یک زمان واقعی سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی آنلاین برای اندازه گیری مداوم پارامترهای کلیدی گاز قبل، حین یا بعد از فرآیند گوگردزدایی گاز دودکش طراحی شده است. این به اپراتورها به موقع از غلظت دی اکسید گوگرد، شرایط فرآیند و روند انتشار دید می دهد تا بتوانند تصمیمات عملیاتی آگاهانه بگیرند.
سیستم های گوگردزدایی به طور گسترده در تولید برق، بویلرها، تولید فولاد، کارخانه های سیمان، فرآوری شیمیایی، تاسیسات تبدیل زباله به انرژی و سایر عملیات صنعتی که گاز دودکش حاوی گوگرد تولید می کنند، استفاده می شود. سیستم مانیتورینگ به خودی خود دی اکسید گوگرد را حذف نمی کند. در عوض، داده‌های اندازه‌گیری مورد نیاز برای ارزیابی عملکرد گوگردزدایی، شناسایی تغییرات فرآیند و پشتیبانی از مدیریت مسئول انتشار را فراهم می‌کند.
یک راه حل نظارتی با طراحی خوب، نمونه برداری نماینده، تهویه نمونه پایدار، تجزیه و تحلیل گاز قابل اعتماد، جمع آوری داده ها، آلارم ها، عملکردهای کالیبراسیون و دسترسی به تعمیر و نگهداری را ترکیب می کند. پیکربندی نهایی باید همیشه با ترکیب واقعی گاز دودکش، دما، فشار، سطح رطوبت، بارگیری گرد و غبار، خورندگی، محل نصب و الزامات محلی قابل اجرا مطابقت داشته باشد.
سیستم نظارت بر گاز دودکش گوگرد زدایی آنلاین در زمان واقعی چیست؟
سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی آنلاین در زمان واقعی یک راه حل نظارت مستمر برای تجزیه و تحلیل گازهای دودکش مرتبط با فرآیندهای کنترل دی اکسید گوگرد است.
بسته به کاربرد، سیستم ممکن است دی اکسید گوگرد، اکسیژن، دی اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن، رطوبت، دما، فشار، جریان و شرایط مربوط به ذرات را کنترل کند. دی اکسید گوگرد معمولاً گاز اصلی مورد توجه در کاربردهای گوگردزدایی است زیرا شاخص اصلی احتراق سوخت حاوی گوگرد و عملکرد تصفیه گازهای دودکش است.
این سیستم را می توان در بالادست یک واحد گوگرد زدایی گازهای دودکش، پایین دست واحد تصفیه یا در چندین مکان نصب کرد. نظارت بر ورودی به اپراتورها کمک می کند تا وضعیت گاز تصفیه نشده را درک کنند. نظارت بر خروجی به آنها کمک می کند تا وضعیت گاز تصفیه شده را ارزیابی کرده و نحوه عملکرد فرآیند را در طول زمان مشاهده کنند.
چرا نظارت در زمان واقعی برای گوگرد زدایی اهمیت دارد؟
مشاهده سریعتر در تغییرات فرآیند
شرایط گاز دودکش ممکن است به دلیل ترکیب سوخت، بار دیگ، راندمان احتراق، نرخ تغذیه معرف، عملکرد جاذب، دمای عملیاتی یا وضعیت تجهیزات تغییر کند.
داده های بلادرنگ به اپراتورها این امکان را می دهد که این تغییرات را زودتر از آزمایش های دستی دوره ای به تنهایی شناسایی کنند. این می تواند از عیب یابی به موقع و مدیریت فرآیند سازگارتر پشتیبانی کند.
کنترل بهتر عملیات گوگردزدایی
در فرآیندهای گوگرد زدایی مرطوب، نیمه خشک، خشک و سایر فرآیندهای گوگرد زدایی از گازهای دودکش، ممکن است اپراتورها نیاز به تعادل چندین متغیر داشته باشند. اینها ممکن است شامل تامین معرف، شرایط دوغاب، جریان گاز، افت فشار، دما و غلظت اکسیژن باشد.
یک سیستم نظارت مستمر داده های مورد نیاز برای مقایسه شرایط فرآیند با روند غلظت گاز را فراهم می کند. این به تیم عامل کمک می کند تا تعیین کند که آیا تغییر در قرائت دی اکسید گوگرد با سوخت، احتراق، نمونه برداری، فرآیند تصفیه یا عملکرد آنالیزور مرتبط است یا خیر.
