Für den 6. Mai 2021 plant Yokogawa Electric Corporation die Markteinführung ihres neu entwickelten durchstimmbaren Diodenlaserspektrometers TDLS8200 als Teil ihrer Produktfamilie OpreX™ Analyzers. Das neue Produkt zeichnet sich durch die gleichen niedrigen Installationskosten, die hohe Messstabilität und die hohe Zuverlässigkeit wie das Vorgängermodell TDLS8100 aus und kann simultan Sauerstoff‑, Kohlenmonoxid- und Methangaskonzentrationen direkt und mit hoher Geschwindigkeit messen.
Entwicklungshintergrund
Überschüssige Luft, die bei der Verbrennungsregelung in Heizöfen zugeführt wird, nimmt im Ofen Wärme auf, bevor sie über den Abgasschacht austritt. Dies führt nicht nur zu Wärmeverlusten, sondern kann auch große Mengen an Stickoxiden und Schwefeloxiden erzeugen, die eine Hauptursache für Luftverschmutzung darstellen. Andererseits kommt es bei unzureichender Luftzufuhr zu keiner vollständigen Verbrennung, was zu Energieverlusten, der Emission von Kohlenmonoxid und schwarzem Rauch sowie Restmethan führt. Kohlenmonoxid und Methan sind brennbare Gase, die leicht ein explosives Gemisch mit Luft bilden können, wenn sie sich in einem Ofen ansammeln. Daher müssen in Öl- und Gas‑, Elektrizitäts‑, Eisen- und Stahlwerken, Petrochemie- und Keramikanlagen die Konzentrationen von Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Methan in den Öfen überwacht werden, um einen effizienten, umweltfreundlichen und sicheren Verbrennungsprozess zu gewährleisten.
Merkmale
1. Effiziente Verbrennung und hohe Sicherheit durch stabile, simultane Messung von Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Methan
Das Hauptmerkmal ist die duale Laserlichtquelle und ‑optik, die eine gleichzeitige Messung von Sauerstoff‑, Kohlenmonoxid- und Methankonzentrationen für eine effiziente Verbrennungsregelung ermöglicht. Das Direktmesssystem basiert auf dem Einsatz von Lasern, die einfacher zu warten sind als herkömmliche Probenahmesysteme und robuster sind als katalysatorbasierte Sensoren. Dies sorgt für eine stabile, simultane und verlustfreie Messung der Sauerstoff- und Kohlenmonoxid-Konzentrationen.
2. Einfacher Austausch von Probenahmesystemen
Das neue Produkt ist ein einfach zu installierendes Diodenlaserspektrometer mit In-situ-Sonde. Vorhandene Probenahmesysteme können schnell und einfach ausgetauscht werden, das an der gleichen Öffnung wie das vorherige Gerät installiert werden kann. Da Probenentnahme- oder ‑aufbereitungssysteme überflüssig sind, wird nur wenig Stellfläche benötigt.
3. Geplante zweite Version für Messungen in Umgebungen mit Temperaturen von bis zu 850°C
Das ab dem 6. Mai 2021 erhältliche Spektrometer ist für hohe Temperaturen von 600°C ausgelegt und eignet sich somit ausgezeichnet für den Einsatz in Kesseln und Abgaskanälen. Eine zweite Version des TDLS8200 für Messungen bei Temperaturen bis zu 850℃ wie z.B. beim Einsatz in Heizöfen soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.
Lasergestützte Gasanalysatoren von Yokogawa
Die lasergestützten Gasanalysatoren von Yokogawa funktionieren nach dem Prinzip der durchstimmbaren Diodenlaserspektroskopie (TDLS) zur Konzentrationsbestimmung bei Gasen. Sie bieten eine erstklassige Echtzeitleistung, da sie an Kanälen installiert werden und kein Probenahmesystem benötigen, sodass sie Konzentrationen direkt und mit hoher Geschwindigkeit messen können. Sie verwenden eine Spektralbereichsmethode, bei der die Gaskonzentration aus dem Bereich in einem Lichtabsorptions-Verteilungsdiagramm berechnet wird – das ermöglicht eine präzise und stabile Konzentrationsmessung auch in einer Umgebung mit Temperatur- und/oder Druckschwankungen oder in Anwesenheit von anderen Gasarten oder großen Mengen an Staub.
Seit ihrer Markteinführung im Jahr 2008 haben sich die Lasergasanalysatoren von Yokogawa aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit und Leistung auch in schwierigsten Umgebungen weltweit durchgesetzt. Bisher hatte Yokogawa zwei Modelle im Programm: das TDLS8000 und das TDLS8100. Ersteres ist mit einer separaten Laserlichtquelle und einem Detektor ausgestattet und eignet sich für die Konzentrationsmessung bei Hochtemperatur- und Hochdruckgasen auch bei hoher Staubbelastung. Das TDLS8100 ist in der Lage, die Konzentration von Gasen zu messen, deren Durchflussrate im Bereich von 1 bis 30 Metern pro Sekunde liegt. Durch die Ergänzung dieser Reihe um ein drittes Modell ist nun auch die simultane Messung von mehreren Gasarten möglich.
