颗粒激光在线监测系统简介及常见故障排除PPT课件.ppt

JJD-VI催化剂颗粒激光在线检测系统;一 催化剂颗粒激光在线监测系统简介 ; 目前，国内外的监测手段有离线和在线两种。离线监测就是现场动态多点采样，然后在分析仪上进行分析，这种方法由于采样环境温度高，采样时间长，不能适应现代技术发展与生产的要求。在线监测即利用激光监测仪，在现场直接测出高温烟气中催化剂的浓度和粒度。西安毅达信息系统有限公司研制生产的催化剂颗粒激光在线监测系统，准确有效的实现了烟气管道中催化剂颗粒浓度、粒度分布和变化趋势的实时在线监测，为我国炼油厂催化装置关键设备安稳、长周期的运行提供了现代化监测手段。; 2 理论依据 当光束照到被认为是球体的颗粒上时，会产生光的散射及吸收现象。对于某个颗粒来说，如不存在多次散射，则散射光与颗粒大小和浓度有关，这就是著名的梅氏散射理论（MIN，1908）。随着激光和计算机应用技术的发展，符合梅氏散射条件的烟气管道中的催化剂颗粒场，即可通过基于梅氏理论设计开发的激光监测系统，实现实时在线监测。当一束平行光打在一个颗粒上时，一部分光被散射，一部分光被吸收。因此颗粒与两面个测量截面——吸收截面和散射截面有关。每一个理论上的截面将从原光束中分出一部分光。如果我们计算散射光与吸收光的比例，作为与两个截面有关的信号，我们就能估算出颗粒的体积; 或平均直径；如同烟气气流中的情形一样，同时包含许多颗粒，颗粒的总体积或平均浓度就可以被确定。 对测量环境无害的激光器，最适用于监测气流中的高温催化剂颗粒。由于激光是相干单色光，所以很底能量也可在相对长距离上集中在狭小的光束中，为此我们选用的是一种氦氖激光器（HN-L），其中光束直径为0.83mm发射功率为1mw（注：JJDⅢ、Ⅳ用4mw）,光束发散角小于1mrad。; 3 系统构成 催化剂颗粒激光在线监测系统，是安装在三级旋风分离器进出口烟气管道上，监测其中烟气夹带催化剂颗粒浓度和粒度大小分布的专用仪器，简称激光监测系统。系统包括发射子系统、接收子系统、信号处理子系统、工业控制计算机子系统、吹扫子系统。;图1 系统总体结构示意图 ;图2 发射器和接收器结构简图;发射和接收系统 发射激光管和接收激光管对称安装在烟道两侧，系统的计算机控制中心供给发射器和接收器低压直流电源信号及散射功率和参考信号。由发射器发出的激光束沿管道径向横穿烟气管道进入接收系统；接收器检测透射光能，收集并检测某一环带孔径内的散射光能。由于电子系统不能直接对光学量进行处理，因此所有的光学信号须经过光/电转换。 ;图5　信号处理系统方框图;信号处理系统 信号处理系统主要处理来自接收系统的透射光能信号和散射光能信号。光点打在位敏器(即在1个硅片上沿x,y轴线分割成4个象限面积相同的器件)上后，经电路的数学处理，就可以判别光束打在哪个象限。处理器共处理X,-X,Y,-Y，散射光信号和激光光能信号6路电信号。　　信号处理后，各路信号除了用作状态显示外，还要经过A/D转换，传送到计算机控制中心，并由控制系统输出必要的信息。其中模拟量和数字量的转换，需要考虑在线监测的速率和精度。 ;图6　计算机控制中心工作程序框图 ;计算机控制中心系统 计算机控制中心系统包括计算机主机、显示器、键盘、打印机、记录仪、报警仪、显示仪表、控制电路。 ;吹扫系统　　为防止高温烟气腐蚀激光管和石英玻璃窗在热态工作环境下表面被催化剂颗粒污染粘糊，以及防爆的要求，特设计了吹扫系统。吹扫系统一方面保证发射和接收系统电子组件的工作温度，使发射、接收子系统内形成空气正压，以隔离高温环境的影响，另一方面保证石英玻璃窗不被催化剂颗粒粘糊。吹扫风采用净化的压缩空气。;4 系统功能和作用 激光监测系统具有完备的监测、信号处理、数据处理、报警、连续记录、打印报表等功能，而具有这些功能的激光监测系统，将为炼油生产工艺控制和设备维护提供科学依据。 ; 4．1 通过比较三旋进、出口烟气管道中的颗粒浓度和粒度大小分布数据及其变化趋势，能够精确地测定三旋的分离效率，并判定三旋设备的运行情况和趋势。如果通过浓度比较、计算出的三旋分离效率是否符合设计要求，即可考虑维修和更新设备。; 4．2 烟气管道中的颗粒和粒度大小分布超过设计要求时，激光监测系统将发出警告；通过分析比较三旋进、出口的颗粒浓度变化趋势，即可判断是三旋设备本身的性能故障，还是前道工序设备性能的故障，并由此可实现生产工艺控制和准确的设备故障检测。 ; 4．3 通过监测烟气管道中颗粒浓度和浓度变化趋势，能够有效地保证烟轮机在正常的工况下运行，进而延长烟机的使用寿命。 4．4 通过