一、概述

　　在線分析(xi)(xi)(xi)儀器在化(hua)(hua)工生產(chan)中的(de)地位越來越重要，在線分析(xi)(xi)(xi)儀器與(yu)DL1A電(dian)弧爐(lu)配套(tao)使用，能快速、準確地測定鋼、鐵、合金、有色金屬、水泥(ni)、礦石、催(cui)化(hua)(hua)劑及(ji)其它材(cai)料中碳、硫兩元(yuan)素(su)的(de)含量(liang)。南(nan)京(jing)麒(qi)麟檢測設(she)備是集光、機(ji)電(dian)、計算機(ji)、分析(xi)(xi)(xi)技術等(deng)于一(yi)體(ti)的(de)高新技術產(chan)品(pin)，與(yu)計算機(ji)和電(dian)子天(tian)平聯機(ji)，可實現不定量(liang)稱樣，計算機(ji)控制分析(xi)(xi)(xi)過程、檢測數據(ju)歸檔(dang)統計以及(ji)曲線建立修改等(deng)功能，具有測量(liang)范圍寬、抗干擾能力強、功能齊全、操作(zuo)簡便(bian)、分析(xi)(xi)(xi)結果準確可靠(kao)等(deng)優點(dian)，是諸多(duo)行業測定碳、硫兩元(yuan)素(su)理(li)想(xiang)的(de)分析(xi)(xi)(xi)設(she)備。

　　目前，在裂(lie)解爐的燃(ran)(ran)燒(shao)控制方面一(yi)般采用(yong)(yong)氧(yang)化鎬(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)進(jin)行(xing)裂(lie)解爐的煙(yan)道氣(qi)氧(yang)含(han)量(liang)測量(liang)，同(tong)時(shi)(shi)裂(lie)解爐控制方案(an)當(dang)中(zhong)，一(yi)般會采用(yong)(yong)在線分(fen)析(xi)儀(yi)進(jin)行(xing)CO含(han)量(liang)分(fen)析(xi)，以監測裂(lie)解爐煙(yan)道氣(qi)中(zhong)CO含(han)量(liang)，從而(er)實(shi)現裂(lie)解爐燃(ran)(ran)料(liao)燃(ran)(ran)燒(shao)狀況監測，優化裂(lie)解爐運行(xing)狀況，制裂(lie)解爐的燃(ran)(ran)燒(shao)過程，判斷燃(ran)(ran)料(liao)的利用(yong)(yong)率，爐子的熱效率，提高燃(ran)(ran)料(liao)燃(ran)(ran)燒(shao)效率，消除燃(ran)(ran)料(liao)浪費和熱量(liang)損(sun)失(shi)，進(jin)而(er)提高燃(ran)(ran)料(liao)利用(yong)(yong)效率，同(tong)時(shi)(shi)達(da)到(dao)節能(neng)環保的目的。

　　二、裂解爐煙道氣應用的特點

　　乙烯(xi)裂解爐(lu)分(fen)為對流段(duan)和(he)輻射段(duan)。一(yi)(yi)(yi)般(ban)地說，對流段(duan)作(zuo)用是回收(shou)煙氣(qi)余(yu)熱(re)，用來預熱(re)并(bing)汽(qi)(qi)化(hua)原(yuan)料(liao)(liao)油，并(bing)將原(yuan)料(liao)(liao)油和(he)稀釋蒸汽(qi)(qi)過熱(re)至物料(liao)(liao)的(de)橫跨(kua)溫度，剩余(yu)的(de)熱(re)量用來過熱(re)超高壓蒸汽(qi)(qi)和(he)預熱(re)鍋爐(lu)給水。在(zai)原(yuan)料(liao)(liao)預熱(re)汽(qi)(qi)化(hua)過程(cheng)中，注入(ru)稀釋蒸汽(qi)(qi)，以降低原(yuan)料(liao)(liao)油的(de)汽(qi)(qi)化(hua)溫度，防止原(yuan)料(liao)(liao)油在(zai)汽(qi)(qi)化(hua)過程(cheng)中焦化(hua)。裂解爐(lu)對流段(duan)每(mei)一(yi)(yi)(yi)組盤(pan)(pan)管(guan)主要由(you)換熱(re)爐(lu)管(guan)（光(guang)管(guan)或翅片管(guan)）通過回彎頭(tou)組焊而成(cheng)，端(duan)管(guan)板(ban)(ban)和(he)中間管(guan)板(ban)(ban)支持(chi)起爐(lu)管(guan)，有些盤(pan)(pan)管(guan)的(de)進出口通過集(ji)箱匯集(ji)到(dao)一(yi)(yi)(yi)起。每(mei)一(yi)(yi)(yi)組盤(pan)(pan)管(guan)的(de)四(si)周(zhou)再(zai)組對上爐(lu)墻，則構成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個模塊。

