El mètode de comunicació seleccionat ha de coincidir amb l'arquitectura d'automatització existent i els requisits de ciberseguretat de la instal·lació.
L'emmagatzematge de dades, els llindars d'alarma, els intervals d'informes, la gestió de dades no vàlides i els permisos d'accés remot s'han de definir abans de la posada en marxa.
Equips de calibratge i validació
Les funcions de calibratge ajuden a confirmar que l'analitzador i la ruta de mesurament completa funcionen dins del rang previst.
Depenent del disseny de monitorització, el calibratge pot utilitzar gasos de referència certificats, filtres òptics, cèl·lules de calibratge, comprovacions automatitzades de zero i span o altres mètodes aprovats. L'enfocament de calibratge ha de ser compatible amb el sistema instal·lat i els requisits pertinents.
La calibració hauria d'avaluar més que l'analitzador sol. Per als sistemes extractius, la sonda, la línia de mostra, l'equip de condicionament de mostres, l'analitzador i el sistema de dades poden afectar el resultat final de la mesura.
Paràmetres clau que es controlen habitualment
Diòxid de sofre
El diòxid de sofre és el paràmetre principal en una aplicació de control de desulfuració. La seva concentració es pot controlar abans del tractament, després del tractament o en ambdós llocs.
La comparació de les tendències del diòxid de sofre d'entrada i sortida pot ajudar els operadors a entendre com estan canviant les condicions del procés. Tanmateix, els càlculs reals de l'eficiència de la desulfuració haurien d'utilitzar ubicacions de mesura coherents, dades validades i la base de càlcul aprovada del lloc.
Oxigen
El monitoratge d'oxigen es pot utilitzar per normalitzar les concentracions de gas, avaluar les condicions de combustió o donar suport als càlculs d'emissions quan sigui necessari.
La concentració d'oxigen pot canviar amb l'excés d'aire, les fuites d'aire, les condicions de combustió i els arranjaments de tractament de gasos. La base de mesura s'ha de definir clarament per evitar comparacions incorrectes entre períodes de funcionament.
Òxids de nitrogen i monòxid de carboni
En algunes aplicacions, els òxids de nitrogen i el monòxid de carboni es controlen juntament amb el diòxid de sofre. Això ofereix als operadors una visió més àmplia de les condicions de combustió i emissions.
La necessitat de monitoritzar diversos gasos depèn del procés, el combustible, els requisits locals i l'objectiu operatiu.
Temperatura, pressió, cabal i humitat
La temperatura, la pressió, el flux i la humitat poden influir en la interpretació de la concentració de gas, la manipulació de mostres i el diagnòstic del procés.
Aquestes mesures poden ser especialment valuoses quan el gas de combustió passa per depuradors humits, conductes amb fuites d'aire o equips de combustió de càrrega variable.
Enfocaments extractius i de monitoratge in situ
Seguiment extractiu
Un sistema de control extractiu elimina una mostra de gas de combustió del conducte o la chimenea i la transporta a un analitzador.
Aquest enfocament pot proporcionar flexibilitat per al condicionament de mostres i l'anàlisi de diversos gasos. S'utilitza habitualment quan la mostra necessita filtració, calefacció, refrigeració, assecat, dilució o una altra preparació abans de la mesura.
El sistema s'ha de dissenyar per preservar els components del gas objectiu al llarg del recorregut de la mostra. El disseny de la sonda, les línies escalfades, el control de condensats, l'estabilitat del flux i el manteniment rutinari són importants.
Monitorització in situ
Un sistema de monitorització in situ mesura el gas directament dins de la pila o conducte sense transportar una mostra a un gabinet analitzador remot.
Aquest enfocament pot reduir la necessitat de llargues línies de mostres i equips de condicionament. Tanmateix, s'ha d'avaluar acuradament per a la pols, la humitat, la temperatura, la contaminació del camí òptic, la vibració, l'accés a la instal·lació i la interferència de la composició del gas.
El millor enfocament depèn de les condicions del procés i de l'objectiu del seguiment. No hi ha cap configuració universal que sigui ideal per a totes les aplicacions de desulfuració.
Com seleccionar el sistema adequat
Comprendre les condicions dels gasos de combustió
Abans de seleccionar un sistema, recolliu dades fiables del lloc sobre temperatura del gas, pressió, humitat, concentració de pols, components corrosius, rang de diòxid de sofre, rang d'oxigen, condicions de flux i ubicació d'instal·lació.
Aquests detalls afecten l'elecció de l'analitzador, la sonda, l'equip de condicionament de mostres, els materials, la calefacció de la línia, els filtres i el pla de manteniment.
Definir el punt de seguiment
Decidiu si el sistema controlarà el gas no tractat abans de la desulfuració, el gas tractat després de la desulfuració o tots dos.
La vigilància d'entrada i la de sortida poden tenir condicions de gas i rangs de concentració molt diferents. El sistema s'ha de configurar per a la ubicació específica en lloc de tractar-se com una instal·lació estàndard.
Confirmeu l'interval de mesura
El rang de l'analitzador ha de coincidir amb el rang de concentració esperat i la variació potencial del procés.
Un rang massa estret pot provocar lectures freqüents per sobre del rang. Un rang massa ampli pot reduir la resolució útil en condicions de funcionament normals. La selecció final del rang ha de tenir en compte les condicions rutinàries, les condicions d'inici, els esdeveniments anormals i els requisits de dades del lloc.
