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窯尾高溫入口CO/O2/NOx分析系統是由高溫取樣系統(取樣探頭部份,重約200KG、熱交換控制柜,重約法150KG)和主機分析儀系統(分析柜,重約100KG)兩大部分組成,其余如輸樣管線采用電伴熱一體化管線,用于輸送熱交換流體介質用的彈性不銹鋼玻紋管等附助件,組成整套全智能控制的取樣、分析系統。系統工作時,取樣探頭部份、熱交換柜置于現場,與分析柜的氣路聯接通過保溫一體化取樣管輸送氣樣,其他電源、信號線則由分析柜引到各控制單元,分析柜根據現場工況或工藝設計,放置現場或儀表控制室。具體說明如下:
完整的高溫取樣系統應由6個組件組成:液冷式取樣探頭、除塵過濾器、壓縮空氣閥組件、熱交換器組件(包括熱交換控制系統柜)、機械抽回裝置、PLC和監控單元。
該系統采用模塊化結構,拆卸方便,更換部件快速。探頭冷卻液采用特殊的環保型制冷劑,探頭可工作在高達230℃溫度下,避免了冷凝物的積聚。控制單元監控所有重要功能,檢查所有報警,萬一出現問題,就會采取相應的措施。解決問題的方法及其所涉及的范圍可由用戶在現場設定。
(1)液冷式取樣探頭:由進氣室、帶制冷劑回流管的冷卻管、進氣管、固定法蘭組成。取樣孔在側面。冷卻管由特種鋼材制成,既耐高溫又抗大的垂直沖擊。采用的密封措施保證在探頭伸出時制冷劑不會泄露,同時空氣也不會滲入。 探頭安裝在冷卻管的中央,固定法蘭為活動連接不需要用螺栓。制冷劑是一種專門研制的合成傳熱液,具有環保、沸點很高且吸熱能力強、工作溫度在200℃以上。
(2)除塵過濾器:由過濾器外殼、過濾頭和濾芯、接線端子組成。過濾室內集成的加熱元件在裝過熱保險絲的溫度自動調節器的控制下將過濾器內部溫度調節到探頭的工作溫度,有效防止了過濾孔被污泥和渣殼堵塞。可根據窯爐條件調節清洗過濾器粉塵沉積物的清洗周期。
(3)壓縮空氣閥組件:由電磁閥、低限壓力開關、冷凝液收集阱、氣動馬達控制器、接線端子組成。吹洗所需的無油無塵壓縮空氣的工作壓力約為4~8bar。為了安全,裝有內吹和外吹電磁截止閥; 一旦抽氣管或除塵過濾器堵塞,低限壓力開關就產生一信號,將啟動吹洗程序實行自動吹掃。
(4)熱交換器組件:探頭冷卻功能是由環保型合成傳熱液來實現的,取樣管冷卻回路的制冷液無壓密封,不會有損耗。并用雙路交替耐高溫離心式抽吸泵使制冷劑循環,內循環出的高溫傳導液采用列管箱式水冷卻器進行外冷卻,。其冷卻液進入電磁閥開關由溫度開關根據制冷液的溫度控制。整套系統均有雙限保險應急控制功能,該組件集成了監控設備(流量監控儀;溫度監控儀;冷卻控制開關的可調式溫度開關;用于根據取樣探頭長度調節制冷液流量的調節閥),所有控制及指示儀表都裝在一個控制柜內(熱交換控制系統柜)。
(5)機械抽回裝置:由精度高的工型鋼管制成的傳送軌道和滑車組成。軌道的下側是有機械保護的自潔式滾輪導軌,可將取樣探頭方便的插入高溫窯爐或從窯爐抽回;插入或抽回過程約需90s,可手動控制,也可自動控制。該裝置防塵防水、備有輔助馬達,可在停電時使用。輔助馬達選用的是高性能的壓縮空氣馬達,其作用在于一旦系統或現場斷電自動運行保護探頭安全。
(6)PLC和監控單元:檢查氣體取樣系統的工作狀況及其安全性;監控除塵過濾器和熱交換器制冷劑的溫度;并達到工作溫度或一個清洗周期后啟動執行程,如果發生以下故障,就自動控制探頭從窯爐抽回并報知儀表人員維護。
○熱交換器系統和除塵過濾器斷電;
○制冷劑回路有故障(制冷劑不流動或泄漏);
○冷卻水無流量;
○制冷劑液位太低、制冷劑溫度過高;
○取樣系統堵塞(壓縮空氣壓力過低);