Yanma kontrolü için efektif çözüm

iKontrol A.Ş. Satış ve Pazarlama Mühendisi Devran Turhan ateşlemeli ısıtıcılarda yanma işlemlerinde kullanılmayan oksijen seviyesinin ölçümünde efektif yöntemi açıklıyor.

04.01.2019 - 15:00 Yayınlanma

325 Gösterim

Halihazırda, ateşlemeli ısıtıcılarda yanma işlemlerinde kullanılmayan oksijen seviyesini (O2) ölçmek için iki farklı teknoloji bulunmaktadır. Zirkonyum oksit hücre teknolojileri -yaygın olarak Zirkonya olarak bilinir- iyi tasarlanmıştır, ancak son zamanlarda Ayarlanabilir Diyot Lazeri (TDL) teknolojilerinin tanıtılması Zirkonya’ya meydan okumuştur. Bununla birlikte, her iki teknoloji de ölçüm tekniklerine dayalı olarak belirli faydalar sunduğundan, her ikisinin birleştirilmesinden önemli kazançlar sağlanır. Sonuç, nihai ısıtıcı kontrolünü sağlayan tamamlayıcı bir ölçümdür.

ZİRKONYUM OKSİT

Zirkonya analizörleri geniş çapta iki türe ayrılır: yakın bağlantılı ekstraktif analizörler ve in-situ analizörleri. Proses kontrolünde Zirkonya teknolojisinin kullanılması için en etkili ve güvenilir yöntem; proses tarafına bir sensör muhafazasının takıldığı uygulama olan yakın bağlantılı ekstraftif analiz sistemi -SERVOTOUGH FluegasExact 2700 tarafından sunulan gibi- uygulamasıdır. Bu muhafaza gaz yoğuşma noktası sıcaklığının üzerinde ısıtılmakta ve prosese bağlı olarak bir numune probu aracılığıla Zirkonya sensörü içermektedir.

Bu tip bir sistem yakma prosesine yakın olarak monte edilebildiğinden, O2 analizi için “gecikme süresi” – sensörün tepkiyi algılamasında geçen süre- minimize edilir, bu da operatörlere oldukça kısa tepki süresi kazandırır. Brülörlerin karşısına çoklu analizörlerin kurulmasıyla da detaylı yakma performansı izlenebilir; bu, düşük NOx brülörlerin takılı olduğu ateşlemeli ısıtıcılarda özellikle önemlidir, yakma esnasında kullanılan parlamayan alevlerin, görsel inceleme yoluyla değerlendirilmesi zordur. Oksijen kısma kontrolü için bu analizörlerin çıktılarının bir ortalaması alınır.

Bir çok sistem aynı zamanda ek bir CO veya yanıcı katalitik sensör takma seçeneği de sunar. Bu eklenti, artık hava seviyesinin çok düşük olduğu ya da bir grup brülörlerin yanlış kurulduğu noktalarda erken belirtiler dahil olmak üzere, proses ve yakma optimizasyonu üzerine diyagnostik faydalar sunar.

AYARLANABİLİR DİYOT LAZER

SERVOTOUGH Mini Lazer cihazında da entegre olarak kullanılmış olan Tunable Diode Laser (TDL) teknolojileri, proses ve yanma kontrolü uygulamaları için in-situ çapraz-baca ölçüm imkanı sunar.

Moleküler emilim dışında proses ile fiziksel veya mekanik bir etkileşim olmaması sebebiyle sıcak, ıslak, aşındırıcı ve tozlu proses koşullarında hızlı yanıtlı ölçümler ve uzun vadeli kalibrasyon aralıkları ile yüksek stabilitesi olan ana hat ölçüm imkanı sağlarlar. O2 analizi için, Zirconia analizörleri, sadece tek bir noktadan örnek alabilme özellikleri yüzünden brülörlerin belirli bir bölümünde ölçümde kullanılırken; TDL, tüm brülörün içerisinde gerçekleştirdiği ölçüm ile ortalamalara dayalı bir ölçüm yolu çizer.

TDL ayrıca, lazer yolu uzunluğu değişimi, pencere temizleme gazı etkileri, optik parazitler ve sıcaklık ve basınç değişiklikleri dahil olmak üzere kompanse edilmesi gereken bir dizi çevresel faktöre de elverişlidir. Hızlı yanıt süresi ve TDL’in karbonmonoksit (CO) yükselişini doğru şekilde izlemeye imkan veren özelliği ile TDL, CO ölçümünde büyük avantajlar getirir. CO yükselişi proses kontrol döngüsüne entegre edilmek için birincil bir ölçüm olmasa da, O2 ölçümüne ve bir patlamaya dayanan güvenlik ölçümüne ikincil tamamlayıcı ölçüm olarak işlev görebilir. Bu, Düşük artık hava (LEA) optimizasyonuna yardımcı olur ve daha ileri düzeyde proses güvenliği ile ilgili teşhisler sunar.

Bir TDL CO ölçümü ayrıca katalitik sensörleri inhibe eden yüksek kükürt seviyeleri problemini de önler. Fakat TDL ortalama bir yol ölçümü sunar. Bu sayede Zirkonya O2 ölçümü ve aynı analizörde birleştirilmiş CO'nun katalitik ölçümü ile brülörün verimliliğinin bir noktaya özel tanısı için daha etkili ölçümleme sağlar.

TDL ölçümleri, özellikle doğal gaz yakımındaki metan (CH4) ölçümü olmak üzere, aleve karşı koruma gerektiren proseslere özel dizayn edilebilir. Eğer TDL monte edilmişse, yanma sırasında oluşan alevler hızlı bir şekilde algılanacağı için, kontrol ve acil duruş sistemleri için daha çok esneklik ve daha iyi yanıtlar sağlar.

KOMBİNE ÇÖZÜMLER

Tipik bir ateşlemeli ısıtıcıda, proses kontrolü, verimlilik, güvenlik ve emisyon azaltma için optimum analitik teknikler, belirli yerlere uygulanan Zirkonya ve TDL teknolojilerinin bir kombinasyonudur (Şekil 1). Radyant bölümün en üstünde veya konveksiyon bölümünün en alt kısmında yer alan en az iki FluegasExact 2700 analizörü esastır: bu konumlara yerleştirilen cihazlar, gecikme sürelerini ve hava girişini en aza indirerek ortalama bir ölçüm sağlar ve bir analizöre bakım gerektiğinde yedeklemeyi mümkün kılar. LEA (low excess air) operasyonu için, FluegasExact ile kombine edilmiş yanıcı sensörlerin kurulumu mali açıdan kazanç sağlatan bir tercih olurken aynı zamanda bu kurulum tipi emniyet prosedürlerini ve saha güvenlik yönetmeliklerini de destekler.

Radyan kısım içindeki karbon monoksit ve su seviyeleri, O2 için Zirkonya ile birlikte TDL tarafından etkili bir şekilde ölçülebilir. Aleve karşı koruma ve diyagnostik için ayrıca opsiyonel yanma ilerlemesi analizi eklentisi için, CH4 için optimize edilmiş bir TDL, aynı zamanda CO ve suyu da izleyebilir. Bu CH4 TDL, brülörlere fiziksel olarak mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmelidir. Çünkü alevlerin su emme hatlarında ölçüm ve devam eden lazer kilidi üzerindeki etkisinin ölçülmesi önemlidir.

O2, CO ve CH4 için tüm bu ölçümler, Servomex’in yeni nesil TDL platformunun kurulum avantajları ile birlikte olağanüstü performans sağlayan yeni SERVOTOUGH Mini Lazer Yanma analizör serisi tarafından sağlanmaktadır.