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烟气湿度监测受工艺、工况影响显著。本文比较分析不同原理湿度仪在实际应用中的表现,总结优缺点,为选型和应用提供参考。
一、湿度监测原理及优缺点
阻容式原位测量法:
原理:烟气水蒸气接触传感器电极引起阻抗变化,经校准计算湿度。
优点:水分选择性高、相对稳定、响应快、能耗低、成本低、温度系数低。
缺点:
气体成分影响漂移,腐蚀性气体(如NH?,SO?)易损坏传感器。
需定期校准以克服老化、漂移、污染、滞后影响,现场无法校准。
干湿氧抽取法:
原理:抽取烟气,分别测量原始氧量和经催化裂解后烟气氧量,计算并经校准得到湿度。
优点:传感器寿命较长、响应快、集成湿度/氧量测量、体积小。
缺点:
抽取过程易造成湿度损失。
氧化锆测氧易受干扰,催化裂解性能不稳定。
需经常校准,现场无法校准湿度。
激光调制原位测量法(TDLAS):
原理:特定波长激光被烟气中水分吸收,根据比尔-朗伯定律及光信号响应计算并经校准得到湿度。
优点:非接触、受气体成分影响小、精度高、响应快、耐腐蚀、具备传感器诊断。
缺点:高颗粒物场合需定期清洁光学镜片。
二、现场应用测试分析
TDLASvs.阻容法(窑炉烟气,经SCR+双碱法脱硫+湿电):
两者均能反映工艺变化(启停、调整)。
停运无烟气时,TDLAS数据稳定归零;阻容法数据降至1.5%-2%(非零)。
运行期间,阻容法数据(14-16%)较TDLAS(13-15%)偏高1%-2%。
偏差分析:腐蚀性气体、有机颗粒物、铵盐等可能腐蚀或污染阻容法传感器,导致漂移(零点及运行值)。TDLAS探头虽附着严重污染物,数据仍稳定。
TDLAS原位vs.干湿氧抽取法(水泥窑,SNCR+布袋):
干湿氧法数据稳定在8-9%;TDLAS数据波动在4.5%-6.2%,两者趋势一致。
偏差分析:
理论上抽取法因结露损失应低于原位法,但实际干湿氧数据偏高,其准确性存疑。
停产期间,干湿氧湿度与氧量数据呈异常关联,怀疑干湿氧标定不合理。
三、湿度监测选型参考建议
考虑工况:低温高湿环境选择原位法时,必须配备测量器件加热,防止冷凝损坏。
优选原位测量:工况较好时,优先原位法(TDLAS、阻容法),避免抽取损失。特别注意:
冷干法CEMS(原位预处理/磷酸滴定)不宜用抽取式湿度仪。
热湿法CEMS宜用原位法;若用抽取法,必须先测湿度,避免采样管线冷点、接头及NOx转换器影响。
控制需求优先:用于工艺或设施控制的,选灵敏度高、响应快、稳定性好的设备(如TDLAS优势明显)。
重视稳定性与校准:湿度仪通常无法现场校准,优先选择稳定性好、漂移小、校准周期长的设备。
关注出厂校准:设备厂家的校准方式方法直接影响现场数据准确性,选型时务必了解清楚。
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