如何在高濃度CO2環境下準確測量CO濃度

    磨煤機是火力發電廠燃煤機組制粉系統的主要輔助設備，是將原煤磨碎至滿足鍋爐懸浮燃燒細度的動力機械。磨煤機在運行過程中，煤與空氣接觸被氧化形成CO氣體和碳，同時摩擦產生的熱量將首先引起煤粉的不*燃燒，從而產生大量的CO氣體。CO氣體濃度在磨煤機內部有限空間的增加，降低了磨煤機內可燃混合物的著火點，增加了磨煤機著火或爆炸的危險性。

    通過在線檢測CO氣體的濃度，可以檢測到煤粉著火（陰燃、冒煙）發生前的征兆。在磨煤機內部CO氣體的分布是均勻的，而溫度的分布是不均勻的，CO氣體的濃度變化比溫度更能真實、全面反應磨煤機內部的燃燒情況。事實上CO氣體濃度的增加往往發生在可視煙火前的1.5h左右，即局部溫度開始發生明顯變化之前，磨煤機的CO氣體檢測是防止磨煤機著火或爆炸的有效手段。

    《DLT5203-2005火力發電廠煤和制粉系統防爆設計技術規程》要求：在燃燒爆炸感度和揮發分較高的煙煤和褐煤，采用中速磨或雙進雙出磨煤機直吹式制粉系統時，宜設置磨煤機CO監測系統。

    CO氣體檢測的主要方法有：紅外線吸收法、電化學法、電氣法（熱導式和半導式）、色譜法，目前CO氣體濃度在線檢測通常使用紅外線吸收法、電化學法。

紅外線吸收法與電化學法對比

    不難看出紅外線吸收法無論在檢測技術還是維護成本上較電化學法均有優勢。除此之外，基于紅外線吸收法的紅外氣體分析技術具有測量范圍寬、靈敏度高、測量精度高、反應快、選擇性好等優勢，但在紅外線法測量過程中也存在一些問題：水汽、CO₂對CO氣體的干擾。

    CO的紅外吸收波長在4.6μm附近，CO₂在4.3μm附近，水汽在1~9μm波長范圍內，幾乎有連續的吸收帶。CO₂和水汽與CO的特征吸收波長范圍有重疊部分，且CO₂和水汽的濃度遠大于CO的濃度，這對CO的測量有著明顯的干擾。因此需在測定前用制冷或干燥劑對樣氣進行脫水預處理，或在氣體分析單元對水氣進行特殊消除處理；同時通過設置濾波單元選擇紅外線波長，用窄帶光學濾光片或氣體濾波氣室將紅外輻射限制在CO吸收的窄帶光范圍內，以減少煙氣中其他成分對測量值的影響，才可準確的測量出煙氣中CO的濃度，保證磨煤機工業現場的安全。

    由銳意自控研制的煙氣分析儀（低量程在線型）Gasboard-3000Plus，除配備了專門的樣氣預處理裝置對樣氣進行消除水分的預處理；整個氣體分析單元均配備了恒溫裝置，防止低溫環境下氣態水在氣體分析單元內發生冷凝，影響測量結果外。傳感器內還配備水分的補償調節裝置：在微流紅外傳感器上采用機械結構設計，改變前后膨脹氣室的空間比例，增加傳感器對被測氣體的響應靈敏度；通過調節葉片及線性修正，對水汽干擾信號進行調整，使含有非冷凝水的氣體與N₂的信號一致，這樣傳感器前后膨脹氣室受水汽的影響就相互抵消，保證了對CO濃度測量結果的準確性。

    對于高濃度CO₂的影響，Gasboard-3000Plus氣體分析單元采用了特殊的CO₂干擾減除裝置，配置了專門吸收CO₂波長的濾波氣室，能夠消除CO₂對CO特征吸收波長的影響。同時還采用了濾波效果的窄帶光學濾光片，僅使具有CO特性吸收波長的紅外輻射通過，可有效阻攔CO₂紅外輻射的影響，保證了對CO濃度測量結果的準確性。

帶CO₂濾波氣室的CO微流傳感器

    磨煤機內部CO氣體的分布是均勻的，而溫度的分布是不均勻的，對同一報警等級而言CO氣體的報警時間要比溫度的報警時間提前1個小時。因此，在磨煤機出口設置煙氣分析儀（低量程在線型）Gasboard-3000Plus，對CO濃度進行準確的檢測，通過合理的使用、科學的維護，當CO氣體濃度達到限制可及時報警，提醒運行人員注意采取相應的措施，防止磨煤機著火或爆炸，保證發電機組安全運行。