E2T Pulsar 4:硫磺回收装置的温度"守门人"
说起硫磺回收装置(SRU),搞石化的人都不陌生。这个设备是炼油厂和天然气处理厂里必不可少的环保设施,用来把工艺过程中产生的硫化氢气体转化成硫磺,既回收了资源,又避免了硫化氢直接排放造成污染。
不过硫磺回收装置的工作温度挺高的,一般在350~2000℃之间。这个温度区间,用普通的热电偶或者热电阻测温,有点"力不从心"——高温、腐蚀性气体、还有火焰的直接灼烧,接触式测温元件用不了多久就得换。
这时候,非接触式的红外测温仪就派上用场了。E2T Pulsar 4就是专门为这种工况设计的一款红外测温产品。
硫磺回收装置里的温度测量,有个比较麻烦的问题:炉子里既有高温火焰,又有高温耐火材料。如果用普通的单色红外测温仪,测到的信号其实是火焰和耐火材料辐射的混合,不太准。
火焰的温度和耐火材料的温度不一定一样。火焰温度高了,可能意味着燃烧不充分,硫磺转化率会下降。耐火材料温度高了,可能意味着炉衬过热,时间长了会烧坏,甚至造成设备损坏。
所以需要同时测这两个温度,而且最好能区分开。这就是Pulsar 4设计的出发点。
Pulsar 4 Advanced版(增强版)有个比较巧妙的设计:它装了两个独立的红外滤波探测器,分别工作在不同的波长。
一个探测器用来测气体(火焰)的温度,另一个用来测耐火材料的温度。两个探测器同时工作,互不影响,一台设备就能同时得到两组温度数据。
这个设计的好处是,不需要在炉子上开两个测温孔、装两台测温仪,开一个孔、装一台设备就够了。对于硫磺回收装置这种需要严密密封的承压设备来说,开孔越少越好。
Pulsar 4里有个比较有意思的技术,叫FMA(Flame Measurement Algorithm,火焰测量算法)。这个算法是Advanced Energy公司自主研发的,专门用来解决火焰透明度变化带来的测温误差问题。
硫磺回收装置里的火焰,燃烧充分度是变化的。火焰充分燃烧的时候,透明度高,红外辐射穿过火焰的衰减就小。火焰燃烧不充分的时候,透明度低,红外辐射穿过火焰的衰减就大。
如果这个衰减不补偿,测出来的温度就会有误差。FMA算法会根据两个探测器测到的信号,实时计算火焰的透明度,然后自动补偿这个误差。这样一来,即使火焰燃烧状态波动,测温精度也能保持基本稳定。
说了这么多,还是得看具体参数。根据Advanced Energy官方资料,Pulsar 4的主要技术指标是这样的:
测量范围:350~2000℃。这个区间覆盖了硫磺回收装置的主要工作温度。硫磺的沸点大概是445℃,炉膛操作温度一般在1200~1500℃,所以这个测量范围是够用的。
测量不确定度:±0.3%读数或±3℃+1位,取较大值(实验室标准条件:ε=1, t90=1s, 环境温度25℃)。对于工业过程控制中的温度监测,这个精度级别可以提供比较可靠的测量基准。
响应时间:硬件响应时间可编程调节:标准模式下0.05至120秒,FMA算法模式下0.5至120秒。现场实际使用时通常设置为5秒左右,可根据具体工艺动态特性做调整。
信号输出:两路4~20mA模拟量输出,分别对应气体温度和耐火材料温度。这个输出可以直接接到DCS或者PLC的模拟量输入模块,不需要额外的信号转换设备。
防爆等级:Class 1 Div1, Groups C & D;Class 1 Div2, Groups A, B, C, D;还有CENELEC的EExd IIB T4+H2。这个防爆等级覆盖了硫磺回收装置常见的安全区域划分,可以直接安装在防爆区域。
从一些用户的反馈来看,Pulsar 4在硫磺回收装置上的应用效果还不错。有个炼油厂的朋友说,装了Pulsar 4之后,炉膛温度的控制比以前稳了,硫磺转化率也有一定提升。
还有个比较实用的功能:高温报警。Pulsar 4可以设定一个温度阈值,当耐火材料温度超过这个阈值的时候,会输出报警信号。这样就可以在炉衬烧坏之前提前处理,避免设备损坏导致非计划停车。
非计划停车的损失是很大的。一套硫磺回收装置,停一天的损失可能就是几十万。所以如果测温仪能提前预警,避免几次非计划停车,投资回报还是很明显的。
如果要在硫磺回收装置上用Pulsar 4,有几个地方需要注意:
其一,看清楚是标准版还是Advanced版。标准版(Pulsar 4)只能测一个温度(气体温度或者耐火材料温度),Advanced版才能同时测两个温度。如果工艺上需要同时监测气体和耐火材料温度,选Advanced版。
第二,确认安装尺寸。Pulsar 4的安装接口是M-4底座(重型回转式),需要和炉子上的开孔尺寸匹配。如果现有开孔尺寸不对,可能需要改造安装法兰。
第三,考虑供电和信号走线。Pulsar 4需要24V DC供电,两路4~20mA输出需要分别走线。如果现场供电不方便,可以选带集成电源的版本,支持120V AC或者230V AC供电。
E2T是Advanced Energy旗下的品牌,专门做高温红外测温。上海明策光电技术有限公司是E2T品牌在中国的授权代理商,提供产品销售、技术咨询、安装指导、校准维修等服务。
如果您的企业有硫磺回收装置温度监测的需求,可以联系上海明策光电。他们的技术团队会根据您的工艺特点和装置情况,推荐合适的型号和配置,并协助完成安装调试。
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