煤粉仓CO、O2在线监测系统中传感器应用

2022-07-21

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煤粉以其具有分散性、悬浮性、易燃性及便于运输等特点作为原料广泛地应用于电厂锅炉、水泥行业、新型煤粉工业锅炉等燃烧设备中。与原煤相比，煤粉粒径小、表面积大，具有一定的爆炸性。作为煤粉制备、储存和供给的重要设备的煤粉仓，如果防爆措施不到位，不仅影响设备的正常运行，还可能造成财产损失和人身伤亡，所以有必要认识煤粉爆炸机理，并掌握足够的煤粉仓防爆措施。

①煤粉仓爆炸原理

煤粉因表面积很大，与空气接触后比煤块更易氧化和自燃。煤粉燃烧和爆炸通常要具备3个条件：即可燃物浓度、氧气浓度及引燃（爆）能量。

煤粉是经过制粉系统机械破碎、筛分、干燥磨制后的燃料，是由尺寸不同、形状不规则的颗粒所组成。煤粉颗粒很细，单位质量的煤粉具有较大的表面积，在其表面可吸附大量的空气，因此它和空气结合在一起形成混合物，具有和流体一样的性质。煤粉爆炸是煤粉和助燃气体（氧气或空气）的快速化学反应。由于刚磨制的煤粉粒子带有极性相同的静电荷，具有吸附大量空气的能力，比表面积能量过大，处于一种不稳定状态。这样积存的煤粉受空气中氧的作用，容易氧化放出热量。当散热条件不好时，放出的热一时无法散开，促使温度急剧上升，引发周围气粉混合物爆燃，在短时间内即可导致煤粉的爆炸。

②煤粉仓如何防止爆炸措施

（1）惰性气体保护系统。煤粉在煤仓中放置的过程中会不断释放CO、CH4等可燃气体，为了防止可燃性气体积聚、避免浓度超标，可以采用惰性气体例如氮气、二氧化碳气体作为保护气体，这样既可以不断稀释可燃气体的浓度，又能降低煤仓的氧含量。

（2）温度调节监控系统。煤粉仓要具备温度调节措施，防止温度骤变，保证煤粉仓在一定范围内的恒温状态。

（3）煤粉仓CO、O2在线监测系统。可在线实时监测分析煤粉仓复杂工况下气体，包括CO、O2气体浓度，采用伴热、反吹、冷凝等多重技术保证检测的稳定性和准确性

煤粉仓CO、O2在线监测系统主要针对磨煤机及储煤仓内部的火警做出早期报警。现在火电厂锅炉均采用喷煤方式，以提高煤的利用效率，而在煤粉磨制过程中，会存在co等可燃性气体，如果出现火花、自燃等情况，会导致磨煤机系统的燃烧或爆炸。因此磨煤机CO含量、O2含量，是发电厂燃煤锅炉磨煤机内监测的一个重要指标。

煤粉仓CO、O2在线监测系统中检测CO含量、O2含量的传感器，工采网技术工程师推荐日本figaro 电化学一氧化碳传感器（CO传感器）TGS5042和长寿命电化学氧气传感器 KE系列（KE－25F3／KE－25／KE－50）：

TGS5042是费加罗研发的可电池驱动的电化学一氧化碳传感器，与现有的电化学式传感器相比，有以下优势：电解质是环保型的；没有电解液泄漏的危险；一氧化碳可检测浓度高达1％，操作使用温度范围广（－5?C ～ 55?C）；对干扰气体灵敏度很低。这种传感器具有使用寿命长，长期稳定性好，精度高的特点，是数字显示方面为数不多的可供选择的理想传感器。 OEM客户会发现，通过每个传感器的条形码，可以单独打印每个传感器的数据，使用户可以避免昂贵的气体校准程序，还允许对个别传感器进行追踪。 CO传感器TGS5042采用的是标准AA电池尺寸的外形设计。

电化学一氧化碳传感器（CO传感器）TGS5042特点：

＊可电池驱动

＊对一氧化碳选择性／重复性高

＊对一氧化碳具有很高的线性输出特性

＊校准简便易行

＊使用寿命长

＊取得UL认证

＊满足UL2034，EN50291与RoHS的要求

氧气传感器KE系列（KE－12／KE－25／KE－50）是一种独特的原电池式氧气传感器。其显著特点是使用寿命长，具有优良的化学稳定性，而且不易受CO2的干扰与影响。 KE系列传感器是为了满足各种行业检测氧气的不断增长的需求而开发的，譬如可燃气体检测、生物技术运用、医疗器械运用、住宅用燃气器具等等。

长寿命电化学氧气传感器 KE系列（KE－25F3／KE－25／KE－50）特性：

（1）长寿命

（2）不受CO2，CO，H2S，NOx，H2影响

（3）低成本

（4）在常温下工作

（5）信号输出稳定

（6）无需外部电源

（7）不需加热

电化学氧气传感器 KE系列（KE－25F3／KE－25／KE－50）技术参数：

（1）测量范围　 0－100％O2

（2）精度　 KE－25：±1％（全量程）；KE－50： ±2％（全量程）

（3）工作温度　 5～40℃