　　乙烯裂解爐(lu)要根據工藝特點定制的。目前我們(men)國內的乙烯裝(zhuang)置工藝包多是買(mai)國外的先(xian)進工藝技(ji)術專利，裂解爐(lu)根據工藝設計由(you)設計方指定的幾個廠家(jia)進行投標(biao)產生(sheng)。

　　裂(lie)解(jie)爐是(shi)(shi)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置的(de)(de)能(neng)耗(hao)(hao)大戶，其(qi)能(neng)耗(hao)(hao)占裝(zhuang)置總能(neng)耗(hao)(hao)的(de)(de)50%-60%.降低裂(lie)解(jie)爐的(de)(de)能(neng)耗(hao)(hao)是(shi)(shi)降低乙(yi)烯(xi)生產(chan)成(cheng)本(ben)的(de)(de)重(zhong)要途徑之(zhi)一(yi)。隨著能(neng)源價格的(de)(de)不斷上(shang)漲(zhang)，國(guo)內外相關部門(men)均加強了裂(lie)解(jie)爐節能(neng)措施(shi)(shi)的(de)(de)研究。裂(lie)解(jie)爐的(de)(de)能(neng)耗(hao)(hao)在很大程(cheng)度上(shang)取決(jue)于裂(lie)解(jie)爐系統本(ben)身的(de)(de)設計和操作水(shui)平(ping)，近年來，裂(lie)解(jie)爐技術(shu)向(xiang)高溫(wen)、短停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)、大型(xing)化和長運(yun)轉周(zhou)期(qi)方向(xiang)發(fa)展(zhan)。通(tong)過改善裂(lie)解(jie)選(xuan)擇性、提高裂(lie)解(jie)爐熱(re)效率、改善高溫(wen)裂(lie)解(jie)氣(qi)熱(re)量(liang)回(hui)收、延長運(yun)轉周(zhou)期(qi)和實施(shi)(shi)新型(xing)節能(neng)技術(shu)等措施(shi)(shi)，可使裂(lie)解(jie)爐能(neng)耗(hao)(hao)顯著下降。

　　裂解爐的燃(ran)料一般為燃(ran)料油(you)和裝置產(chan)生的可燃(ran)燒廢(fei)氣(qi)，由于(yu)燃(ran)料清潔，燃(ran)燒后(hou)(hou)煙氣(qi)的狀況較為理想(xiang)，工作(zuo)溫度一般在120到170攝氏度之間，除(chu)氮氣(qi)外(wai)(wai)主要(yao)成分是氮氣(qi)燃(ran)料燃(ran)燒后(hou)(hou)產(chan)生的二氧化碳和水，少量的氧氣(qi)等除(chu)含有少量的顆粒外(wai)(wai)無其它雜質(zhi)，是一種較為理想(xiang)且便于(yu)測量的工況，一般情況下設計單位會選擇紅(hong)外(wai)(wai)分析(xi)儀抽取(qu)煙道氣(qi)樣品進行取(qu)樣分析(xi)測量。

　　我廠(chang)裂(lie)(lie)解爐(lu)裝(zhuang)置目前采用了一臺西門子的LDS6激光(guang)分析(xi)儀對(dui)單(dan)臺裂(lie)(lie)解爐(lu)進行煙(yan)道(dao)氣中(zhong)的CO含量進行原(yuan)位(wei)分析(xi)測(ce)量，從而實現對(dui)裂(lie)(lie)解爐(lu)燃(ran)燒(shao)狀(zhuang)況(kuang)的連續監控(kong)，運行以來一直工作正常。

