Настраиваемые диодные лазерные спектрометры

Использование спектрометров TDLS способствует улучшению работы предприятия.

Особенности серии спектрометров TDLS

• Измерение уровня кислорода, окиси углерода, метана, аммиака, влаги, двуокиси углерода и других газов в течение нескольких секунд
• Для большинства измерений не требуется использование пробоотборного оборудования, что позволяет значительно снизить объём технического обслуживания
• Единственная технологическая платформа на основе технологии TDLS, способная выполнять измерения на участке длиной до 30 м
• Измерения могут проводиться в условиях высокой температуры, высокого давления, коррозионных или абразивных сред, а также высокой запылённости благодаря отсутствию контакта датчика с технологическим газом
• Идеально подходит для критических областей применения, требующих высокой скорости отклика, соответствующих требованиям сертификации SIL
• Обеспечивает максимальное повышение эффективности, учет экологических факторов и сокращение выбросов CO, NOx и т. д.

Превосходство над устаревшими технологиями

В мире, который постоянно развивается в направлении повышения оптимизации процесса при сохранении безопасного рабочего состояния, трудно сохранить конкурентоспособность без использования новых методов измерения, позволяющих сохранять лидерство в отрасли. 
>>> Принципы

Спектрометры TDLS являются безопасным, эффективным и рентабельным решением.

Базовая концепция и измерения с помощью лазерного газового анализатора

Принцип измерения с помощью лазерного газового анализатора

Работа настраиваемых диодных лазерных абсорбционных спектрометров (TDLAS) осуществляется путем измерения количества лазерного света, который поглощается при его прохождении через измеряемый газ. Благодаря отсутствию контакта датчика с технологическим процессом, а также отсутствию в конструкции прибора движущихся частей, техническое обслуживание сводится к минимуму, что позволяет сокращать время простоя и снижать стоимость долгосрочного владения (LTCO).

Ослабление в результате ИК-поглощения определяется согласно закону Бугера – Ламберта – Бера.

Закон Бугера – Ламберта – Бера

Поглощение ИК-излучения

Высоконадёжное измерение в меняющихся условиях возможно благодаря уникальной технологии спектрального анализа от компании Yokogawa

Оригинальный метод измерения в спектральной области от компании Yokogawa Electric минимизирует воздействие помех от других газов и обеспечивает выполнение измерений с высокой точностью с учетом компенсации по температуре и давлению.

Благодаря наличию интегрированной базовой ячейки обеспечивается стабильность измерения даже в потоках с низким поглощением

Использование базовой ячейки позволяет зафиксировать положение пика при нужной температуре во время измерения спектра при слабом сигнале поглощения.

Архивные данные, данные спектров и все изменения настроек доступны в течение 50 дней непосредственно в приборе

Такие данные можно использовать для удалённого устранения сбоев процесса в течение длительного времени после их возникновения.

Расширение возможностей измерения позволило пользователям безопасно повысить эффективность работы с одновременным сокращением выбросов.

• Анализ непосредственно в процессе (in-situ)
  Обеспечивает повышение безопасности и возможности управления процессом благодаря реагированию в режиме, близком к реальному времени
• Настраиваемый лазер
  Отсутствие движущихся частей и, соответственно, необходимости в расходных материалах
• Бесконтактный датчик
  Предназначен для работы в жёстких условиях и практически не требует технического обслуживания
• Оптический датчик для большой длины оптического пути
  Характеризует процесс по всей длине оптического пути, тогда как зондовые измерения или измерения с отбором пробы отражают состояние процесса в одной точке.

Работа настраиваемых диодных лазерных абсорбционных спектрометров (TDLAS) осуществляется путём измерения количества лазерного света, который поглощается при его прохождении через измеряемый газ. Отсутствие контакта датчика с технологическим процессом и отсутствие подвижных частей обеспечивает высокое среднее время наработки на отказ (MTBF) и, следовательно, низкую стоимость эксплуатационных затрат (LTCO).