Pla d'accés de manteniment
Un sistema de monitorització contínua necessita un accés pràctic per a la inspecció, el calibratge, la substitució del filtre, la neteja de la sonda, la inspecció de la línia, el servei de l'analitzador i la resolució de problemes.
L'accés de manteniment s'ha de considerar durant l'enginyeria, no després de la instal·lació. Un bon accés pot reduir el temps d'inactivitat, millorar la seguretat i facilitar la realització de controls de qualitat rutinàries.
Calibració, manteniment i qualitat de les dades
Un sistema fiable de control de gasos de combustió de desulfuració en línia en temps real requereix un programa de manteniment i control de qualitat planificat.
Les comprovacions diàries o rutinàries poden incloure la revisió d'alarmes, la confirmació del flux de mostra, la verificació de la temperatura, la inspecció de drenatge i filtre i la revisió de l'estat de l'analitzador. El treball periòdic pot incloure calibratge, comprovacions de zero i span, comprovacions de fuites, neteja, substitució de peces consumibles i comparació amb mètodes de referència aprovats quan sigui necessari.
Un senyal decreixent, una lectura inestable, una resposta lenta, una deriva inusual o un canvi sobtat de concentració no s'han de tractar automàticament com un esdeveniment del procés. Els operadors haurien d'avaluar tant les condicions del procés com la salut del sistema de monitorització.
El programa de manteniment s'ha de basar en el disseny de l'equip, l'entorn del lloc, les hores de funcionament, l'estat del gas i els requisits aplicables.
Reptes comuns en la monitorització de gasos de combustió de desulfuració
Alta humitat i condensació
Els gasos de combustió humits poden causar condensació en sondes, línies de mostres, filtres i sistemes de condicionament. Es necessita un control adequat de la temperatura i la manipulació de les mostres per reduir aquest risc.
Acumulació de pols i partícules
Les partícules poden bloquejar els filtres de la sonda, contaminar l'òptica, restringir el flux de mostres i augmentar la freqüència de manteniment. El disseny del mostreig ha de tenir en compte la concentració de pols i les característiques de les partícules.
Condicions de gas corrosiu
Els gasos de combustió que contenen sofre, la boira àcida, els clorurs i la humitat poden crear condicions corrosives. La selecció del material i la protecció del sistema han de coincidir amb l'entorn operatiu real.
Condicions variables del procés
Els canvis en la qualitat del combustible, la càrrega de la caldera, l'alimentació de reactius, la temperatura del gas o el funcionament del depurador poden canviar la composició dels gasos de combustió. El sistema de monitorització ha de tenir un rang de mesura i una capacitat de resposta adequats per a les condicions de funcionament esperades.
Preguntes freqüents
Què mesura un sistema de control de gasos de combustió de desulfuració?
Normalment mesura el diòxid de sofre i també pot mesurar l'oxigen, els òxids de nitrogen, el monòxid de carboni, el diòxid de carboni, la humitat, la temperatura, la pressió i el cabal. La llista final de paràmetres depèn dels requisits de l'aplicació i del lloc.
Un sistema de control de gasos de combustió de desulfuració en línia en temps real és el mateix que un CEMS?
Pot formar part d'un sistema de seguiment continu d'emissions, sovint anomenat CEMS. Un CEMS complet inclou normalment la interfície de mostra, l'analitzador, les funcions de calibratge, l'enregistrament de dades i els procediments de control de qualitat relacionats.
Es pot utilitzar un analitzador abans i després de la unitat de desulfuració?
Això depèn del disseny del procés, els intervals de concentració, les necessitats de temps de resposta, les rutes de mostreig i els requisits de dades. Les condicions d'entrada i sortida poden ser molt diferents, de manera que els punts de mesura separats o els analitzadors dedicats poden ser més adequats en moltes aplicacions.
Per què és important el condicionament de la mostra?
El condicionament de la mostra ajuda a lliurar una mostra de gas estable i representativa a l'analitzador. Pot gestionar la pols, la humitat, la temperatura, la pressió i les condicions corrosives que d'altra manera podrien afectar la fiabilitat de la mesura.
Amb quina freqüència s'ha de calibrar el sistema?
La freqüència de calibratge depèn de la tecnologia de monitorització, les condicions de funcionament, els procediments del lloc i els requisits aplicables. S'ha de definir un pla de calibratge i manteniment durant el disseny del sistema i seguit durant tota l'operació.
Conclusió
Un sistema de monitorització de gasos de combustió de desulfuració en línia en temps real ofereix als operadors industrials una visió contínua de les tendències del diòxid de sofre i les condicions relacionades dels gasos de combustió. Quan es dissenya, instal·la, calibra i es manté correctament, admet una millor visibilitat del procés, dades operatives més fiables i una gestió informada de la desulfuració.
La solució més adequada depèn de la composició dels gasos de combustió, el nivell d'humitat, la càrrega de pols, la temperatura, la pressió, la ubicació de monitorització, els paràmetres objectiu, els requisits de comunicació i les condicions de manteniment.
Per obtenir ajuda per seleccionar un sistema de control de gasos de combustió de desulfuració en línia en temps real per a la vostra aplicació, contacteu Gas Sinzen: https://www.sinzengas.com/contact-us/