پشتیبانی از سوابق داده و گزارش
نظارت مستمر می تواند یک رکورد داده با مهر زمانی برای عملیات، نگهداری، مدیریت زیست محیطی و گزارش سایت ایجاد کند. داده ها می توانند به صورت محلی نمایش داده شوند، به اتاق کنترل فرستاده شوند، در یک پلت فرم جمع آوری داده ها ذخیره شوند، یا با سیستم های کنترل کارخانه ادغام شوند.
در دسترس بودن داده ها، دوره های متوسط، روش های محاسبه، فرمت گزارش و معیارهای پذیرش به چارچوب قانونی محلی و تسهیلات خاص بستگی دارد. بنابراین طراحی سیستم باید قبل از نصب بر اساس الزامات سایت قابل اجرا تأیید شود.
اجزای اصلی سیستم مانیتورینگ
کاوشگر نمونه برداری
پروب نمونه برداری گازهای دودکش را از مجرای یا پشته جمع آوری می کند. مکان آن مهم است زیرا نمونه باید معرف جریان گاز در حال اندازه گیری باشد.
مواد پروب، فیلتراسیون، گرمایش، تصفیه برگشتی و روش نصب باید با توجه به دمای گاز، بارگذاری ذرات، میزان رطوبت، خطر خوردگی و فشار عملیاتی انتخاب شوند.
در کاربردهایی با گرد و غبار یا رطوبت زیاد، یک کاوشگر نامناسب می تواند گرفتگی، خوردگی یا خطای اندازه گیری ایجاد کند. بنابراین انتخاب مناسب پروب بخش کلیدی راه حل نظارت کامل است.
خط نمونه گرم شده
برای سیستم های نظارت استخراجی، گاز نمونه از طریق یک خط نمونه از پروب به واحد تهویه و آنالایزر می رود.
ممکن است یک خط نمونه گرم شده برای جلوگیری از تراکم قبل از رسیدن نمونه به سیستم تهویه مورد نیاز باشد. تراکم می تواند بر ترکیب نمونه تأثیر بگذارد و ممکن است به اجزاء آسیب برساند یا قابلیت اطمینان اندازه گیری را کاهش دهد.
تنظیم صحیح دما به خواص گاز و روش اندازه گیری انتخاب شده بستگی دارد. خط باید برای طول واقعی، شرایط محیطی، دمای گاز و نیازهای تعمیر و نگهداری سایت طراحی شود.
نمونه سیستم تهویه
گاز دودکش می تواند حاوی گرد و غبار، بخار آب، غبار اسیدی، ترکیبات قابل تراکم و گازهای خورنده باشد. یک سیستم تهویه نمونه گاز را برای تجزیه و تحلیل آماده می کند.
عملکردهای معمولی ممکن است شامل فیلتراسیون، کنترل دما، مدیریت رطوبت، تنظیم فشار، کنترل جریان و انتقال میعانات باشد. هدف ارائه یک نمونه پایدار و معرف به آنالایزر بدون از دست دادن یا تغییر اجزای گاز مورد نظر است.
تهویه نمونه به ویژه در کاربردهای گوگرد زدایی مهم است زیرا گاز دودکش پایین دست تجهیزات تصفیه مرطوب می تواند رطوبت، قطرات و شرایط خورنده بالایی داشته باشد.
آنالایزر گاز
آنالایزر گاز غلظت اجزای هدف مانند دی اکسید گوگرد، اکسیژن، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن یا دی اکسید کربن را اندازه گیری می کند.
فناوری تجزیه و تحلیل مناسب به اجزای گاز، محدوده غلظت، مکان اندازه گیری، شرایط رطوبت، الزامات زمان پاسخ، خطرات تداخل و اهداف کیفیت داده بستگی دارد.
یک سیستم باید بر اساس کاربرد کامل انتخاب شود نه یک مشخصات به تنهایی. به عنوان مثال، محدوده صحیح آنالایزر، مسیر نمونه، اصل اندازه گیری و روش کالیبراسیون می تواند بین نقاط نظارت ورودی و خروجی متفاوت باشد.
جمع آوری داده ها و ارتباطات
واحد جمع‌آوری داده‌ها سیگنال‌های تحلیلگر را جمع‌آوری می‌کند، اندازه‌گیری‌ها را ثبت می‌کند، روندها را نمایش می‌دهد و اطلاعات را به اتاق کنترل کارخانه یا پلت فرم مدیریت منتقل می‌کند.
