[发明专利]一种在线一氧化碳分析仪和加热炉燃烧控制系统

说明书

本发明公开了一种在线一氧化碳分析仪，包括发射单元、接收单元、吹扫单元和控制单元；发射单元包括红外激光光源和斩波器，接收单元包括滤波气体池、滤光片、凸透镜和探测器，发射单元和接收单元通过法兰安装在加热炉烟囱两侧；发射单元与接收单元的光路在同一直线上，发射单元光路末端设置透光晶片，接收单元光路起始端设置透光晶片；吹扫单元设置吹扫管路和正压管路，吹扫管路分别连接发射单元和接收单元的透光晶片与法兰之间，正压管路分别连接发射单元和接收单元；控制单元通过连接电缆与发射单元和接收单元分别连接。该在线一氧化碳分析仪能够长期稳定运行，能够通过监控烟气中一氧化碳浓度为加热炉提高热效率和安全运转提供数据支持。

技术领域

本发明涉及石化行业烟气分析领域，特别涉及一种石化行业中加热炉烟气中一氧化碳浓度在线实时测定的一氧化碳分析仪和加热炉燃烧控制系统。

背景技术

随着对节能减排的日益重视，石化行业中加热炉管理不断加强，目前加热炉操作水平和节能减排的水平相对以前已经大幅提高，但是加热炉优化运行还有提升空间。通过对加热炉的烟气进行实时在线分析，尤其是一氧化碳浓度的测定，能够表明加热炉的燃烧状态，进而调整加热炉运转参数，能够使加热炉运转在最佳状态，从而实现加热炉节能、减排和安全运转。

现在对一氧化碳浓度的分析方法主要有红外分析法、电位法和气相色谱法等，其中实现对烟气检测主要采用红外分析法。传统非色散红外检测仪采用两个红外光源，红外光经过调制后分别进入参比气室和测定气室，通过光源强度变化计算气体浓度。该方法缺点是采用两个光源成本高，而且两个光源发出的红外光会存在差别，长时间工作光源强度变化趋势不同会导致测定灵敏度降低。

现有一氧化碳分析仪在进行测定时主要是通过采样管，从烟气中采集少量烟气，通过气泵导入到仪器内部的测定气室内进行测定，由于气体要在管道中一段时间才能进入仪器，测定结果是采样时的状态，并不是实时测定的结果。由于加热炉烟道较大，从某一采样点采集少量样品不能代表整个烟气中的一氧化碳浓度，该方法存在测定结果不能完全代表烟道内的一氧化碳浓度状况。同时，对于烟气的实时监测分析，由于烟气气量大、烟气内含有粉尘等杂质，需要在室外长期连续运转，一般的分析仪器无法完成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可靠、快速并实时准确测定加热炉烟气中一氧化碳浓度的分析仪，该在线一氧化碳分析仪能够长期稳定运行，能够通过监控烟气中一氧化碳浓度为加热炉提高热效率和安全运转提供数据支持。

本发明的在线一氧化碳分析仪，包括发射单元、接收单元、吹扫单元和控制单元；其中发射单元包括红外激光光源和斩波器，接收单元包括滤波气体池、滤光片、凸透镜和探测器，发射单元和接收单元通过法兰安装在加热炉烟囱两侧；发射单元与接收单元的光路在同一直线上，发射单元光路末端设置透光晶片进行密封，接收单元光路起始端设置透光晶片进行密封；吹扫单元设置吹扫管路和正压管路，吹扫管路分别连接发射单元和接收单元的透光晶片与法兰之间，正压管路分别连接发射单元和接收单元；控制单元通过连接电缆与发射单元和接收单元分别连接。

所述的红外激光光源采用量子级联激光器。所述的透光晶片、滤光片和凸透镜的材质均采用在中红外波段（4.65微米附近波段）透光良好的单晶氟化钙材料。

所述的滤波气体池，包括气体池压盖螺丝、压盖、硅胶垫片、氟化钙窗口、密封圈、池体、进气密封螺丝、分隔横梁、氮气气体池和一氧化碳气体池；滤波气体池池体为圆筒结构，通过分隔横梁沿圆筒轴向分为两部分，一侧为氮气气体池，另一侧为一氧化碳气体池；氮气气体池和一氧化碳气体池的轴向两端均设有密封圈沟槽，密封圈置于密封圈沟槽内，氟化钙窗口置于密封圈上，硅胶垫片置于氟化钙窗口上，硅胶垫片对应于气体池内部的部分采用镂空设计，通过压盖螺丝将压盖、硅胶垫片和氟化钙窗口安装在气体池池体上；氮气气体池和一氧化碳气体池的侧壁中央均设有进气口，氮气气体池和一氧化碳气体池充完相应气体后采用进气密封螺丝和密封圈将进气口密封。