基于TDLAS的变压器油中C_(2)H_(2)在线监测装置设计

随着电力行业的不断发展,变压器的安全与稳定愈发重要。为满足变压器油中C_(2)H_(2)的在线监测需要,选取1532 nm的分布式半导体激光器与12 m光程怀特池,研制了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术与波长调制技术的变压器油中C_(2)H_(2)在线监测装置,实现了油中溶解C_(2)H_(2)分离、气体检测、结果分析等功能,测量周期约为25 min,测试过程无损样本。该装置检测精准快速,无需人工操作,可为变压器提供实时的安全参考意见。

基于TDLAS的煤粉锅炉水冷壁近壁面CO/H_(2)S同步在线监测

煤粉锅炉低氮燃烧工况下还原性气氛H_(2)S和CO体积分数上升导致水冷壁高温腐蚀严重,实时在线监测水冷壁近壁面CO/H_(2)S体积分数并基于测得的数据建立高温腐蚀预警模型具有重要意义。采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术测量锅炉水冷壁近壁面CO/H_(2)S体积分数,首先利用赫里奥特多次反射池提高测量精度并降低检测限,然后开展CO/H_(2)S体积分数动态测量验证实验。结果表明,CO、H_(2)S分别在0~2000μL/L和0~20μL/L范围内,测量值与配比值一致且具有较高的精度。最后结合恒流稀释烟气高保真预处理技术将研制的CO/H_(2)S监测装置应用于大型火电机组煤粉锅炉现场,采用轮测方式实现了锅炉炉膛“还原区”和“燃尽区”CO/H_(2)S同步在线监测;同时基于监测数据反馈对锅炉燃烧进行调整,在确保烟气超低排放基础上减缓水冷壁高温腐蚀速率,实现火电机组高效、环保、安全和智能化运行。

350MW四角切圆锅炉水冷壁高温腐蚀及H_(2)S在线监测预警

针对某350 MW四角切圆锅炉水冷壁H_(2)S高温腐蚀现状,开展了水冷壁近壁面H_(2)S浓度在线监测及高温腐蚀预警应用示范研究。研究首先进行锅炉燃烧数值模拟并根据模拟结果选取H_(2)S监测测点,然后将基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)结合恒流稀释烟气高保真预处理技术的H_(2)S在线监测系统应用于大型火电机组煤粉锅炉现场,采用轮测方式实现了锅炉炉膛“还原区”和“燃尽区”水冷壁近壁面H_(2)S浓度在线监测,同时基于监测数据反馈对水冷壁进行高温腐蚀预警。运行结果表明:锅炉炉膛内H_(2)S生成量与CO浓度呈正相关而与SO_(2)浓度呈负相关性,总硫守恒且仅与煤质中硫含量有关。因此,对水冷壁近壁面H_(2)S浓度进行实时在线监测预警,通过燃烧调整将H_(2)S浓度控制在合理范围内,可有效减缓低氮燃烧工况下水冷壁高温腐蚀速率,对燃煤锅炉尤其是高硫贫煤锅炉的安全运行具有重要意义。

油井H_(2)S及CO_(2)一体化传感器在线测量装置设计

本文设计了一套油井H_(2)S及CO_(2)一体化传感器在线测量装置。该装置基于电化学与红外光谱的油井气体在线测量技术,研发了H_(2)S及CO_(2)密闭取样与回注装置,建立了完善的传感器信号处理算法,实现了对油井H_(2)S及CO_(2)参数和状态的实时监测,便于现场工作人员实时监控油井生产状态变化,并为生产运行决策提供了参考依据。

基于TDLAS的H_(2)S高温反应特性实验研究

电站锅炉在低NO_(x)燃烧过程中因锅炉内还原性气氛浓度较高,会产生较多H_(2)S气体。针对H_(2)S因具有易燃、强腐蚀性、剧毒性而可能对火电厂造成多种危害的问题,采用可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)方法结合多通池和计算机搭建低气体摩尔分数在线测量系统,实现了对混合气体中摩尔分数在10–6量级H_(2)S的精确在线测量,并利用该测量系统进行了H_(2)S高温反应实验,探究实验温度和混合气体中O_(2)摩尔分数对该反应的影响。实验结果展示了压力为80 kPa、O_(2)摩尔分数为0~5%的条件下,H_(2)S开始发生化学反应的温度随O_(2)摩尔分数变化的变化规律,整体而言,混合气体中O_(2)摩尔分数越高,H_(2)S开始发生化学反应的温度越低。实验结果可以为锅炉烟气中H_(2)S的生成、转化和危害控制提供一定数据基础。