گزینه‌های ارتباطی ممکن است شامل سیگنال‌های آنالوگ، پروتکل‌های دیجیتال، اترنت، ارتباط سریال یا رابط‌های کنترلی مخصوص کارخانه باشد. روش ارتباطی انتخاب شده باید با معماری اتوماسیون موجود و الزامات امنیت سایبری تسهیلات مطابقت داشته باشد.
ذخیره سازی داده ها، آستانه هشدار، فواصل گزارش دهی، مدیریت داده های نامعتبر و مجوزهای دسترسی از راه دور باید قبل از راه اندازی تعریف شوند.
تجهیزات کالیبراسیون و اعتبارسنجی
توابع کالیبراسیون به تأیید اینکه تحلیلگر و مسیر اندازه گیری کامل در محدوده مورد نظر کار می کنند کمک می کند.
بسته به طراحی نظارت، کالیبراسیون ممکن است از گازهای مرجع تایید شده، فیلترهای نوری، سلول های کالیبراسیون، بررسی خودکار صفر و دهانه یا سایر روش های تایید شده استفاده کند. روش کالیبراسیون باید با سیستم نصب شده و الزامات مربوطه سازگار باشد.
کالیبراسیون باید بیشتر از آنالیزور به تنهایی ارزیابی شود. برای سیستم های استخراجی، کاوشگر، خط نمونه، تجهیزات تهویه نمونه، آنالیزور و سیستم داده همگی می توانند بر نتیجه اندازه گیری نهایی تأثیر بگذارند.
پارامترهای کلیدی که معمولاً نظارت می شوند
دی اکسید گوگرد
دی اکسید گوگرد پارامتر اصلی در برنامه نظارت بر گوگرد زدایی است. غلظت آن را می توان قبل از درمان، پس از درمان و یا در هر دو مکان کنترل کرد.
مقایسه روند ورودی و خروجی دی اکسید گوگرد می تواند به اپراتورها کمک کند تا بفهمند شرایط فرآیند چگونه در حال تغییر است. با این حال، محاسبات واقعی راندمان گوگردزدایی باید از مکان‌های اندازه‌گیری ثابت، داده‌های معتبر و مبنای محاسباتی تایید شده سایت استفاده کنند.
اکسیژن
نظارت بر اکسیژن ممکن است برای عادی سازی غلظت گاز، ارزیابی شرایط احتراق یا پشتیبانی از محاسبات انتشار در صورت لزوم استفاده شود.
غلظت اکسیژن می تواند با هوای اضافی، نشت هوا، شرایط احتراق و ترتیبات تصفیه گاز تغییر کند. مبنای اندازه گیری باید به وضوح تعریف شود تا از مقایسه نادرست بین دوره های عملیاتی جلوگیری شود.
اکسیدهای نیتروژن و مونوکسید کربن
در برخی کاربردها، اکسیدهای نیتروژن و مونوکسید کربن در کنار دی اکسید گوگرد کنترل می شوند. این به اپراتورها دید وسیع تری از شرایط احتراق و انتشار می دهد.
نیاز به نظارت چند گازی به فرآیند، سوخت، نیازهای محلی و هدف عملیاتی بستگی دارد.
دما، فشار، جریان و رطوبت
دما، فشار، جریان و رطوبت می توانند بر تفسیر غلظت گاز، جابجایی نمونه و تشخیص فرآیند تأثیر بگذارند.
این اندازه‌گیری‌ها می‌تواند به ویژه در جایی که گاز دودکش از میان اسکرابرهای مرطوب، کانال‌های با نشت هوا یا تجهیزات احتراق با بار متغیر عبور می‌کند، ارزشمند باشد.
رویکردهای نظارتی استخراجی و درجا
نظارت بر استخراج
یک سیستم مانیتورینگ استخراج نمونه ای از گاز دودکش را از مجرای یا پشته برداشته و به یک آنالایزر منتقل می کند.
این رویکرد می تواند انعطاف پذیری را برای تهویه نمونه و آنالیز چند گازی فراهم کند. معمولاً در جاهایی که نمونه نیاز به فیلتراسیون، گرمایش، خنک کردن، خشک کردن، رقیق کردن یا سایر آماده سازی قبل از اندازه گیری دارد، استفاده می شود.
سیستم باید طوری طراحی شود که اجزای گاز مورد نظر را در طول مسیر نمونه حفظ کند. طراحی پروب، خطوط گرم، کنترل میعانات، پایداری جریان و تعمیر و نگهداری معمول همه مهم هستند.
