高炉粉尘在线监测技术及对TRT机组的影响

在高炉煤气除尘系统和TRT机组入口管道上安装粉尘在线监测装置，可对气布袋除尘效果

进行有效控制，并实现TRT机组入口管道煤气粉尘含量的在线检测。确认TRT机组的运行条件和运行状况．确保TRT机组长期高效安全运行。

为什么要用在线粉尘监测技术：高炉煤气粉尘含量的大小对TRT机组的安全运行有着至关重要的作用，通常TRT机组要求高炉煤气(干式)的含尘降为5mg／m3 左右，高炉煤气在进入透平机之前要经过除尘设备进行除尘，但由于除尘设备在经过长时间的运行后会存在除尘效果不好或布袋脱落等现象，进入TRT机组的高炉煤气的含尘量将会严重超标，将会对透平机的叶片造成严重的磨损，威胁机组的安全运行。在以往的控制系统设计中，除尘系统和TRT机组的控制系统之间没有联系，这样除尘系统出故障时，TRT机组控制室不能及时了解，机组运行将会存在安全隐患，如果高炉煤气除尘中的粉尘在线监测系统与TRT控制系统之间的联系进行有机的结合，将有效的解决TRT机组的运行安全问题。

粉尘在线监测对TRT机组的影响

1 在TRT机组的人口管道上安装粉尘在线监测装置，对进入TRT机组的高炉煤气粉尘含量

进行在线监测，及时了解TRT机组的运行环境及条件，同时也将机组的上游设备(除尘器)的检

测信号送到TRT机组控制系统，这样将两个的控制工艺进行有机的结合，对TRT机组的长周期安

全运行起着很好的预警作用。

2 在高炉煤气除尘中安装粉尘在线监测装置，可以对于式煤气布袋除尘效果和布袋除尘出口

煤气温度及布袋除尘反吹清灰进行有效控制。从而使TRT叶片磨损程度降到最低。

3 通过对布袋除尘效果的控制及在线检测除尘效果，确认TRT机组的运行条件和运行状况，

预测、预报高炉煤气含尘量浓度大小，对机组的运行提出合理化建议，确保TRT机组长期高效安全运行。

粉尘浓度在线监测技术测量方法

     主要有电容法、β射线法、光散射法、光吸收法、摩擦电法、电荷感应法、超声波法、微波法等粉尘浓度在线测量方法。目前市场上主要采用光散射法、光吸收法、电荷感应法、摩擦电法进行粉尘浓度在线监测，形成的产品较多，并成功地应用于烟道粉尘浓度测量和煤矿井下粉尘浓度测量上。

粉尘检测新技术一美国巴毕罗粉尘检测技术

美国巴毕罗公司的产品是目前全球最新的粉尘检测技术产品，它采用专有的电荷感

应技术进行粉尘质量含量测量，彻底解决了以往采用“光学” 或“摩擦电” 技术产品无法克服的困难。采用非接触式“电荷感应” 测量方式(见图1)。其基于量子物理原理，即任何物质(如：粉尘粉尘)内部(微观上)均带有电荷(非常少，通常为皮安级)。当粉尘通过传感器探头附近时，巴毕罗公司专利性的“电荷感应” 技术传感器探头，能根据通过其附近的(并不依赖粉尘和探头的接触)粉尘内部电荷大小和粉尘的分布情况，在传感器探头中感应出电信号，此电信号和粉尘质量含量存在直接的数学关系：Iac oc质量含量。通过对此电信号进一步放大、运算处理，从而精确测量出粉尘含量(mg／m3)。

    光散射法原理：含尘气流可以认为是空气中散布着固体颗粒的气溶胶，当光束通过含尘空气时，会发生吸收和散射，从而使光在原来传播方向上的光强减弱，粉尘浓度传感器就是通过探测变化的光信号，经过换算而实现粉尘浓度测量的，具有快速、简便、连续测量的特点。

  光散射法粉尘浓度传感器结构原理示意图

    



    光吸收法原理：当光波通过线性物质时，会与物质发生相互作用，光波一部分被介质吸收，转化为热能；一部分被介质散射，偏离了原来的传播方向，剩下的部分仍按原来的传播方向通过介质。透过部分的光强与入射光强之间符合朗伯一比尔定律。光吸收型粉尘浓度传感器以朗伯一比尔定律为基础，通过测量入射光强与出射光强，经过计算得到粉尘浓度，该法具有在高粉尘浓度情况下测量准确的特点。

    图2 光吸收法粉尘浓度监测仪原理示意图

    


    摩擦电法：测量粉尘浓度是对运动的颗粒与插入流场的金属电极之间由于碰撞、摩擦产生等量的符号相反的静电荷进行测量，来考察与粉尘浓度的关系，其特点是灵敏度高、结构简单、免维护。