天然气中H_(2)S在线分析TDLAS技术的应用前景

H_(2)S在线分析仪作为监控天然气中H_(2)S含量的重要手段,广泛应用于天然气净化厂产品气和天然气集输场站。传统的在线分析方法包括色谱法、紫外吸收法、乙酸铅光路法等,这些方法都需要分析周期,无法实时监控数据,并且需要定期更换耗材。可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术作为新兴的在线检测技术,自20世纪80年代提出以来,广泛地应用于工业检测、安全防护、气象监测等领域。TDLAS技术较之传统的分析检测方法,具有实时分析数据、反应灵敏、检测限低、无耗材和非接触的优势。近几年,TDLAS技术在天然气领域内的应用发展非常迅速。介绍了TDLAS技术的原理,通过实验数据分析了该技术在天然气中低含量H_(2)S在线分析领域的应用前景。

燃煤锅炉水冷壁近壁面高温H2S气体在线监测系统

火电机组锅炉实施了低氮燃烧改造后,水冷壁近壁面区域长期处于高浓度还原性H2S下,水冷壁高温腐蚀现象愈加频繁,影响发电厂机组安全运行。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS),采用耐高温耐腐蚀Herriott型多光程吸收池,研制了一套用于在线监测煤粉锅炉中水冷壁近壁面的H2S浓度的测量系统,并在某电厂对该测量系统进行了现场测试,测试结果表明该系统可实现锅炉中水冷壁近壁面的H2S的在线实时监测,并具有结构简单、稳定性强和检测灵敏度高等优点。

某采油厂H_(2)S和CO监测分析

某采油厂LX地区先后发现了H_(2)S和高浓度CO。针对这一情况,地质研究所联合工艺研究所相关人员编制了H_(2)S和CO监测方案。现场采用复合式气体检测仪直接录取数据,室内采用气相色谱仪和总硫分析仪分析检测,对监测过程和检测结果进行了总结分析并得到几点认识:H_(2)S气体为压裂后产生的次生气可能性较大,且产出不稳定;CO气体分布很广泛,且产出特点为高浓度、连续、稳定。根据实验数据,在取样及检测过程中总结并编制了《高危井有毒有害气体取样安全管理要求》,为该采油厂有毒有害气体的产生机理研究、风险区划定和油田开发设计方案提供了有力依据。

1000MW燃煤机组监测炉膛CO/H_(2)S改善高温腐蚀的策略研究

文章针对燃煤机组炉膛的高温腐蚀问题,尤其是由于炉膛内CO和H_(2)S生成而引发的腐蚀,进行了深入研究。首先,探讨了CO和H_(2)S与高温腐蚀的关系,通过理论分析和实证研究,揭示了CO和H_(2)S在高温下对炉膛材料的腐蚀机制。其次,详细讨论了炉膛CO和H_(2)S的监测技术,包括在线监测、离线监测及综合监测技术。基于这些理论基础,提出了一系列针对高温腐蚀的改善策略,包括燃烧优化、材料改进、化学处理及应用新型抗腐蚀技术。这些策略的实施,有助于电厂提高运行效率和安全性,延长设备的使用寿命。

一种硫化氢侵入钻井液的在线连续监测方法

及时监测钻井液中H2S的含量能防范与减小钻井风险,为解决传统硫化氢监测中对于硫化氢侵入早期在钻井液出口硫化氢不易被检出的难题,通过检测钻井液中H2S、HS-和S2-的含量变化可作为判断地层硫化氢早期侵入钻井液的参考依据。但目前常见的碘量法、色谱分析法等离子检测方法无法适应钻井作业环境,通过分析钻井液的pH值与H2S、HS-和S2-的含量变化,提出一种连续在线酸化钻井液并辅以吹气的监测方法,其原理是将HS-和S2-还原为H2S脱出并监测。由于仅需消耗少量强酸,没有复杂的预处理程序,为硫化氢在线连续监测提供了一种新的思路。

基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统设计

组成动力电池组的单体电池不能保证各项性能完全一致,致使电池组安全运作留下隐患;为给动力电池组提供安全可靠的工作环境,实时掌握电池组工作状况,延长电池组使用寿命,设计一种基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统;系统利用传感器、STC12C5A62S2单片机、无线通信技术、Matlab编辑软件进行电气量采集、数据控制处理、无线传输和显示界面设计,实现动态监测电池组的主要参数有单体电池电压和电流、电池组总电压和总电流、温度;经反复实验验证监测系统精度可高达0.2%且运行平稳可靠,可完成对动力电池组实时状态判读,出现异常状况作出在线维护指令。

