(Журнал «Энергетик» №4/2007)
А.В. Аксенов, руководитель отдела КИП и В.Р. Козлов, руководитель отдела НТИ, компания Пергам
Актуальность контроля процессов горения в различных печах, котлах и технологических аппаратах не вызывает сомненияВ процессе горения необходимо поддерживать точное соотношение между поступающими количествами воздуха и топлива – в соответствии со стехиометрическим уравнением реакции горения. При старении оборудования смешивание выполняется недостаточно точно, со временем изменяются теплотворная способность топлива, скорость процесса горения и внешние условия. Любой из этих факторов влияет на количество воздуха, необходимое для безопасного и эффективного сгорания топлива.
Слишком большое количество воздуха приводит к недожегу и несгоревшее топливо выбрасывается в дымовую трубу, снижая экономичность процесса и повышая потенциальную опасность взрыва. При недостаточном количестве в трубу уходит значительная доля тепла. Кроме того, при неполном сгорании топлива возрастает загрязнение атмосферы. При большом избытке воздуха увеличивается содержание оксидов SO2 и NOх. Поддержание точного соотношения «воздух/топливо» в любых процессах горения сводит к минимуму выбросы в атмосферу загрязняющих веществ.
Для корректного определения концентрации O2 датчики таких приборов должны располагаться как можно ближе к зоне горения и, безусловно – перед теплообменниками, чтобы свести к минимуму отрицательное влияние утечек воздуха на показатели избытка O2. Газоанализаторы кислорода работают в дымовых газах в области высоких температур и уровней загрязнения, поэтому их конструкции должны быть устойчивы к закупориванию твердыми частицами, которые могут вызывать преждевременные отказы датчиков. Как правило, известные анализаторы O2 надолго выходят из строя, а их регламентное обслуживание отнимает много сил и времени. Конструкция многих традиционных анализаторов O2 в дымовых газах оказывается ненадежной и несоответствующей жестким условиям непрерывной эксплуатации данных приборов.
Преодолеть указанные ограничения помогут новейшие стационарные газоанализаторы кислорода OxyTrak 411 компании GE Panametrics. Объединив самые современные технологии измерения с уникальным датчиком кислорода, газоанализаторы OxyTrak 411 позволяют избежать утомительную процедуру калибровки датчика и необходимость использования дорогих поверочных газовых смесей.
В датчике OxyTrak 411 используется Запатентованный чувствительный элемент из оксида циркония с внутренней герметизированной образцовой камерой для точного определения содержания O2 в дымовых газах и для обеспечения быстрого отклика датчика OxyTrak 411 на изменения в технологическом процессе. Эта новая уникальная конструкция чувствительного элемента является «самокалибрующейся». Внутренняя электрическая калибровка датчика выполняется автоматически, исключая необходимость использования поверочных газовых смесей.
При измерениях осуществляется откачка O2 из герметизированной образцовой камеры датчика для установки точки отсчета и последующего измерения электрического заряда в равновесном состоянии – содержание ионов кислорода в камере равно парциальному давлению кислорода в дымовых газах. Измеренное количество электричества прямо пропорционально концентрации кислорода.
Таким образом, внутренняя герметизированная образцовая камера датчика исключает необходимость применения эталонного газа. Ручной контроль калибровки может быть осуществлен с помощью соответствующего штуцера прибора и одношаговой процедуры, используя только один газ. Это может быть воздух или какой-либо другой газ.
Газоанализатор OxyTrak 411 имеет модульную конструкцию, которая обеспечивает удобство обслуживания и ремонта. Отдельное отверстие обеспечивает простой доступ к датчику. Прибор работает в диапазоне температур дымовых газов от 150 до 650 ?С.
Абсолютная погрешность газоанализатора составляет ±0,1 % О2, диапазон измерения 0 – 25 % О2. По выбору пользователя OxyTrak 411 обеспечивает линеаризованный, изолированный выход 0/4 – 20 мА (связь со вторичным прибором по токовой петле) или 0 2 В, программируемый в рабочих условиях для любых измерений в пределах от 0 до 25 % О2 (например, от 0 до 5 % О2), либо цифровой выход RS485 или RS232, а также ИК-связь через защищенную стеклом клавиатуру для зон классификации Zone 1/Division 1. Кроме того, OxyTrak 411 имеет выход на сигнализацию с отказоустойчивым режимом работы и функцию встроенной диагностики. Прибор имеет взрывозащищенное исполнение 1ExdIICT6/T3 и допущен к применению на поднадзорных производствах и объектах.