    图3 摩擦电法粉尘浓度监测仪原理示意图

    

DET4000的特征
● 精确粉尘含量检测系统
● 输出4-20mA信号和继电器报警信号
● 提供粉尘含量连续实时值和平均值显示
● 现场实时数字显示及LCD棒状图显示
● 提供粉尘峰值捕捉和保持功能
● 适用于所有种类除尘器和过程粉尘流动检测

DET4000的好处
● DET4000拥有DET3000的全部特点并
满足几个重要的EPA法规如MACT要求
● 可在高温高压黏稠等各种恶劣条件下应用
● 无需基准数据也可监测粉尘排放
● 保护下游设备、提高设备使用寿命
● 避免不必要的停机，提高设备使用效率
● 防止有价值粉末和有害粉尘逃逸、免清洗

综述/原理
DET4000可以简单的，无需校准并且满足
"即插即用"的安装在收尘器或者布袋除尘器上工作，可靠的传感器探头安装在除尘器烟气管道的出口处. 当粉尘颗粒经过的探头附近时，一个微弱的电荷信号被探头感应出来,通过特殊的同轴电缆传送到控制单元.该信号经控制单元处理后输出一个线性比例于微粒质量含量的绝对输出值，就地显示微粒含量值或报警并且提供4-20mA输出值。

在实际的应用过程中,为了避免导电性粉尘、凝析油雾或水雾等对测量信号造成的影响, 我们提供了专有的探头保护技术确保探头在这些恶劣条件下能正常工作。传感器探头无需空气吹扫，耐磨耐腐蚀。

LCD棒状图指示
一个半圆的棒状图实时显示出微粒泄漏水平的一个对数尺度(或线性尺度)，当微粒含量超过已设定的预报警和报警点，"Alarm" and "Pre-Visible"报警信号将会亮起。在读数变化太快时，一小段棒状图将会显示在最高点以方便操作者进行读数。

报警及信号输出
在除尘器的正常工作中，通常会出现两个不同的微粒粉尘排放量，一个是较低的排放水平和一个较高的排放水平。当除尘器正常除尘工作时的排放量为一个是较低的排放-基线排放水平（除尘器大多数时间的排放量是处在这一水平），当脉冲除尘器进行反吹清洁时，通常会出现一个较高的排放水平。
DET4000允许用户设置报警点,当基准低排放量在增加或当除尘器反吹清洗中出现高排放量或两者都有时，用户可以通过键盘设定延迟时间(0-60秒)来避免出现的误报警信号，同时输出4-20mA信号传输到监控室进行远程监控。

技术参数电子单元
电 源： 120/220VAC 50/60Hz(24VDC/选订)
温 度： -25℃-70℃
最小测量范围：0.5pA(标准) 0.1pA（选定）
防护等级： NEMA 4X（标准），其它（选订）
显 示： 带薄膜键盘LCD棒状图液晶
输出刻度： 显示PA或mg/m3
峰值保持： 标准功能
数据平均： 标准功能
继电器输入： 1路（标准）（过程开关信号）
继电器输出： 2路（标准）（SPST,5A/240VAC）
4-20mA输入： 1路（选定）（压力、温度等）
4-20mA输出： 1路（隔离）,500Ω
串 口： 1个（选定）（Modbus RTU）
背 光 源： 光纤板（标准）
常 规： 电路板涂层保护并经100小时烧机
认 证： CE（标准）本安认证（选定）

传感器探头
电 源：无电源（被动感应）
过程连接：NPT（标准），快速夹装（选订）法兰（选定）
材 质：304SS不锈钢（标准）316SS不锈钢（选定）
插入深度：3〞、5〞、10〞（标准）、15〞20〞、30〞、
36〞、48〞、60〞、72〞（选订）
（更长咨询工厂）
保护材料：Teflon（标准）陶瓷（选定）
外壳材质：NEMA 4X（标准），其它（选订）
最大温度：120℃（标准）232℃、400℃、1000℃（选定）
（更高温度选订咨询工厂）
最大压力：10psi（标准） 100psi、1000 psi（选定）
（更高压力选订咨询工厂）
传感器电缆：特制低噪声同轴电缆：60′(18m/标准)
最长400′(122m/选订)

探测极限和应用场合
最小分辨率 约等于 应用场合
5.0pA（标准） 5.0mg/m3 破袋检测
0.5pA（选订） 0.5mg/m3 低含量微粒监测
0.1pA（仅DET4000） 0.1mg/m3 分析和质量含量修正
气体流度：要求＞300FPM（1.5m/s）
微粒尺寸：要求＞0.3微米 <10微米需要用0.5pA或0.1pA等级