實時測量CO，CO2，NO，NO2，NH3，O2，N2O等過程和排放氣體，對優(yōu)化燃燒、脫硝工藝、環(huán)?？己司浅ｊP(guān)鍵。歷經(jīng)多年的不斷研發(fā)創(chuàng)新與打磨，海爾欣重磅推出了面向工業(yè)煙氣分析市場的OEM產(chǎn)品——蜂鳥系列高精度激光氣體分析模塊。該產(chǎn)品面向廣大系統(tǒng)集成商，儀器經(jīng)銷商、科研院校等高端工業(yè)客戶，在硬件、軟件、光譜算法、通信協(xié)議、易用性、易維護(hù)性、性價比等方面滿足客戶需求。蜂鳥系列產(chǎn)品基于下一代紅外激光光譜技術(shù)，結(jié)合客戶自行開發(fā)的取樣除塵預(yù)處理系統(tǒng)，只需全程高溫伴熱分析，無需冷凝除水或稀釋采樣，非常適合安裝于采樣點附近，產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定，精度高，實時性高，維護(hù)量小，使得下一代鍋爐燃燒、工藝控制、排放監(jiān)控成為可能。
下面我們依據(jù)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ76 -2017《固定污染源煙氣（SO2、NOX、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》，以氨氣測量模塊為例，介紹蜂鳥模塊的各項核心性能參數(shù)。
以下測試中使用了高純度的氮氣和標(biāo)稱濃度為20.8ppm的氨標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過使用流量計混合不同比例的氮氣和氨標(biāo)準(zhǔn)氣體獲得不同濃度的氨氣。
1）濃度梯度：
圖1. 蜂鳥模塊通入不同濃度氨氣的測量曲線
2）線性度：
圖2. 蜂鳥模塊的線性度曲線
將設(shè)定通入的濃度和測量濃度做線性擬合，可以得到線性系數(shù)為1.0005，截距為0.05，R2等于0.99982，這表明蜂鳥模塊具有非常高的線性度和極高的零點測量準(zhǔn)確度。
3）響應(yīng)時間:
圖3. 蜂鳥模塊的響應(yīng)時間
在通氣流量為2L/min的條件下，測量得到蜂鳥模塊的響應(yīng)時間(T90)為3秒，這不僅能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場快速檢測氨氣濃度的要求，而且使得精準(zhǔn)噴氨成為可能。
4）重復(fù)性:
圖4. 蜂鳥模塊的重復(fù)性
上圖是依次通入氮氣和10.4ppm氨氣的濃度測量曲線，從圖中可以看出在長達(dá)一小時的測量時間內(nèi)，同一濃度測量的偏差小于0.2ppm。
5）零點/量程漂移:
圖5. 蜂鳥模塊的零點/量程漂移
上圖是依次通入氮氣和20.8ppm氨標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度測量曲線，根據(jù)HJ76-2017中的計算方法得到蜂鳥模塊的零點漂移(零漂)為1.01%，量程漂移為0.77%。
6）Allan偏差:
圖6. 蜂鳥模塊的24小時零點測試
圖7. 蜂鳥模塊的Allan偏差分析
Allan偏差分析是表征測量設(shè)備穩(wěn)定性的重要方法。關(guān)于Allan偏差的入門知識，請參考海爾欣科技公眾號的前一篇推送（Allan方差是什么？）。圖6給出了蜂鳥模塊長時間內(nèi)通入零氣的噪聲測試結(jié)果，可以看到在24小時內(nèi)，傳感器的均值漂移不超過0.2ppm。圖7是根據(jù)圖6的零點噪聲計算得到的Allan偏差。從圖中可以看出，蜂鳥模塊1秒平均時間的測量精度為0.04ppm，當(dāng)平均時間達(dá)到500秒左右時可實現(xiàn)0.003ppm的極限測量精度。目前的測量精度和零點漂移能夠完全滿足工業(yè)氨逃逸測控的需要。
7）通信接口:
蜂鳥模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，提供易于使用的上位機(jī)軟件，選配的WIFI功能和4-20mA模擬輸出極大地方便用戶在不同應(yīng)用場景的使用。為方便物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能終端接入，海爾欣的蜂鳥模塊開發(fā)了移動端監(jiān)控軟件，用以實現(xiàn)現(xiàn)場多點聯(lián)網(wǎng)測量，如圖8所示。
圖8.蜂鳥移動端監(jiān)控界面（樣例）
燃煤電廠煙氣脫硝出口的氨氣濃度（氨逃逸率）是反映脫硝系統(tǒng)運(yùn)行狀況的重要參數(shù)，也是優(yōu)化煙氣脫硝工藝的關(guān)鍵指標(biāo)。過高的氨逃逸率會形成硫酸氫銨引起空預(yù)器堵塞和催化劑失活，從而增加脫硝運(yùn)營成本，甚至影響機(jī)組的安全運(yùn)行。因此為了控制脫硝過程中氨逃逸的排放以及保護(hù)設(shè)備，必須在線監(jiān)測脫硝后的氨逃逸率。在燃煤電廠選擇性催化還原(SCR)脫硝工藝中，要求氨逃逸率低于3ppm，這需要氨逃逸檢測儀器在量程范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性和分辨率至少優(yōu)于0.2ppm。
而目前市場上存在基于各種不同技術(shù)原理的氨逃逸檢測儀表，表1給出了不同技術(shù)的具體對比。
表1. 不同氨逃逸檢測技術(shù)的對比
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