Огневые нагреватели являются неотъемлемой частью промышленных процессов, включая переработку углеводородов и выработку электроэнергии. Нагреватели, специально разработанные для процесса реакции топлива и воздуха с образованием чрезвычайно высоких температур газа, передают данную энергию потенциально легковоспламеняющимся технологическим жидкостям через теплообменники. Они потребляют большое количество топлива, производят большое количество выбросов и представляют потенциальную угрозу в отношении безопасности персонала и оборудования.

Анализаторы TDLS от компании Yokogawa позволяют контролировать горение печи с повышенной точностью и надёжностью. Эксплуатация огневых нагревателей с низким уровнем избыточного воздуха (LEA) позволяет получать измеримые преимущества. При контроле сгорания с низким уровнем избыточного воздуха расходуется наименьшее количество топлива, а продукты сгорания охлаждаются наименьшим количеством неиспользованного избытка воздуха.

Затраты, связанные с повышением эффективности, являются значительными, при этом экономия топлива составляет всего лишь 1%, что позволяет экономить десятки или даже сотни тысяч долларов в год. Регулирование уровня воздуха в точке, которая находится немного выше точки начала неполного сгорания, также обеспечивает наибольшую чистоту при сгорании, обеспечивая соответствие установок требованиям к выбросам в окружающую среду. Это, в частности, позволяет сокращать выбросы NOx.

Сжигание 

Поддержание эксплуатационной эффективности печей в целях максимального увеличения производительности и минимизации потребления топлива при обеспечении безопасной эксплуатации является действительно сложной задачей.

Традиционные методики анализа, такие как использование диоксида циркония и термокаталитических элементов, позволяют выполнять только точечные измерения, которые могут не полностью отразить состояние печи. Помимо того, что диоксид циркония является потенциальным источником воспламенения, полученные с помощью данного материала показания могут понизиться в присутствии горючих веществ. Анализ COэкв. имеет свои собственные сложности, связанные с большим временем отклика, составляющим несколько минут, необходимых для определения типичных уровней проскока (составляющих несколько тысяч ppm) в радиационной секции печи, и часто требует использования отдельного датчика для измерения концентрации CH4. Такие проблемы могут оказать большое влияние на безопасность эксплуатации печи.
Оператору современной установки необходим доступ к самым достоверным данным, чтобы оперативно снизить риск возникновения небезопасного состояния, если требуется оптимизация производительности активов.

Внедрение технологии настраиваемого диодного лазерного спектрометра (TDLS) от компании Yokogawa позволяет осуществлять надёжное, точное и нечувствительное к помехам измерение концентрации кислорода и CO в реальном времени и непосредственно в процессе в целях повышения эффективности оборудования.
Это крупный шаг вперёд в области обеспечения безопасности и эффективности производственных активов.

Особенности и преимущества технологии TDLS от компании Yokogawa

• Данные в реальном времени для управления
  Максимальная эффективность достигается за счёт безопасного повышения эффективности работы, а также снижения выбросов, при постоянно оптимизированном соотношении воздух/топливо
• Лазерный анализ
  Новая технология позволяет внедрять лучшие отраслевые практики.
• Бесконтактный датчик
  Предназначен для работы в жёстких условиях и практически не требует технического обслуживания
• Оптический датчик для большой длины оптического пути
  Измерение среднего значения на длинном оптическом пути устраняет точки перегрева, что обеспечивает длительный срок службы труб теплообменника (минимизация затрат).

Безопасность / Процесс 

Во время анализа процессов в печи при наличии ограниченных данных, получаемых с помощью стандартных технологий анализа, требуется высокий уровень компетентности операторов.

Технология TDLS позволяет снизить требования к компетентности оператора, а также снизить вероятность возникновения человеческих ошибок благодаря получению наиболее достоверных данных по всей длине печи в кратчайшие сроки для оптимальной  эффективности и безопасности активов.

Критически важным условием является наличие возможности обнаруживать, измерять и контролировать предельную концентрацию кислорода (LOC), поскольку это позволяет обеспечить безопасность предприятия и сотрудников.

Благодаря обеспечению безопасности и эффективности работы предприятий наших заказчиков они смогли снизить эксплуатационные затраты и сократить выбросы CO2 и NOx.