مانیتورینگ درجا
یک سیستم مانیتورینگ درجا گاز را مستقیماً در داخل پشته یا مجرای بدون انتقال نمونه به کابینت آنالایزر از راه دور اندازه گیری می کند.
این رویکرد ممکن است نیاز به خطوط نمونه طولانی و تجهیزات تهویه را کاهش دهد. با این حال، باید به دقت از نظر گرد و غبار، رطوبت، دما، آلودگی مسیر نوری، ارتعاش، دسترسی به نصب و تداخل در ترکیب گاز ارزیابی شود.
بهترین رویکرد به شرایط فرآیند و هدف نظارت بستگی دارد. هیچ پیکربندی جهانی که برای هر کاربرد گوگرد زدایی ایده آل باشد وجود ندارد.
نحوه انتخاب سیستم مناسب
شرایط گاز دودکش را درک کنید
قبل از انتخاب یک سیستم، داده های سایت قابل اعتماد را در مورد دمای گاز، فشار، رطوبت، غلظت گرد و غبار، اجزای خورنده، محدوده دی اکسید گوگرد، محدوده اکسیژن، شرایط جریان و محل نصب جمع آوری کنید.
این جزئیات بر انتخاب آنالایزر، پروب، تجهیزات تهویه نمونه، مواد، گرمایش خط، فیلترها و برنامه نگهداری تأثیر می گذارد.
نقطه نظارت را تعریف کنید
تصمیم بگیرید که آیا سیستم گاز تصفیه نشده را قبل از گوگرد زدایی، گاز تصفیه شده پس از گوگرد زدایی یا هر دو را کنترل خواهد کرد.
نظارت بر ورودی و خروجی می تواند شرایط گاز و محدوده غلظت بسیار متفاوتی داشته باشد. سیستم باید برای یک مکان خاص پیکربندی شود نه اینکه به عنوان یک نصب استاندارد در نظر گرفته شود.
محدوده اندازه گیری را تایید کنید
محدوده آنالیزور باید با محدوده غلظت مورد انتظار و تنوع فرآیند بالقوه مطابقت داشته باشد.
محدوده خیلی باریک ممکن است باعث خوانش بیش از حد مکرر شود. محدوده ای که بیش از حد گسترده است ممکن است وضوح مفید را در شرایط عملیاتی عادی کاهش دهد. انتخاب محدوده نهایی باید شرایط روتین، شرایط راه اندازی، رویدادهای غیرعادی و الزامات داده سایت را در نظر بگیرد.
طرحی برای دسترسی به تعمیر و نگهداری
یک سیستم نظارت مستمر به دسترسی عملی برای بازرسی، کالیبراسیون، تعویض فیلتر، تمیز کردن پروب، بازرسی خط، سرویس آنالایزر و عیب‌یابی نیاز دارد.
دسترسی به تعمیر و نگهداری باید در حین مهندسی در نظر گرفته شود، نه پس از نصب. دسترسی خوب می تواند زمان از کار افتادگی را کاهش دهد، ایمنی را بهبود بخشد و انجام بررسی های معمول کیفیت را آسان تر کند.
کالیبراسیون، نگهداری و کیفیت داده ها
یک سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی آنلاین قابل اعتماد در زمان واقعی نیاز به یک برنامه نگهداری برنامه ریزی شده و کنترل کیفیت دارد.
بررسی‌های روزانه یا معمول ممکن است شامل بررسی آلارم، تأیید جریان نمونه، تأیید دما، بازرسی تخلیه و فیلتر و بررسی وضعیت آنالیزور باشد. کارهای دوره ای ممکن است شامل کالیبراسیون، بررسی صفر و دهانه، بررسی نشت، تمیز کردن، تعویض قطعات مصرفی و مقایسه با روش های مرجع تایید شده در صورت لزوم باشد.
سیگنال کاهشی، خواندن ناپایدار، پاسخ آهسته، رانش غیرمعمول یا تغییر غلظت ناگهانی نباید به طور خودکار به عنوان یک رویداد فرآیند تلقی شود. اپراتورها باید هم شرایط فرآیند و هم سلامت سیستم نظارت را ارزیابی کنند.
برنامه نگهداری باید بر اساس طراحی تجهیزات، محیط سایت، ساعات کارکرد، وضعیت گاز و الزامات قابل اجرا باشد.
