Аналитическое оборудование компании YOKOGAWA -1 -
TDLS 200 Copyright © ООО «Иокогава Электрик СНГ» 2012
Газовый плотномер Преобразователь GD 402 R Взрывозащищенное исполнение Пылевлагозащищенный; огнестойкая конструкция Детектор GD 40 Пылевлагозащищенный; искробезопасная и огнестойкая конструкция Преобразователь GD 402 G Обычное исполнение Брызгозащита ( IP 65 / NEMA 4 X)
Принцип измерений Резонатор (тонкостенный) Детектор Поток газа Мультимодовая осцилляция Пьезо-электрический возбудитель
Два режима осцилляции
Характеристики многомодовой генерации Одномодовая генерация Ошибка плотности (kg/m 3) Одномодовая 0. 003 Многомодовая генерация Многомодовая Накопление пыли (mg/cm 3)
Стабильность измерений при резких изменениях температуры 1300 70 60 60 1 г/ м 3 / 10 ºC или меньше 1295 1. 295 50 40 40 1290 1. 290 Изменение на 10 ºC 30 20 20 1285 1. 285 0 0 Плотность Температура печи 1280 1275 -10 -20 1. 275 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 Время (часы) 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60 Температура (ºC) Плотность (кг / м 3) 1. 300
Структура сенсора GD 40 О-кольцо Сенсор температуры О-кольцо Выход газа Вход газа О-кольцо Резонатор О-кольцо Быстрый отклик благодаря простому пути пробы. Защита от нагрева и виброзащита благодаря специальной схеме уплотнительных колец. Конструкция сенсора с двойной стенкой позволяет добиться высокой стабильности температуры внутри сенсора.
Анализатор чистоты водорода и контроль замены газов в блоке турбин Трубка распределения H 2 Сторона турбины Генератор, охлаждаемый водородом Сторона коллектора Выход воздуха Линия CO 2 Фильтр Аварийный сброс Фильтр GD 40 Расходомер Клапан регулирования давления Регулятор H 2 баллоны GD 402 Регулятор CO 2 баллоны Простота обслуживания, Низкая стоимость владения
Как это работает Анализатор чистоты водорода Чистота водорода H 2 в воздухе Диапазон измерения: 85 ~ 100 % H 2 100% 85% Обычно концентрация кислорода дб около 100%. Однако реальная концентрация ниже из-за просачивания воздуха Контроль замены 1. H 2 в CO 2 2. Воздух в CO 2 Диапазон 0 ~ 100 % H 2 0 ~ 100 % воздуха H 2 100% 1. H 2 CO 2 100% Воздух 100% 2. CO 2 100% Воздух
GD 402 R
Перенастраиваемый диодный лазерный анализатор газов Tunable Diode Laser TDL True. Peak
True. Peak TDL анализатор Разработан СПЕЦИАЛЬНО для химической , металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности Технологический контроль и вопросы безопасности Page 15
ИК вибрационная методика TDL измерения основаны на абсорбционной спектроскопии True. Peak анализатор - это TDL система, которая измеряет количество света от лазерного источника, который абсорбируется (теряется) при прохождении через измеряемый газ. TDL анализатор состоит из лазерного источника, оптических линз для фокусировки лазера на измеряемом газе и затем на детекторе. Детектор и электроника затем преобразует сигнал детектора в концентрацию газа. Proprietary info goes here… 16
Стандартная ИК-спектроскопия Получаются гладкие пики без тонкой структуры: Фотометры имеют низкое разрешение (типичный ИК фильтр 10 -20 nm) и не может разрешить тонкую структуру Для того, чтобы выполнить анализ, свободный от интерференции, не должно быть компонентов, перекрывающихся в диапазоне длин волн светофильтра
Тонкая структура пика При высоком разрешении некоторые газы показывают тонкую структуру (пик внутри пика). Каждый пик обычно хорошо разрешен и разделен. Примеры CO, CO 2, SO 2, NO, C 2 H 2, NH 3, HF, HCl, O 2, H 2 O Полный пик абсорбции обычно 10 -ки нм, каждый индивидуальный пик обычно 1 -. 2 nm шириной Proprietary info goes here… 18
Спектральная интерференция 10 nm (ширина обычного оптического фильтра) спектр CO 2 и H 2 O. Interference Free CO 2 Peaks Низкое разрешение спектрометра (фотометра) будет давать один общий результат. Нет возможности разделения CO 2 и H 2 O. В результате H 2 O мешает измерениям CO 2. Proprietary info goes here… 19
Спектроскопия одного пика 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 115 127 139 151 109 121 133 145 Диодный лазер имеет очень высокое разрешение 0. 00004 nm, что позволяет сканировать тысячи точек для пика Поэтому существует возможность фокусироваться на одиночном пике и избежать ошибок из-за перекрывания Лазер сканирует полосу измеряемого пика и базовой линии
Преимущества TDL Чувствительность. ppm, возможно ниже при увеличении пути прохождения Селективность. Строгая монохроматичность излучения лазера (0, 00004 нм) позволяет добиться высокого разрешения и выделения отдельного пика. . Мощность диодного лазера от 0. 5 m. W до 35 m. W, луч с высокой когерентностью. Поэтому возможны измерения на больших расстояниях и сильной запыленности.
