[实用新型]过程气体分析系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃烧过程的监测、优化和控制，并且更具体地，涉及用于原位烟气测量装置的改进的扩散器诊断。

背景技术

工业过程工厂往往依赖于包括一个或多个燃烧过程的能量源。这样的燃烧过程包括炉或锅炉的运转，以产生蒸汽或加热原料液。虽然燃烧提供成本相对较低的能量，但寻求燃烧效率最大化，并且由此经常调节所产生的从烟囱排出的烟气(flue gas)。因此，燃烧过程管理业的一个目标是最大限度地提高现有燃烧炉和锅炉的燃烧效率，其本身也降低温室气体的产生。可以通过在来自这种燃烧过程的排气或烟气中保持理想水平的氧气，优化燃烧效率。

原位或过程中分析仪常用于监测、优化和控制燃烧过程。通常，这些分析仪采用被加热到相当高温度的传感器，并且直接在炉子或锅炉的燃烧区域之上或者附近操作。公知的过程燃烧氧气分析仪通常采用氧化锆传感器，其设置在被直接插入到烟气流的探针的端部处。在排气或烟气流入传感器时，其通过称为扩散器的过滤器扩散到传感器附近。没有泵或其它流动引导装置，以引导样品样流进入传感器；气体被动地扩散通过扩散过滤器。传感器提供与在气体中存在的氧气量有关的电信号。虽然扩散器允许穿过其中的扩散，但它也保护传感器免于与空气中的固体或颗粒物理接触。

一些燃烧应用可能不利地影响燃烧分析仪。例如，在烟气流中产生沉重颗粒负载的燃烧过程可能会阻塞或以其他方式降低扩散器的功效。当在原位探针中的扩散器被完全或部分地堵塞时，由于从过程到测量单元的降低的或无效的扩散，分析仪对过程变量变化的响应可能被减慢。此外，由于在校准过程中在测量单元上的背压，可能导致校准错误。最后，在校准周期结束时，过程燃烧气体测量(如氧含量)仍可能受到校准气体的影响。良好地检测出在燃烧过程中气体分析仪中被堵塞的扩散器，将减少上述的问题的可能性和效果。此外，假设燃烧过程中气体分析仪的扩散器的更换可能需要燃烧过程被脱机，除非保证，否则替换扩散器也是不可取的。提供能够有效地确定扩散器更换或者重新修复被保证的时间的原位的过程燃烧过程气体分析仪和方法在燃烧过程监测领域中将表示进步。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种过程气体分析系统。所述系统包括：探针，该探针能够插入过程气体的源中并且具有远端和在远端附近的腔。气体传感器被安装在所述腔内，并且被配置为提供关于气体种类的电指示。扩散器被安装在探针的远端附近，并且被配置为允许气体扩散进入所述腔中。校准气体的源能够操作地连接到探针并且被配置为提供包括浓度已知的气体种类的校准气体。电子元件被连接到气体传感器并且被配置为存储预校准过程气体浓度，并且测量传感器响应返回到预校准过程气体浓度的时间量(传感器返回时间)。电子元件被配置为将被测量的传感器返回时间与合格传感器返回时间进行比较，以提供关于扩散器的指示。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，气体传感器可以是氧传感器。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，所述过程气体可以是燃烧过程气体。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，所述电子元件可以是过程气体变送器的部件。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，电子元件可以是连接到探针的操作者界面的部件。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，所述合格传感器返回时间可以是在该过程气体分析系统的制造期间被存储的。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，当过程气体分析系统第一次被操作时，可以获得所述合格传感器返回时间。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，电子元件可以被配置为在测得的传感器返回时间超过合格传感器返回时间时提供关于扩散器的诊断指示。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，电子元件可以配置为在测得的传感器返回时间比合格传感器返回时间多指定的缓冲区时提供关于扩散器的诊断指示。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，所述指示可以通知技术人员更换扩散器。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，所述指示可以表示扩散器局部阻塞。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，可以经由过程通信回路提供所述指示。

较佳地，在上述过程气体分析系统中，可以在本地提供所述指示。