6.3 煤层气在线监测系统技术方案.docVIP

（本文本必威体育官网网址） 煤层气在线监测系统 技 术 方 案 武汉四方光电科技有限公司 Wuhan Cubic Optoelectronics Co.,Ltd 煤层气气体在线监测系统 概述 煤层气其中一个特点是高水分，气体湿度达到饱和，有些情况携带液态水；另外一个特点是非甲烷的烃类化合物比较复杂，而且不同区域的非甲烷烃类化合物占的比例不同。以往的煤层气监测仪为变送器模式，预处理非常简单，经常出现仪表测量单元进水、气路堵塞的现象；另外其红外测量方式没有考虑到非甲烷烃类化合物对于甲烷的影响，测量结果不是很准确。武汉四方光电科技有限公司凭借自身在气体分析方面的技术优势，经过长期的实践并在借鉴吸收国外应用工程的先进经验的基础上，开发出针对煤层气的在线监测系统，可广泛应用到我国的煤层气发电、煤层气提纯及CDM计量中。这个系统由如下几个部分组成： 仪表部分：气体成分浓度监测采用武汉四方光电科技有限公司自主知识产权的红外煤层气分析仪，用于在线监测煤层气成分中的CH4浓度。气体温度采用防腐铂电阻热电偶，气体压力采用硅压力芯片，流量采用涡街流量计、锥形流量计或者平衡流量计； 预处理及采样装置：针对煤层气的高水分、高湿度、外部环境差的特点开发的预处理净化装置，保证系统长期稳定、可靠、准确、连续正常的工作； 控制系统：系统能够自动完成采样、排水等功能，实现24小时无人值守，大大减少了人工负荷； 数据传输接口：测试数据通过RS-232或RS-485、4-20mA输出接口传输到DCS系统。为实现远程监测、工艺调整提供实时依据。 煤层气气体在线监测系统 图2 煤层气气体在线监测系统示意图 本系统装置按“模块化”思路设计，除取样器以外，气体预处理装置、控制单元、分析单元全部放置在分析机柜内，机柜尺寸为613*712*255。需方提供外围电源（AC220V 50HZ）。配管、配线根据现场情况而定。 1）监控目的： 监测煤层气中CH4的浓度，用于CDM项目计量； 监测煤层气中CH4的浓度，作为瓦斯发电机组调节空燃比的依据； 监测煤层气中CH4的浓度，用于提纯工艺控制； 2）系统组成 该系统由预处理及采样装置，红外煤层气分析仪（CH4）、安装机柜及控制系统组成。预处理及采样装置包括防腐保温取样管线、两级精密过滤、两级自动阀控排水、机柜加热器。可以完成对气体中的CH4的分析，机箱防爆等级达到DII CT6。 煤层气气体在线监测系统技术指标 1）气体分析单元技术指标 测量组分： CH4； 测量方法： CH4---NDIR红外传感器技术； 测量量程 CH4：0~100%； 测量精度： CH4：≤1%FS； 响应时间： ≤5秒（NDIR）； 供电电源： 220V±44V 交流 50Hz±1Hz； 防爆等级：DIICT6； 输出信号： 标准RS-232、DC 4~20mA电流输出； 外形尺寸： 652mm×562mm×255mm（长×宽×高） 仪器重量： 约70kg； 工作温度： 0～50℃； 相对湿度： 5~85%； 大气压力： 85~105 KPa； 2）气体预处理单元技术指标 抗腐蚀、保温管路，保证气体输送管道不发生腐蚀、水冷凝堵塞等现象； 机柜加热保证液态水在系统管路内发生冷凝，堵塞排水管道； 两级高精度过滤器及汽水分离装置，高效脱除气体中的液态水； 两级自动阀控排水装置，保证液态水不进入分析气室； DII CT6防爆等级，可以用于危险场所； IP65防护等级，可以安装在室外。 煤层气气体在线监测系统技术关键 1） 自主知识产权的NDIR红外气体分析技术 对于CO2/CH4分析，采用了自主知识产权的NDIR非分光红外气体传感器技术，寿命长，仪器维护量少。该技术2004年通过了科技部的科技鉴定，达到国际先进水平，通过7年的发展，目前已经生产的传感器数量超过100000套，成熟可靠的技术，确保了产品的稳定性。公司依靠该技术实现了每年翻倍的发展，目前公司是国内能够掌握核心传感器开发技术的少数企业之一，领导了国内NDIR红外技术的发展。 图４：红外专利ZL200620098454.8 2） CnHm（非甲烷烃类化合物）对CH4的测量结果无影响 传统的双光束红外采用的滤光片+检测器的方法由于滤光片带宽较宽，很难在甲烷、乙烷、丙烷、丁烷间分开，且乙烷对CH4的影响十分显著。但是采用公司独有的微流红外方法，乙烷、丙烷、丁烷对CH4的影响可以忽略，并通过添加一个CnHm传感器可以直接测量CnHm。 3） 高效水汽分离装置 煤层气气体中主要为汽水混合物，为保证液态水不进入分析单元，避免腐蚀管路，系统采用两级汽水分离、两级阀控自动排水装置。 4） 柜体伴热 为防止北方冬季低温造成水分凝结造成系统内气路堵塞，系统内部配置了自控温系统，保证仪器在低温