煙氣濕度監測受工藝、工況影響顯著。本文比較分析不同原理濕度儀在實際應用中的表現,總結優缺點,為選型和應用提供參考。
一、濕度監測原理及優缺點
阻容式原位測量法:
原理:煙氣水蒸氣接觸傳感器電極引起阻抗變化,經校準計算濕度。
優點:水分選擇性高、相對穩定、響應快、能耗低、成本低、溫度系數低。
缺點:
氣體成分影響漂移,腐蝕性氣體(如NH?,SO?)易損壞傳感器。
需定期校準以克服老化、漂移、污染、滯后影響,現場無法校準。
干濕氧抽取法:
原理:抽取煙氣,分別測量原始氧量和經催化裂解后煙氣氧量,計算并經校準得到濕度。
優點:傳感器壽命較長、響應快、集成濕度/氧量測量、體積小。
缺點:
抽取過程易造成濕度損失。
氧化鋯測氧易受干擾,催化裂解性能不穩定。
需經常校準,現場無法校準濕度。
激光調制原位測量法(TDLAS):
原理:特定波長激光被煙氣中水分吸收,根據比爾-朗伯定律及光信號響應計算并經校準得到濕度。
優點:非接觸、受氣體成分影響小、精度高、響應快、耐腐蝕、具備傳感器診斷。
缺點:高顆粒物場合需定期清潔光學鏡片。
二、現場應用測試分析
TDLASvs.阻容法(窯爐煙氣,經SCR+雙堿法脫硫+濕電):
兩者均能反映工藝變化(啟停、調整)。
停運無煙氣時,TDLAS數據穩定歸零;阻容法數據降至1.5%-2%(非零)。
運行期間,阻容法數據(14-16%)較TDLAS(13-15%)偏高1%-2%。
偏差分析:腐蝕性氣體、有機顆粒物、銨鹽等可能腐蝕或污染阻容法傳感器,導致漂移(零點及運行值)。TDLAS探頭雖附著嚴重污染物,數據仍穩定。
TDLAS原位vs.干濕氧抽取法(水泥窯,SNCR+布袋):
干濕氧法數據穩定在8-9%;TDLAS數據波動在4.5%-6.2%,兩者趨勢一致。
偏差分析:
理論上抽取法因結露損失應低于原位法,但實際干濕氧數據偏高,其準確性存疑。
停產期間,干濕氧濕度與氧量數據呈異常關聯,懷疑干濕氧標定不合理。
三、濕度監測選型參考建議
考慮工況:低溫高濕環境選擇原位法時,必須配備測量器件加熱,防止冷凝損壞。
優選原位測量:工況較好時,優先原位法(TDLAS、阻容法),避免抽取損失。特別注意:
冷干法CEMS(原位預處理/磷酸滴定)不宜用抽取式濕度儀。
熱濕法CEMS宜用原位法;若用抽取法,必須先測濕度,避免采樣管線冷點、接頭及NOx轉換器影響。
控制需求優先:用于工藝或設施控制的,選靈敏度高、響應快、穩定性好的設備(如TDLAS優勢明顯)。
重視穩定性與校準:濕度儀通常無法現場校準,優先選擇穩定性好、漂移小、校準周期長的設備。
關注出廠校準:設備廠家的校準方式方法直接影響現場數據準確性,選型時務必了解清楚。
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