CO检测装置在褐煤掺烧中的应用

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【摘 要】介绍了火力发电厂褐煤掺烧过程中co浓度的监测方案，提供了华电能源股份佳木斯热电厂CO浓度的监控策略，阐述了CO在线监测系统的原理、应用及效果。

Abstract：Monitoring Alternatives of the CO is introduced in the process of burning lignite mixed In thermal power plant, provide the monitoring strategy of CO concentration in the Huadian energy shares jiamusi thermal power plant, this paper expounds the principle of CO on-line monitoring system, the application and the effect.

【关键词】褐煤掺烧；一氧化碳；在线监测

Keywords：Lignite mixed burn CO online monitoring

1、褐煤掺烧及CO在线检测概况

近年来，煤炭价格不断上涨，持续高位运行，电厂机组利用小时数大幅下降，煤炭资源紧张，供应质量下滑，电厂采购完全符合锅炉燃烧要求的设计（校核）煤种、煤质变得非常困难，给公司生产经营带来巨大挑战。为此，做好燃煤掺配掺烧工作必将是应对煤炭供应紧张局面、降低燃料成本、保证机组安全经济运行的有效手段，是实现企业效益最大化的重要举措。

由于褐煤的特点是煤化程度低、水分高、比重小、挥发分高、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，在掺烧过程中可能出现许多不确定因素，为保证锅炉系统在褐煤掺烧期间的安全稳定，防止制粉系统自燃和爆炸，磨煤机运行.过程中，除应严格控制磨煤机出口温度不超过75℃外，磨煤机出口CO气体含量也必然成为控制重点。为此必须采用一款合适的CO检测系统，能够及时、准确的在线检测磨煤机出口CO含量，为运行人员提供依据。

佳木斯热电厂采用WALSN MSM-100型磨煤机CO在线检测系统。该系统专门为连续检测燃料粉碎机所产生的CO而设计，能够根据燃烧产生的CO浓度而发出报警。整个系统封装在钢制机箱中，由微处理器组成控制系统和采样系统。并在磨煤机本体设计安装一个高强度耐磨探头进行采样。

2、CO在线检测系统的基本原理及应用

系统由探头、采样系统、检测单元、控制单元和自动反吹单元五个部分组成。系统流程如下:

CO检测系统通过采样系统的采样泵持续不断地将样气抽入到系统内部，经制冷器降温至4℃以出去样气中的湿气并由过滤器过滤后形成干燥洁净的样气进入检测单元。该过程产生的凝露由蠕动泵以选定的时间周期性泵出。处理过的样气有红蓝两个通道分别进入每个通道的CO传感器进行分析，该分析过程由控制系统控制电磁阀交替开启实现。在分析过程中，系统在每个交替循环过程中都以空气为标气（视空气中的CO浓度为零）对传感器零点进行校验。这样保证了传感器的准确度并尽可能的避免“零漂”。

为防止采样探头和采样管堵塞，系统配置自动反吹单元可利用压缩空气周期性的对探头和采样管进行反吹扫。

为了更好的对整个系统进行控制，使人机交互更加灵活直观，提高系统的可操作性，整个监测系统配备了以高性能微处理器为基础的功能强大的控制系统，并采用背光液晶显示屏。控制系统具备以下功能：

故障检测，自动诊断

显示传感器状态及制冷系统有关数据

维护：控制维护继电器

执行标定、配置标定数据

设置系统参数

显示当前监测到的CO浓度

系统正常工作状态下，液晶屏显示：

在日常设备巡检时，可按SYSTEM DATA键液晶屏显示：

按“”或“”可滚动数据。此时可观察传感器电压值（Reading：X.XXX V）是否一直变化，气体流量（FLOW:XXX）是否有数值。如果是则系统正常，否则需要检查采样系统是否堵塞，传感器是否完好等。检查传感器完好时可将采样管打开，用废纸一小块点燃后立即吹灭并靠近采样口。数秒钟后如系统正常，传感器将检测出废纸燃烧后所产生CO的浓度。

气体流量为零则应检查采样系统管路是否有断裂，是否堵塞。

由于工作环境的影响，每隔一个月应对系统进行一次标定。系统的标定是全自动的，也可手动进行。将标气瓶与系统的标气口连接好后，按“CAL”键，并用“”或“”输入正确的密码后液晶屏显示：

此时选择“AUTO CAL”后按“CAL”，系统首先显示自动标定参数，

这些参数设置好后，系统即可进行自动标定。

3、系统的优势

系统专门针对高强度磨蚀性环境设计带有过滤器及专门硬化处理的耐磨探头，并采用法兰固定，牢固可靠耐磨性能好。采样管路采用专用PVC软管，铜制卡套式连接件，操作简单，敷设容易。

系统配备了双采样通道和双传感器，并在控制单元控制下进行双通道循环切换工作，从而有效延长传感器的寿命并提高其精度。

系统配备高性能微处理器进行控制，除正常对气体分析外，在工作循环期间可自动自检、漂移修正及故障检测。人机操作界面友好，操作简捷，帮助用户完成各种操作及提供故障状态下的诊断信息。

4、实际运行效果

在整套系统投入运行过程中，生产现场两台300MW锅炉褐煤掺烧期间难免有CO浓度急剧升高的情况，例如：D磨煤机，调出现场DCS监控曲线如图三：

由曲线可以看出，磨煤机内CO浓度在200ppm以上，磨煤机风粉混合物温度即超过了75℃并有继续升高的趋势，根据《锅炉褐煤掺烧安全技术措施》的要求，此时应采取措施否则制粉系统内褐煤将有燃烧爆炸的危险。故决定将磨煤机CO浓度高I值设为200ppm，CO浓度高II值设定在400ppm。磨煤机运行过程中，应严格控制磨煤机出口温度不超过75℃，出口CO含量在150PPm以内，当达到200PPm时，应立即减少给煤量，增大通风量，同时降低磨煤机出口温度，直至CO含量降到正常值，当进行以上操作后无效当达到400PPm以上时，应立即停止该磨煤机运行，同时充入惰化蒸汽，防止发生制粉系统爆炸事故。

D磨煤机，调出现场DCS监控曲线

D磨煤机，调出现场DCS监控曲线如下：

5、结束语

整套系统自2010年7月投入运行以来，运行正常、可靠，性能完全经得起现场严酷环境的考验，为机组在褐煤掺烧过程中安全、可靠的运行起到了保障。