Преимущества TDL Mонохроматичность, не требуется диспергирующих элементов (фильтров, etc. ). Источник света сам по себе селективен. Перенастраиваемость. Сканирование спектра от базовой линии до максимума пика и к базовой линии позволяет проводить измерения при наличии сильного фона. Это важно при измерениях с высокой запыленностью.
True. Peak TDL анализатор 1. Электронная коробка, содержит: – CPU & программное обеспечение – Сбор данных – Контроль температуры и тока Интерфейс и дисплей – Устройства передачи данных (ethernet, выходы) 2. Модуль лазера(внутри), содержит: – лазер – Коллимирующие линзы – Держатель лазера – Валидационную камеру 3. Присоединение к процессу: – Фланцы (2 -4”) – Окно изоляции от процесса 1 3 2
True. Peak TDL анализатор 5 6 4. Модуль детектора (внутри), : – Детектор – Фокусирующие линзы – Держатель детектора 5. Механизм регулировки 6. Электроника детектора 4
Обслуживание & надежность • ВСЕ КОМПОНЕНТЫ ВОЗМОЖНО ОТРЕМОНТИРОВАТЬ В ПОЛЕ – Не требуется регулировка после снятия прибора • БЕСКОНТАКТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ – Возможность работы в агрессивных средах • ПОСТОЯННОЕ СНЯТИЕ ПОКАЗАНИЙ – Результаты, диагностика, спектры – Возможность работы без внешнего PC • НАЛИЧИЕ ПРОТОКОЛОВ РЕГИСТРАЦИИ • УДАЛЕННАЯ ДИАГНОСТИКА – через Ethernet или USB • ДИАГНОСТИКА – Потеря света (ошибка лазера, ошибка детектора, ошибка оптики и т. д. ) постоянно отслеживается – Несколько валидационных методик
Текущие & возможные применения: О 2 O 2 – Все процессы, где необходим контроль О 2 в отличие от парамагнитной и электрохимической методики. – Технологические газы, в т. ч. Агрессивные процессы Cl 2 и серосодержащие и др. (VCM, EDC, Cl 2, формальдегид, Ti. O 2) – Сжигатели вредных отходов – Установка регенерации серы (нефтепереработка), сжигатели – Вентиляционный/факельный коллектор (нефтехимия, нефтепереработка) – Процессы горения (нагревательные, технологические печи)
Определение концентрации О 2 Для % содержания О 2 в процессах горения Циркониевый анализатор O 2 – ZR 22
Основные преимущества ZR 22 Фланцы из сплава Hastelloy B (Тот же коэффициент температурного расширения, что и у Zr. O 2 керамики) Быстрая реакция с зондом без фильтра Специальная методика нанесения платинового электрода – путем молекулярного связывания – приводит к продолжительному сроку службы ячейки Стабильные измерения с нагревателем, окружающим ячейку. Температура стабильна.
