横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

レーザガス分析計 TDLS™8000

操業の効率アップ、安全運用に貢献、
独自開発技術で低濃度や光路長は最大30mまで測定可能

- 加熱炉のような燃焼系の測定を高速・高精度に測定し、安全に運用したい
- 環境に配慮しながら稼働効率をアップし、コスト削減したい
- 不純物が混ざっていたり、腐食性・研磨性のガスの測定を高精度に、メンテナンス費用をかけずに行いたい
- これまで0%としか表示されないような低濃度のガスも測定したい

TDLS8000はこれらの課題を解決する分析計です。

NIR吸収ガスであるO2、CO、CH4、NH3、H2O等を測定対象とし、石油、石油化学、電力、鉄鋼プラント等への多くの納入実績がその有効性を証明しています。レーザによる独自開発の線による計測で、高温環境の熱ムラによる危険性も逃しません。
また、サンプリング装置不要でエネルギーの高効率運用が可能、OPEX削減、環境に配慮した製品です。

導入のメリット

  • レーザを使用した線での計測で、危険な熱ムラを見逃しません。
  • リファレンスセルの採用により、低濃度ガスも高精度に測定します。
  • 30mまで測定可能な光路長で、1500℃の高温ガスまで測定できます。
  • 日本防爆、IECEx、ATEX、FM (US、Canada)、KOSHA、NEPSI、EAC 防爆認証取得で危険場所への設置も可能です。
  • サンプリング装置は不要、コンパクト設計により設置が簡単です。
  • 非接触型センサで、消耗品もなし、つまりやもれ、劣化によるメンテナンスは不要です。
  • 修理の際も取り付けたままその場で部品交換が可能、ダウンタイムによるプラント停止や修理コストが軽減できます。

高信頼を可能にする理由

安全操業に有効、安全度水準SIL2や各防爆規格に対応

国際規格IEC61508に基づき安全度水準SIL2の認証に適合しており、分析計の二重化によりSIL3にも適合可能です。
また、堅牢ボディでエリア区分Zone2 / Div2、またはZone1 / Div1の各種防爆規格に適合、危険場所への設置ができます。

直感的な7.5インチカラータッチスクリーンHMIで直接簡単操作、メンテナンスにPCは不要

英語、ドイツ語、フランス語、スペイン語、ポルトガル語、ロシア語、ハンガリー語、韓国語、中国語、日本語の10か国語に対応しています。
トレンドグラフを含むすべての情報を提供し、かつリモートインストールも可能です。

TDLS8000 TouchScreen

現場でも離れた場所でも確認・調整ができる通信機能を標準装備(設置および保守コストを削減)

HARTおよびModbus TCP通信規格を標準装備しており、当社FieldMateによる設定・調整が可能です。

50日間のデータとスペクトルを保存しており、現場での修理校正が可能

最大50日間のトレンドデータを保存により、現場での修理校正が容易に行えます。

堅牢性を維持しつつ一人で設置できるコンパクト設計

モジュラー設計により現場で簡単に交換が可能です。

 

プラント状況に合わせたシステム構成

標準装備のHART通信でFieldMateとつなげることで、HMI無しでも設定・調整が簡単にできます。両端(センサコントロールユニットとレーザユニット)には小型表示器を標準装備しています。光軸を調整するために必要な透過率が常に表示されるので、簡単に光軸調整ができます。

センサコントロールユニット / レーザユニット

HMIを使用したシステム構成
大型・カラーの7.5インチタッチスクリーンYMI YH8000装着により、現場での直接監視や操作性がアップします。

リモートHMIを使用したマルチアナライザー構成
HMI 1台につき、TDLS8000を最大4台までつなげられ、遠隔操作が可能です。

System configuration according to the plant situation

TDLS™8000 仕様

測定対象 燃焼排ガスおよびプロセスガス中のO2, CO (+CH4), H2O, NH3 (+H2O)
測定成分・範囲 測定成分 最小レンジ 最大レンジ
O2 0-1% 0-25%
CO(ppm) 0-200 ppm 0-10,000 ppm
CO+CH4 CO 0-200 ppm 0-10,000 ppm
CH4 0-5 %
NH3 0-30 ppm 0-5,000 ppm
H2O (ppm) in non HC 0-30 ppm 0-30,000 ppm
H2O (ppm) in HC 0-30 ppm 0-30,000 ppm
CO (%) 0-20 % 0-50 %
CO (%) + CO2 (%) 0-30 % 0-100 %
NH3 + H2O NH3 0-30 ppm 0-5,000 ppm
H2O 0-5 % 0-50 %
H2S 0-5 % 0-100 %
CO2 (%) 低濃度 0-1 % 0-5 %
CO2 (%) 高濃度 0-30 % 0-50 %
H2O (%) 0-10 % 0-100 %
HCl 0-50 ppm 0-5,000 ppm
光路長 レーザユニットとセンサコントロールユニット間の光路長
標準; 0.5 ~ 6 m、最大; 30 m
保護等級 IP66, NEMA Type 4X
危険場所の分類 Division 1, Zone 1; 耐圧防爆;日本防爆(Japan Ex), FM (US, Canada), IECEx, ATEX
Division 2, Zone 2; ノンインセンディブ/タイプ n;日本防爆(Japan Ex), FM(US, Canada), ATEX, IECEx, KOSHA, NEPSI