　　激光(guang)(guang)氣(qi)體分析(xi)儀采用的(de)是原位(wei)式(shi)（或稱直插式(shi)）測量技術，在(zai)被(bei)測工藝管線上直接進(jin)行測量。與傳統的(de)抽(chou)取式(shi)氣(qi)體分析(xi)不(bu)(bu)同，原位(wei)式(shi)分析(xi)并不(bu)(bu)需(xu)采樣管路(lu)抽(chou)取、輸送樣氣(qi)，更無需(xu)對(dui)樣品進(jin)行預處(chu)理。這樣，激光(guang)(guang)分析(xi)儀的(de)基本配置較抽(chou)取式(shi)分析(xi)儀簡化了許多，西(xi)門(men)子公司(si)的(de)LDS6激光(guang)(guang)氣(qi)體分析(xi)儀系(xi)統（如圖1所示）分為(wei)中(zhong)央(yang)處(chu)理單元、發射探頭、接收探頭、信號光(guang)(guang)纜及附(fu)件。

　　根據吉林的氣候條件，在(zai)原有的系統基礎上，廠(chang)家另提供保溫箱用于(yu)冬季對探頭加熱、保溫（見圖2和(he)圖3）。

　　圖1:LDS6激光氣體分析儀(yi)系統示(shi)意

　　由于激(ji)光氣體(ti)分析儀無(wu)需采(cai)樣裝置、樣品輸送管線和樣品預(yu)處理(li)系(xi)統，系(xi)統簡單，直接在待測(ce)點完成(cheng)測(ce)量，無(wu)需樣品采(cai)集(ji)、輸送及預(yu)處理(li)，盡可能地縮短響應時間。

　　傳統的(de)(de)抽取(qu)式(shi)氣體分(fen)析儀(yi)(yi)應用時需要了解待(dai)測(ce)介質的(de)(de)組成，考慮各成分(fen)之(zhi)間可能存在的(de)(de)相互干(gan)擾(rao)，以此判斷與選擇(ze)適合(he)的(de)(de)分(fen)析儀(yi)(yi)種類(lei)。激(ji)光(guang)氣體分(fen)析儀(yi)(yi)發出(chu)的(de)(de)激(ji)光(guang)波長被調制精確(que)等于某種特定氣體的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)線(xian)，所發的(de)(de)單色(se)激(ji)光(guang)只被掃描光(guang)譜范圍內具有特定吸(xi)收(shou)(shou)譜線(xian)的(de)(de)特定成分(fen)有選擇(ze)地吸(xi)收(shou)(shou)，測(ce)量過程中沒有任何交(jiao)叉干(gan)擾(rao)。激(ji)光(guang)分(fen)析儀(yi)(yi)的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)譜線(xian)也可被稱為(wei)"單線(xian)吸(xi)收(shou)(shou)譜".

　　激(ji)光(guang)分析(xi)儀發射探頭所發寬束(shu)激(ji)光(guang)穿過待測煙道，信(xin)號經接收探頭獲取，整(zheng)(zheng)個光(guang)束(shu)所穿過的(de)氣(qi)體均參與了分析(xi)，進(jin)行"線"采樣，可最大限度反映(ying)整(zheng)(zheng)個煙道內CO的(de)真實含量。

圖(tu)2：現場安裝的LDS6激光氣體(ti)分(fen)析(xi)儀探頭

　　圖3:LDS6激光氣體分析儀探頭保溫(wen)箱

　　三(san)、分析儀(yi)器選(xuan)用探(tan)討

　　目前對(dui)(dui)于(yu)裂解爐煙道氣這樣的(de)(de)較為清潔(jie)的(de)(de)樣品的(de)(de)連續取(qu)樣樣分(fen)析的(de)(de)技術已經(jing)十(shi)(shi)分(fen)成熟(shu)可靠，應用也(ye)十(shi)(shi)分(fen)廣泛。但是(shi)相對(dui)(dui)于(yu)原位(wei)分(fen)析來說(shuo)它(ta)的(de)(de)缺(que)點(dian)也(ye)同樣明顯。

　　首先，連(lian)續(xu)取(qu)樣(yang)(yang)(yang)分(fen)析的(de)(de)實時(shi)性受到多方面因素(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，系統滯后較大，并(bing)且由于樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)輸送(song)管(guan)道一(yi)直(zhi)工(gong)作在負壓(ya)條件下(xia)，存(cun)在樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)管(guan)道泄漏(lou)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)收到外(wai)界干(gan)擾的(de)(de)的(de)(de)可能，樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)滯后也是連(lian)續(xu)采樣(yang)(yang)(yang)分(fen)析的(de)(de)固有特點(dian)之一(yi)，并(bing)且其滯后時(shi)間(jian)受到樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)壓(ya)力、溫度、流量等多方面因素(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang)并(bing)不穩定，從而對實時(shi)采集樣(yang)(yang)(yang)品(pin)(pin)數據的(de)(de)準(zhun)確性和精確控制造成(cheng)不良影(ying)響(xiang)。