Превосходная ремонтопригодность ZR u Заменяемый тэн в датчике ТЭН Преимущества: можно заменить в «поле»
ZR 402 Tренды Информация Диагностика Калибровка & обслуживание Дисплей трендов • ЖК сенсорный дисплей с подсветкой • продвинутые функции самодиагностики предсказание ожидаемого времени жизни ячейки • Автокалибровка Экран настроек
Определение концентрации О 2 Для % содержания О 2 в процессах горения Циркониевый анализатор O 2 Ограничения метода – Одноточечное измерение – Присутствие горючих газов – Высокое общее содержание СО в коррозионных газах
Определение концентрации О 2 Парамагнитный анализатор – Требует чистый и сухой газ пробы – Высокая стоимость техобслуживания для пробоотборной системы при анализе пробы с высокой запыленностью и коррозионностью – Одноточечное измерение – Не подходит для контроля горения из-за большого времени запаздывания – Риски при использовании для контроля безопасности из-за наличия пробоподготовки Электрохимический анализатор – Требует чистый и холодный образец (до 70 С) – Ограниченное время жизни – Частая калибровка – Короткое время наработки между техобслуживанием изза испарения электролита – Отсутствие функциональной диагностики
True. Peak TDL – Преимущества метода - In Situ анализ (не требует пробоподготовки) - Быстрый отклик (1 -20 с) - Давление пробы до 20 Bar - Температура пробы до 1500°C - Оптическая методика (сенсор не контактирует с пробой) - Oпции для агрессивных сред (например – высокая запыленность, коррозионность) -Гибкость установки -Возможность работы при обструкции света до 95%
Измерения в большом объеме
Мониторинг концентрации О 2 в парах вакуумной колонны Задача - мониторинг уровня концентрации O 2 Основные проблемы - Очень низкое давление пробы – вакуум (2 -15 к. Па абс) - Точка росы пробы при атмосферном давлении выше температуры процесса – проблемы при дизайне пробоподготовки при экстракции пробы Преимущества TDLS 200 По сравнению с парамагнитной методикой - Измерение кислорода непосредственно в процессе, не требуется система подготовки пробы. По сравнению с другими лазерными анализаторами - только в TDLS 200 используется технология регистрации прямой адсорбции пиков, что значительно увеличивает точность измерения.
TDLS 200 – новейшее поколение Прямая адсорбция (левый спектр) применяется в TDLS 200 и метод вторых гармоник или 2 f (правый спектр) применяется в классических лазерных анализаторах Прямая абсорбция (10% O 2 в различных фоновых газах) 1 Вторые гармоники (10% O 2 в различных фоновых газах) 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151 CO 2 N 2 He Фоновые газы влияют на форму пика, на площадь пика не влияют, 2 f на высоту пика влияют.
Результаты измерения стабильности работы TDLS 200 При изменении давления пробы и концентрации кислорода
Мониторинг концентрации О 2 в парах вакуумной колонны Точки измерения и пример реализации Теплообменник Точки измерения Вакуумна я колонна Система измерения Изоляционный фланец с Вход пробы защитным окном Шаровый кран Изоляционный фланец с защитным окном Шаровый кран Выход пробы
Текущие & возможные применения: CO – Контроль горения для технологических, нагревательных печей и больших систем горения Влага – Влага в коррозионных/агрессивных средах NH 3 - Контроль работы катализаторов аммиачного De. NOx Химическая промышленность
Измерение СО для контроля эффективности сжигания топлива – Главный параметр для контроля эффективности сжигания. Легкость использования для задач контроля – Также часто используется в применениях, связанных с безопасностью Oxygen – CO – Идеально подходит для установки точки контроля (избытка воздуха) adjustment Является предвестником проскока несгоревших УВ Топливо Воздух 20 ПОТЕРИ ТЕПЛА Увеличение NOx 16 CO & Горючие компоненты NOx CO 2 12 8 Идеальное соотношение ПОТЕРИ ТЕПЛА 4 CO, смок – продукты неполного сгорания -20 -10 0 ЭФФЕКТИВНОСТЬ O 2 10 20 % ИЗБЫТОК ВОЗДУХА Proprietary info goes here… 43
Что такое корректная точка установки контроля Избыток топлива Избыток воздуха Минимально возможный избыток воздуха без: – Компромиссов с безопасностью (отсутствие горючих) – Образования CO CO Абсолютный уровень зависит от: – Свойств применяемого топлива – Типа форсунки – Изменений влажности – Изменений плотности – Скорости подачи – Степени загрязнения системы сжигания – Степени механической изношенности системы сжигания С помощью измерения СО можно определить точку контроля О 2! Proprietary info goes here… O 2 % Избыток воздуха 44