چالش های رایج در نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی
رطوبت و تراکم بالا
گاز دودکش مرطوب می تواند باعث تراکم در پروب ها، خطوط نمونه، فیلترها و سیستم های تهویه شود. برای کاهش این خطر، کنترل دما و کنترل مناسب نمونه مورد نیاز است.
گرد و غبار و ریزگردها
ذرات معلق می توانند فیلترهای پروب را مسدود کنند، اپتیک را آلوده کنند، جریان نمونه را محدود کنند و فرکانس نگهداری را افزایش دهند. طراحی نمونه باید غلظت گرد و غبار و ویژگی های ذرات را در نظر بگیرد.
شرایط گاز خورنده
گازهای دودکش حاوی گوگرد، غبار اسیدی، کلریدها و رطوبت می توانند شرایط خورنده ایجاد کنند. انتخاب مواد و حفاظت از سیستم باید با محیط عملیاتی واقعی مطابقت داشته باشد.
شرایط فرآیند متغیر
تغییرات در کیفیت سوخت، بار دیگ بخار، خوراک معرف، دمای گاز یا عملکرد اسکرابر می تواند ترکیب گاز دودکش را تغییر دهد. سیستم مانیتورینگ باید دارای محدوده اندازه گیری و قابلیت پاسخ مناسب برای شرایط عملیاتی مورد انتظار باشد.
سوالات متداول
سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی چه چیزی را اندازه گیری می کند؟
معمولاً دی اکسید گوگرد را اندازه گیری می کند و همچنین ممکن است اکسیژن، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، رطوبت، دما، فشار و جریان را اندازه گیری کند. لیست پارامترهای نهایی به نیازهای برنامه و سایت بستگی دارد.
آیا سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی آنلاین در زمان واقعی مانند CEMS است؟
این می تواند بخشی از یک سیستم نظارت مستمر انتشارات باشد که اغلب CEMS نامیده می شود. یک CEMS کامل معمولاً شامل رابط نمونه، تحلیلگر، توابع کالیبراسیون، ضبط داده‌ها و رویه‌های مربوط به کنترل کیفیت است.
آیا می توان قبل و بعد از واحد گوگردزدایی از یک آنالایزر استفاده کرد؟
این بستگی به طراحی فرآیند، محدوده غلظت، نیازهای زمان پاسخ، مسیرهای نمونه برداری و نیازهای داده دارد. شرایط ورودی و خروجی می تواند بسیار متفاوت باشد، بنابراین نقاط اندازه گیری جداگانه یا آنالایزرهای اختصاصی ممکن است در بسیاری از کاربردها مناسب تر باشند.
چرا شرطی سازی نمونه مهم است؟
آماده سازی نمونه کمک می کند تا یک نمونه گاز پایدار و معرف به آنالایزر ارائه شود. این می تواند گرد و غبار، رطوبت، دما، فشار و شرایط خورنده را مدیریت کند که در غیر این صورت می تواند بر قابلیت اطمینان اندازه گیری تأثیر بگذارد.
هر چند وقت یک بار باید سیستم را کالیبره کرد؟
فرکانس کالیبراسیون به فناوری نظارت، شرایط عملیاتی، رویه‌های سایت و الزامات قابل اجرا بستگی دارد. یک برنامه کالیبراسیون و نگهداری باید در طول طراحی سیستم تعریف شود و در طول عملیات دنبال شود.
نتیجه گیری
یک سیستم نظارت بر گازهای دودکش گوگرد زدایی آنلاین در زمان واقعی به اپراتورهای صنعتی بینش مستمری در مورد روندهای دی اکسید گوگرد و شرایط مربوط به گازهای دودکش می دهد. هنگامی که به درستی طراحی، نصب، کالیبره و نگهداری شود، از دید بهتر فرآیند، داده های عملیاتی قابل اعتمادتر و مدیریت آگاهانه گوگردزدایی پشتیبانی می کند.
مناسب ترین راه حل به ترکیب گاز دودکش، سطح رطوبت، بار گرد و غبار، دما، فشار، محل نظارت، پارامترهای هدف، الزامات ارتباطی و شرایط نگهداری بستگی دارد.
برای راهنمایی در انتخاب سیستم نظارت بر گاز دودکش‌های گوگرد زدایی آنلاین در زمان واقعی برای برنامه خود، تماس بگیرید گاز سینزن: https://www.sinzengas.com/contact-us/
