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項目背景

合作背景

根據(jù)國家安監(jiān)總局《安監(jiān)總管三116號》文件要求，甲醛生產(chǎn)工藝被列入重點(diǎn)監(jiān)管危險化工工藝目錄，需對反應(yīng)物料氧含量實施在線監(jiān)測。隨著安全儀表系統(tǒng)（SIS）的普及應(yīng)用，氧化爐進(jìn)氣口氣體的氧含量監(jiān)測已成為甲醛生產(chǎn)的強(qiáng)制性安全配置。

當(dāng)前國內(nèi)氧含量檢測儀表主要分為抽取式氣體分析儀和激光式氣體分析儀兩類。甲醛生產(chǎn)氧化爐進(jìn)氣口的三元?dú)猓状?、水蒸汽、空氣混合氣體）具有可燃性強(qiáng)、易冷凝等特性，作為SIS系統(tǒng)的核心安全監(jiān)測儀表，氧分析儀的可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定長周期運(yùn)行。

項目介紹

寧夏欣奧化工有限公司自2018年4月起開始實施SIS系統(tǒng)的設(shè)計安裝和使用。項目初期采用抽取式分析儀，通過導(dǎo)管從氧化爐進(jìn)氣口引出氣體，經(jīng)冷卻、冷凝、分離后，通過探測儀預(yù)置的程序?qū)ρ鹾?/span>進(jìn)行推算。該方案存在顯著缺陷：測量誤差較大，運(yùn)行條件苛刻，曾數(shù)次因測量誤差導(dǎo)致SIS系統(tǒng)觸發(fā)停車事故。由于安全儀表不可停運(yùn)，異常工況時員工需冒險操作，該隱患被上級應(yīng)急管理部門列為重點(diǎn)整改項目。

經(jīng)過仔細(xì)考察對比，企業(yè)最終采用了四方儀器公司研發(fā)的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀。作為國產(chǎn)激光分析儀在甲醛行業(yè)的成功應(yīng)用，該系統(tǒng)已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行一年有余。

該應(yīng)用實例已被行業(yè)會刊收錄刊登

產(chǎn)品原型

原位激光過程氣體分析儀 GasTDL-3100

主要參數(shù)

項目實施

技術(shù)方案

本項目采用的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀，基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)，通過激光掃描氣體分子特征吸收譜線，直接測量氧化爐進(jìn)氣管道內(nèi)氧的含量。相較于傳統(tǒng)抽取式分析儀需通過氣體冷卻、分離和間接推算的復(fù)雜流程，該技術(shù)實現(xiàn)了原位直測，響應(yīng)時間小于1秒，測量精度優(yōu)于±1%F.S.，真實反映了高溫工藝氣體的實際狀態(tài)。

分析儀采用一體化設(shè)計，直接安裝于氧化爐進(jìn)氣主管道，且安裝方便施工快捷，僅需半天即可安裝完畢，省去預(yù)處理系統(tǒng)，規(guī)避了氣體冷凝導(dǎo)致的組分濃度數(shù)據(jù)失真問題，也減少了損耗。針對甲醛生產(chǎn)過程中110℃高溫、甲醇/水蒸汽混合介質(zhì)的高水分與高腐蝕性，以及高流速等復(fù)雜工況，設(shè)備配置IP67防護(hù)等級隔爆外殼，并集成氮?dú)獯祾邌卧?。通過0.2~0.4MPa潔凈氮?dú)鈱鈱W(xué)視窗持續(xù)的正壓保護(hù)，既將設(shè)備腔體工作溫度穩(wěn)定控制在60℃以內(nèi)，又利用惰性氣體環(huán)境提升氧含量檢測精度，有效解決了西北地區(qū)晝夜較大溫差所引起的測量波動。

系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，無運(yùn)動部件和易損部件，傳感器壽命超過6年，大幅降低了維護(hù)需求。系統(tǒng)設(shè)置有校準(zhǔn)界面和遙控激光氣體分析器，可隨時進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，設(shè)置測量光程和標(biāo)定光程，操作便捷。其工作界面顯示清晰直觀，巡檢人員在巡檢時可通過界面參數(shù)及時掌握工藝變化情況。

方案價值

該技術(shù)方案成功解決了傳統(tǒng)抽取式分析儀測量滯后、誤差大的行業(yè)痛點(diǎn)。通過秒級實時精準(zhǔn)監(jiān)測，將SIS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制的可靠性大幅提升，消除誤報警導(dǎo)致的非計劃停車。自投用以來，生產(chǎn)線連續(xù)安全運(yùn)行周期突破400天，保障了長期生產(chǎn)穩(wěn)定性。

經(jīng)濟(jì)效益方面，設(shè)備直接安裝省卻預(yù)處理系統(tǒng)，每年將為用戶節(jié)約大量耗材及維護(hù)成本，更是較進(jìn)口設(shè)備降低了60%~70%的初期投資。在管理層面，氧含量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測量，為工藝段的精準(zhǔn)把控和企業(yè)的能效控制提供了重要的數(shù)據(jù)支持。

系統(tǒng)通過氧含量數(shù)據(jù)與SIS系統(tǒng)的深度集成，更可以支持工藝參數(shù)歷史追溯與遠(yuǎn)程監(jiān)控。不僅驗證了國產(chǎn)分析儀器在?；に囍械目煽啃?，也為行業(yè)提供了可復(fù)制的安全監(jiān)測技改范例，值得在甲醛行業(yè)深度推廣。

項目現(xiàn)場