Непрерывные TDL измерения O 2 + CO Test. Регулировка O 2 может приводить к проскоку CO. Второй проскок. Оператор увеличивает O 2 и CO снижается. Первый проскок. Оператор увеличивает O 2 и CO идет вниз. Одинаковые значения
Контроль горения True. Peak TDL позволяет -Измерения в/около зоны горения - До того, как уровень CO уменьшается Различные концентрации -Быстрый отклик -5 s -Высокая чувствительность для CO -<10 ppm -Зона горелок Oxygen + Temperature CO + CH 4 + H 2 O - Перекрестные измерения, чтобы уловить утечку СО -Измерения CH 4 для безопасности -O 2/CO баланс - Одинаковое расположение и условия
Комплексный подход с использованием TDL Эффективность & Эмиссия – O 2/CO для минимизации избытка воздуха, увеличения эффективности и уменьшения эмиссии Условия горения при избытке топлива – Увеличения уровня CO является предвестником проскока углеводородов Прорыв пламени горелки Вариации – Tемпература быстро падает* концентрации – Углеводороды (метан) быстро увеличиваются – Кислород быстро увеличивается – Влага быстро падает* Течь трубок – Влага может увеличиваться (steam cracking)* – Углеводороды увеличиваются (метан) – Кислород может не сильно изменяться – Температура может не сильно изменяться* – CO может не сильно изменяться Измерение и понимание параметров при работе печи (показаны красным) cмогут помочь идентифицировать проблемы безопасности и их причины Только имея достаточное количество точек измерения можно получить полную картину для идентификации всех проблем O 2 и CO измерения не достаточны Решение: комплексный подход к измерениям с использованием. TDL (получаем патент) Низкая Т, но СО почти полностью прореагировал
Контроль работы аммиачного De. NOx по проскоку NH 3 Введение - NH 3 используют для удаления оксидов азота (NOx , отсюда и название процесса De. NOx) в дымовых газах. Аммиак добавляют перед катализатором, либо, если катализатор не используется, перед дополнительным нагревателем. Задача - Измерение концентрации аммиака в дымовых газах на уровне ппм Преимущества использования TDLS 200 - Не требуется система подготовки пробы, что приводит к снижению дополнительных затрат, связанных с ее обслуживанием. Быстрый ввод в эксплуатацию - Непрерывный мониторниг - Быстрый отклик, что позволяет использовать данный прибор в цепочке управления количества впрыскиваемого аммиака, а не только регистрации его концентрации на выходе
Результаты измерения стабильности работы TDLS 200
СЛЕДЫ ВЛАГИ – РИФОРМИНГ пример ПРИМЕНЕНИЯ – Cодержание HCl – коррозионная среда для контактных сенсоров – изменения фоновых компонентов газа пробы, трудности для традиционных TDL (2 гармоник) – требует высокой чувствительности – Во время регенерации уровень влаги может увеличиваться в >400 x раз, требуется широкий динамический диапазон – Требует быстрый отклик и восстановление (скорость анализа) Normal operation: During regeneration cycles: • • H 2 ~ 80% C 1 ~ 8 -15% C 2 ~ 5 -10% C 3 ~ 3 -5% N 2 Heavy HCs< 1% HCl: ~ 1 - 20 ppm • H 2 O ~ 5 - 50 ppm • • HCl depending on process can occur at high levels Oxygen 3 -5% CO/CO 2 up to 25% N 2 • H 2 O ~ 020, 000 ppm
Установка • ПОПЕРЕК ДЫМОХОДА/ТРУБЫ (IN-SITU) – Измерения непосредственно в процессеs - Опции валидации » Off line верификация/калибровка с калибровочной ячейкой » On line верификация с динамическим впрыскиванием (bump cell)
Концепция установки для увеличения оптического пути
Установка BYPASS LEG – Проба идет через отвод – Позволяет изолировать от процесса – Опция валидации – Для процессов, где недоступен оптический путь • Изолирование от процесса, стандартный газ • On line верификация с динамическим впрыскиванием Проточная ячейка – Подача и сброс образца – валидация • Изолирование от процесса, стандартный газ
Экстракционный метод
Аналитическое оборудование компании YOKOGAWA Жидкостные анализаторы Copyright © ООО «Иокогава Электрик СНГ» 2012