　　其次，連續(xu)取(qu)樣分(fen)析的(de)樣品(pin)(pin)典型性(xing)受到多(duo)方面因素的(de)影響，由于(yu)(yu)連續(xu)采(cai)樣系統只是(shi)對(dui)(dui)系統的(de)單一位置進行(xing)單點(dian)連續(xu)取(qu)樣，雖然在(zai)取(qu)樣的(de)選擇上可以是(shi)理(li)論上的(de)理(li)想(xiang)點(dian)，但畢竟現場工況千變萬化(hua)，單點(dian)的(de)樣品(pin)(pin)與現場實際介質還是(shi)會產生(sheng)(sheng)很大的(de)差別(bie)影響分(fen)析結果的(de)準確性(xing)和(he)客觀(guan)性(xing)；并(bing)且，樣品(pin)(pin)在(zai)采(cai)樣和(he)傳輸的(de)過程當中還可能由于(yu)(yu)外部(bu)條件的(de)變化(hua)而(er)產生(sheng)(sheng)變化(hua)，有時這(zhe)種變化(hua)會對(dui)(dui)樣品(pin)(pin)的(de)組成成和(he)含量產生(sheng)(sheng)明顯的(de)影響，從(cong)而(er)影響測量的(de)準確性(xing)。

　　同時，較(jiao)長的(de)樣品傳輸管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)也會引(yin)發故障，由于(yu)裂解爐(lu)在(zai)運行過程中需要定(ding)期進(jin)(jin)(jin)行清焦作(zuo)業，此時一部(bu)分(fen)焦粒會由于(yu)采(cai)樣系統的(de)抽(chou)吸作(zuo)用進(jin)(jin)(jin)入(ru)到采(cai)樣和輸送管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)當中并可能(neng)在(zai)停留在(zai)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)中的(de)某些(xie)位(wei)置，進(jin)(jin)(jin)而發生管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)堵塞，引(yin)發故障；當這些(xie)水進(jin)(jin)(jin)入(ru)煙道(dao)(dao)樣品管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)當中時，如果(guo)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)沒有良好的(de)保(bao)溫伴熱(re)就會凝結成(cheng)液態(tai)水，或(huo)者(zhe)(zhe)與管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)內的(de)焦粒和其他雜質(zhi)混合堵塞管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)，或(huo)者(zhe)(zhe)直接影(ying)響儀(yi)表(biao)測量(liang)，甚(shen)至損壞儀(yi)表(biao)。

　　除此之外，連(lian)(lian)續(xu)采(cai)樣(yang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)的樣(yang)品預(yu)處(chu)理(li)系(xi)(xi)統(tong)的安裝與維護費用(yong)也是一筆很大的投入(ru)，以乙(yi)烯(xi)裝置的工況(kuang)為例(li)，如(ru)在該點采(cai)用(yong)連(lian)(lian)續(xu)取(qu)樣(yang)紅外分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)，系(xi)(xi)統(tong)中必然設(she)置用(yong)于(yu)樣(yang)品抽(chou)吸的抽(chou)吸泵并(bing)要鋪設(she)從(cong)爐頂煙道取(qu)樣(yang)點到(dao)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)間的帶有(you)伴熱和(he)保(bao)溫的樣(yang)品管線等預(yu)處(chu)理(li)設(she)施，伴熱系(xi)(xi)統(tong)消耗和(he)其他的設(she)備故障無法避免，會(hui)對人員維護和(he)設(she)備后(hou)續(xu)投入(ru)提出(chu)較(jiao)高要求，產(chan)生較(jiao)大后(hou)續(xu)費用(yong)，而采(cai)用(yong)激光(guang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)儀(yi)的系(xi)(xi)統(tong)基(ji)(ji)本由于(yu)沒有(you)采(cai)樣(yang)系(xi)(xi)統(tong)和(he)可動部件(jian)所(suo)(suo)所(suo)(suo)需得備件(jian)和(he)消耗物料極少，人員維護和(he)檢修內容極少，所(suo)(suo)以其投資(zi)基(ji)(ji)本上可以一次完成(cheng)，后(hou)續(xu)的成(cheng)本有(you)較(jiao)大的優勢。