化工廠氣體燃燒過程的管理

工藝過程中殘留氣體的測量

烴類氣體的熱值和體積流量的連續超聲波測量

測量精度不受氣體密度影響

1. 背景

在許多化學反應過程中，殘留的烴類氣體被作為副產物隨之一起產生。在許多情況下，這些氣體在鍋爐中燃燒用於蒸汽的生成。這些殘留氣體的組成並不是恆定的，它可能由一個純凈的氫氣轉變為較重的烴類氣體，這與生成它們的工藝過程有關。如果沒有可用的殘留氣體，那麼管網中提供的天然氣就會用於點燃鍋爐。因此，氣體的熱值變化非常劇烈，鍋爐的燃燒器就必須隨氣體的組份改變而進行調整，保證得到最充分的燃燒和最小的氣體排放量。

2. 測量要求

為了優化燃燒過程，測量必須滿足兩個要求。其一，根據氣體成分來調節燃燒器使氧/燃氣的比(λ)為1-1.2。傳統上，這是由廢氣中的λ氣體感測器測量的。然而，這種測量方法需要維護和重新校準。一個更好的解決方案是直接測量燃料氣體的熱值。另一個要求是有高重複性的氣體流量測量，而不受氣體性質影響。這是特別重要的，因為氣體的密度會隨著氣體的成分而改變。

3. 科隆解決方案

OPTISonIC 7300可以滿足這兩個測量要求。雙聲道超聲波流量計提供了氣體體積流量的精確測量，同時不受氣體密度的影響。鈦材換能器特殊的阻尼技術確保了超聲波傳輸時間的精確測量，其傳輸時間是與聲速成正比的。同時也包括一個綜合的摩爾質量的計算(如右圖所示的公式)。在計算時，需要輸入絕熱指數和溫度值。絕熱指數通過菜單輸入，溫度值則是由一個外部溫度感測器提供，通過4-20毫安輸入到流量計中。

4. 客戶利益

客戶受益於優化的燃燒過程。在高精度的測量結果的基礎上，燃燒器的控制器可以根據殘留氣體組成物的熱值做相應調節，以盡量減少廢氣排放(如氮氧化物)，並提高能源效率。

客戶從這個無需維護的安裝中獲利，這是因為OPTISonIC 7300 沒有可移動部件，測量時不會影響氣體流動。因此，與λ氣體感測器不同，OPTISonIC 7300 提供了一個更好的長期穩定性和可重複性。此外，測量不受氣體性質的影響，如密度、壓力。管道內沒有任何阻流部件，所以測量過程中也沒有壓力損失。另外，OPTISonIC 7300 作為一個綜合的解決方案，單獨的流量計算機就不再需要了。

5. 使用產品

OPTISonIC 7300 氣體超聲波流量計

卓越的精度和長期穩定性

公稱通徑：DN100…DN600 / 4」…24」

測量範圍廣、性能高

診斷流量計本體和工藝

投資和運行成本低

鈦材換能器

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