Развитие линейки анализаторов жидкости в Иокогава Универсальный модульный преобразователь – Much cost reduction in product life cycle – Delivery improvement in total supply chain 2010 2005 Модульный подход 1991 На базе микропроцессора Q На базе микропроцессора Аналоговый Одна модель для… Серия EXAxt 4 -х проводной 2 -х проводной 4 -х проводной Серия EXA p. H, SC, ISC, DO, ・・・ Oxygen, Density, ・・・ HART, FF, Profibus Аналоговый На базе транзистора Серия Sigma 1980 Серия Eltran 1970 Промышленный p. H анализатор 1957 + ГИБКОСТЬ (FLEXibility) +МАСШТАБИРУЕМОСТЬ Smart sensor m. A, DI, DO, Relay FM, CSA, ATEX, IEC ・・ ・
FLEXA Новое поколение анализаторов жидкости Copyright © ООО «Иокогава Электрик СНГ» 2012
FLEXA Внутреннее построение Модуль датчика
2 -проводный анализатор FLXA 21
Универсальный 2 -проводной датчикпреобразователь с модульной конструкцией Исполнение корпуса Корпус из нержавеющей стали Аналог PH 202 G Пластиковый корпус ЦПУ + ЖКД ЦПУ (без ЖКД) Параметр Питание 2 -проводной источник питания + m. A(HART) 2 -проводной Источник питания+ FF/PB PH SC 2 -проводная система ISC DO Общее Гибкость и масштабируемость Эксклюзивное использование 2 -проводной системы
Характеристики FLEXA - 2–проводной датчик-преобразователь с сенсорной панелью дисплея Лучшая работоспособность по сравнению с конкурентами - 2 -проводной датчик-преобразователь с 2 входами датчиков p. H+p. H, p. H+ORP, SC+SC - Дисплей по выбору: ЖКД или Без дисплея
Характеристики FLEXA - Многоязычный интерфейс: Русский, Английский, Немецкий, Французский, Японский, Испанский, Португальский, Голландский, Итальянский, Китайский, Корейский, Чешский, Тайский
Характеристики FLEXA - Отображение исправного состояния датчика В отличии от индикации импеданса (индикации сопротивления) p. H электрода, анализатор визуально отображает статус состояния датчика на основании информации от каждого параметра датчика в верхней части экрана. - Высоконадежная конструкция Соответствие стандарту SIL 2 (Уровень целостной безопасности)
Продвинутые функции диагностики Непрерывная диагностика состояния сенсора Разбитый сенсор
Продвинутые функции диагностики Непрерывная диагностика состояния сенсора Забивка сенсора сравнения
Продвинутые функции диагностики Непрерывная диагностика состояния сенсора Разрыв проводов
Продвинутые функции диагностики Непрерывная диагностика состояния сенсора Сенсор не погружен в жидкость
Характеристики FLEXA Дисплей позволяет выводить тренды до двух недель Временная шкала настраивается от 15 минут до 14 дней
FLEXA Пластиковый корпус Внешний вид Корпус из нержавеющей стали
Характеристика FLEXA Вычисления датчика Для p. H + p. H Дифференциал (вход 1) - (вход 2) Среднее (вход 1 + вход 2) / 2
Характеристика FLEXA Вычисления датчика Для SC + SC Примечание; Для удельного сопротивления можно выбрать только дифференциал (разность) Отношение (вход 1) / (вход 2) Дифференциал (вход 1) - (вход 2) Среднее (вход 1 + вход 2) / 2 Проход [%] (вход 2) / (вход 1) X 100 Подавление [%] (вход 1 - вход 2) / (вход 1) X 100 Отклонение [%] (вход 2 - вход 1) / (вход 1) X 100 Вычисление p. H (VGB) p. H=8. 6+log{(вход 1) - (вход 2)/3}
Характеристики FLEXA - Резервированный датчик для непрерывных измерений Автоматическая система дублирования датчика в случае выхода из строя Датчика 1. Сбой Датчика 1 Датчик 1 Рабочий Ремонт Датчика 1 Вышел из строя Рабочий Выход м. А Датчик 2 Рабочий Автоматическое переключение на Датчик 2 Рабочий Ручное переключение обратно на Датчик 1 Рабочий Выход м. А Резервированный датчик также применяется при вводе в эксплуатацию, калибровке и промывке Датчика 1
Аналоговые выходы/расширение FLXA 21 имеет 2 входа сенсоров Заказчику нужны 2 выхода Заказчику нужно несколько выходов с двухпроводным преобразователем ? ?
Детали решения Использование HART LOOP КОНВЕРТЕРА 4 -20 m. A Analog Output 1 DCS Analog Output 2 HART LOOP CONVERTER Analog Output 3 HART Communication Вход от 2 сенсоров (p. H/ORP, SC, DO ) Analog Output 4 PLC Recorder etc.
Детали решения HART LOOP CONVERTER Модель : KFD 2 -HLC-Ex 1. D Производитель : PEPPERL + FUCHS нет контактных выходов Модель : HIM Производитель : MOORE INDUSTRIES есть контактные выходы
Характеристики FLEXA Оцифровка КИПи. А Ethernet Цифровые возможности КИПи. А – FF, PB, HART - Прогнозирование срока службы датчика - Тенденция износа датчика - История калибровки датчика - Установка и сохранение параметров - История выполнения операций FLEXA
Скачать презентацию Аналитическое оборудование компании YOKOGAWA -1 — TDLS
ANALYZERS_UFA.pptx