含硫集气站L245NS管线钢腐蚀规律与特征的研究

本文通过腐蚀速率、腐蚀产物形貌和产物XRD物相表征研究了含CO_(2)和H2S共存气田集气站生产环境下出站口管线内和污水罐内L245NS管线钢腐蚀监测挂片的腐蚀规律与特征,并通过六个集气站管线内CO_(2)、H2S组分含量以及污水罐内产出水组分来分析对比各站腐蚀特性。结果表明:出站口管线内挂片比污水罐内挂片的腐蚀速率低得多,前者基本属轻度腐蚀程度,且局部腐蚀不明显,而后者局部腐蚀凸显,属中度和严重腐蚀程度;腐蚀产物垢主要由BaSO_(4)、CaCO_(3)、FeS_(2)、FeCO_(3)以及少量其它如SiO_(2)组成。

红豆山隧道1~#斜井有害气体监测与防护技术研究

红豆山隧道1~#斜井在施工中发生了高压有害气体突出事件,经分析,高压气体主要成分为CO_2、较高浓度H_2S以及少量CO和H_2等多种有害气体,给隧道施工造成重大安全隐患。文章根据红豆山隧道1~#斜井内有害气体的特征,结合隧道工程施工条件,提出自动监控系统和人工实时检测为主的监测方案。通过对监测数据进行整理、分析,总结出有害气体的浓度、分布及逸出等特点。根据不同有害气体的特性,提出超前钻孔过程和掌子面钻进过程中对高压、高浓度有害气体的防护技术,主要包括:超前钻孔防喷、探孔气体压力实时监测、有害气体成分和浓度实时监测及风速监测等技术。

电力变压器在实际应用中对于绝缘杂项的传感及检测特性研究

油浸式电力变压器内油中溶解气体的含量直接影响着高压绝缘装置的绝缘性能,实现变压器内油中溶解微量气体(H_(2),C_(2)H_(2),CO及CH_(4))的可靠检测对于高压绝缘装置及电网安全至关重要。在本研究中,对长期在电网中运行的油浸式电力变压器利用密度泛函理论研究了过渡金属Zn原子掺杂的S空位SnS_(2)单层(Zn-SnS_(2))敏感材料对4种油浸式变压器中油中溶解气体的传感吸附行为。结果表明:用于油浸式电力变压器油中溶解杂项的传感材料在线监测导带和价带结构得到了有效优化(由1.550 eV变为0.127eV),掺杂体系下不同带隙和电导率的吸附体系将有助于提高新型二维SnS_(2)基气敏材料对油浸式电力变压器油中溶解气体的选择性,为实现电力变压器油中溶解气体的可靠检测提供了一种新的思路。

舍内雾化喷洒生物除臭剂工艺在不同清粪工艺猪舍的除臭效果研究

试验旨在研究舍内雾化喷洒生物除臭剂在水泡粪工艺和干清粪工艺猪舍内的除臭效果。分别在句容市某水泡粪工艺育肥场和长兴县某干清粪工艺育肥场开展相关试验,2次试验使用同种生物除臭剂产品,每次试验共10 d时间,第5天开始使用除臭剂,并选取第2~4天作为对照组,第5~9天作为试验组。试验组每天人工在猪舍内喷洒2次、每次喷洒6 L,试验过程中持续监测舍内氨气(NH_(3))、硫化氢(H_(2)S)浓度变化。结果表明:水泡粪工艺猪舍在使用除臭剂处理3 d后,NH_(3)、H_(2)S浓度达到最低值,分别为2.24 mg/kg和0.11 mg/kg,此时的去除率为73.08%和72.50%,相比对照组极显著降低(P<0.01);干清粪工艺猪舍在使用除臭剂处理5 d后,NH_(3)浓度达到最低值,为5.22 mg/kg,去除率为52.65%,处理2 d后H_(2)S浓度达到最低值,为0 mg/kg,去除率为100%,均比对照组极显著降低(P<0.01)。试验结果说明舍内喷洒生物除臭剂对水泡粪和干清粪工艺猪舍内的NH_(3)、H_(2)S浓度均有明显去除效果。