在线气体分析系统在发电厂生物质气化项目中的运用.docx

在线气体分析系统项目概况在线气体分析系统项目位于湖北，该发电厂拥有60万千瓦超临界机组，是中国第一采用耦合生物质发电的大型超临界燃煤电厂。发电厂以秸秆为耦合发电的生物质燃料，采用间接耦合燃烧方式，即生物质先在循环流化床气化炉中进行气化，气化产生的生物质煤喷入煤粉炉中实现混烧。生物质气化后间接与燃煤在电站锅炉混烧系统图该发电厂气化装置采用在线气体分析系统于2013年10月正式投运，生物质处理量8-10t/h，产气量约1800Nm/h，气化产生燃气的热值约为3500kcal/kg，产生的燃气发电量1.08MW。在线气体分析系统的发电厂秸秆循环流化床气化炉以年运行小时数5000小时计算，在线气体分析系统每年可减排二氧化碳12.4吨，不算生物质发电量部分的电价补贴，以我国当前碳交易市场平均价格50元/吨CO2计算，单二氧化碳减排就可以创造620万元/年的经济效益。该项目通过监测燃气流量、热值、燃气温度及电站锅炉的发电效率，实现生物质发电部分的单独核算，按照政策：生物质发电部分的上网电价按照0.75元/kWh，超出当地燃煤标杆电价部分，由可再生能源发展基金补贴。电厂每年均可实现盈利，该项目投资回收期为3年（包括建设期1年），整套生物质气化装置初投资为2800万元。在线气体分析系统方案实施由于温度变化对气化产物产量、成分比例有较大的影响，低温时，CO2、CH4增加，CO减少；随着温度升高，脱氢反应加剧，H2含量增加，C2H2、C2H4减少；高温阶段，CO逐渐增加。因此，在合成气回收利用过程中，为了提高合成气的回收率和利用率，通常需要实时检测合成气中CH4、CO、H2、C2H2和C2H4体积浓度，以便及时调整优化气化工艺，如调控温度，以提高合成气回收率和利用率。此外，在线气体分析系统的气化过程是一个贫氧的过程，但研究发现，少量O2有利于气化过程中CH4、H2和CO的生成。而气化产生的合成气具有一定的易燃易爆炸属性，且当合成气经过电捕焦油环节时，电捕焦油器电极间有电晕，可能会发生火花放电现象，如果合成气中混有较多氧气，极易发生爆炸。因此，为保证气化产生的合成气有效、安全回收，必须要对炉内或管道中的O2浓度进行实时检测。综上所述，在线气体分析系统采用气化技术工艺时，有必要采用气体分析仪器对合成气中的CH4、CO、H2、C2H2、C2H4和O2进行实时检测，以保证合成气的高效回收利用和现场工艺的安全。该项目采用锐意自控在线气体分析系统Gasboard-9021连续在线自动化监测合成气中CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、CnHm、H2、O2等气体体积浓度及热值。该气体分析系统由预处理单元、控制单元、分析单元三部分组成，测量点设置在引风机出口管（燃气母管）上。在线气体分析系统方案概况系统由预处理单元，控制单元及气体分析单元三部分组成。1）预处理单元：直管或蒸汽取样探头+煤油清洗过滤器+汽水分离器+精密过滤器+电子冷凝器完成样气预处理。2）控制单元：采用PLC程序控制，自动完成水洗器换水、采样、故障处理等操作。3）气体分析单元：采用自主知识产权的Gasboard-3100自主知识产权红外气体分析技术结合MEMS热导技术及长寿命电化学技术。可连续在线同时测量CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、CnHm、H2、O2等8种气体浓度，并自动显示计算热值。消除CnHm对CH4测量结果的干扰，及CO、CO2、CH4对H2测量结果的干扰。消除气体采样流量变化对H2热导传感器测量结果的影响。主要参数测量组分CO/CO2/CH4/C2H2/C2H4/CnHm/H2/O2/热值(组分可选)测量原理CO/CO2/CH4/C2H2/C2H4/CnHm:NDIR；H2:TCD；O2:ECD/顺磁(可选)测量范围CO/CO2/CH4/H2:(0100)%；C2H2/C2H4/CnHm:(010)%；O2(ECD):(025)%精度NDIR:1%FS，TCD:2%FS，ECD:2%FS，顺磁:1%FS分辨率0.01%防爆等级Exd II CT6在线气体分析系统方案价值该项目采用我司在线分析系统Gasboard-9021用于在线监测合成气中主要气体成分的体积浓度及热值，可有效提高生物质气利用效率、节能降耗、保证安全生产。检测数据通过输出接口传输到上级集中控制系统，为远程监测、工艺调整提供了实时依据。武汉四方光电科技有限公司2003年成立于“武汉-中国光谷”，是一家专业气体传感器制造商和国家级高新技术企业。公司以自主知识产权的核心传感技术为基础，集研发、制造、销售和服务于一体，现有六大类五十余款极具市场竞争力的产品，广泛应用于家电及消费类电子、楼宇新风、汽车电子和健康医疗等领域，产品销售覆盖我国所有省份，并出口到世界80多个国家和地区。公司建设有省级企业技术中心，省级气体分析仪器仪表工程技术研究中心、国家电子信息产业振兴与技术改造项目、工信部物联网专项、湖北省科技支撑计划等多项科研项目，通过省级科技成果鉴定4项，拥有各项技术专利100余项(其中发明专利近30项)。公司占地36亩，拥有建筑面积22000平米的气体传感器生产基地及4500平米的传感器研发技术中心。建设有国家级标准的颗粒物校准舱、甲醛试验舱、流量标定舱、压力标定室、光学实验室等，拥有各类供研究开发及产品可靠性测试设备300余台套，并拥有已投入量产使用的百万级传感器生产线、整机生产线和汽车级产品生产线，具有给全球知名大型企业提供完整配套