上記レンジ以外の測定をご希望の場合は、当社までご相談ください。

 

HMI の主な仕様

表示部 タッチスクリーン 7.5インチ TFTカラーLCDパネル、640 x 480 (VGA)
危険場所の分類 Division 2, Zone2:ノンインセンディブ/タイプ n;日本防爆(Japan Ex), FM(US, Canada), ATEX, IECEx, KOSHA, NEPSI

*詳細は仕様書(GS)をご参照ください。

プロセス監視

プロセス監視イメージ

各種化学プロセスにおいては、爆発防止の安全監視やプロセス不純物の上限監視などの高速オンラインモニタリングが必要となります。レーザガス分析計によるプロセスガスの酸素測定や微量水分測定は、正確かつ高速なモニタリングを実現します。

 加熱炉内の燃焼ガス濃度をリアルタイムに制御し、環境負荷の低減と生産効率の向上を実現
 プロセスガスの酸素濃度を、5秒以下で直接測定SIL2認証の安全計装ソリューション

 

NH3 脱硝プロセス

アンモニア 脱硝プロセス イメージ

電力、鉄鋼等大型ボイラにおける燃焼排ガス脱硝プロセスでは、NH3注入量の最適化により効率化が求められています。レーザガス分析計によりリークNH3 を高速測定し、プロセスの最適化が可能になります。

 

 

 

TDLS™8000活用事例
このようなところで活用いただいています。

ゴミ焼却場にTDLS

ごみ焼却場に O2、HCl測定
非接触測定なので、ダストや腐食成分が多いごみ焼却場の排ガス測定もTDLS™なら問題ありません。さらに、高温下での測定が可能なため、燃焼部付近での測定、高速制御を実現し、運転効率を改善できます。

    ごみ焼却プロセスへの導入メリットについて
 

化学工場・製鉄所の安全品質管理に

化学工場・製鉄所の安全、品質管理に O2測定
サンプリングのフィルタのメンテナンス、応答遅れ、干渉ガスの影響、これらの問題をTDLSは解消します。

 

微粉炭貯蔵庫に

石炭、微粉炭貯蔵庫の発火防止監視に O2、CO測定
貯蔵タンク内の石炭、バグフィルタの発火検知には温度とCO測定が不可欠です。
他製品では0%と表示されていた低濃度もリファレンスセル採用で安定測定が可能。ダストで詰まる心配もなく高速測定が可能です。

 

水分監視に

各種水分監視に H2O測定
セロファン、石膏、合板、塗装品、食品等の乾燥炉の%レベルの水分から、
水分を嫌う製造プロセスのppmレベルの水分まで測定します。

 

電気炉に

電気炉に O2、CO測定
電気炉で発生する排ガスのO2, COを測定し無駄なく溶融を行うことができます。
高温・高ダストな電気炉の排ガスですが、その影響を抑える設置方式において実績があり、問題なく測定することができます。

 

その他の事例

TDLSシリーズのソリューション

レーザガス分析計TDLSシリーズのソリューション事例

ご注文までの流れ

お客様のプラントの状況によって異なりますが、基本的な流れになります。
詳細につきましてはお気兼ねなくお問い合わせください。

Flow to Order

※お客様のアプリケーションに最適な仕様をご提案するため、プラントの状況についてお知らせください。
項目は以下になります。

  • アプリケーション
  • 設置条件、光路長
  • ガスの温度・圧力
  • ダスト量
  • ガス組成(測定レンジとガス濃度)

 

メンテナンスは現場で

メンテナンス時も、修理工場への返送は不要です。現場で部品交換が可能で、すぐに復旧が可能です。
※TDLSは自己診断機能を搭載しており、予知保全に対応しているので、基本的には突然のプラント操業停止は回避できます

他社製品の場合

他社製品の場合 時間とコストがかさむ

TDLS8000 : 万が一発生の場合でも

メンテナンスの流れ 早急な復旧とコスト節約

 

その他サービスについて

サービス網の充実

導入設置等には、世界中に配置されているサービスマンが対応します。

 

関連製品・保守部品

[関連製品]

IF8000 プロセス絶縁フランジ :
プロセス絶縁フランジは、プロセスガスの圧力、プロセスガ スからの熱、ダスト、腐食成分から TDLS8000 を保護します。
直接取付けまたはバイパス 取付け時の保護用として使用できます。

以下の場合は使用してください。

  • プロセスガス圧力が 500 kPa を超える場合
  • プロセスの温度が高く、プロセス窓パージを行っ てもプロセス窓部の温度が 55℃を超える場合
  • プロセスのダストの量が多く、プロセス窓パージを行っ てもダストの付着や腐食性成分の浸入を防げない場合

YC8000 フローセル : 任意の場所でガスをサンプリングして測定する場合 に使用します。
校正セル : オフラインの校正およびバリデーションで使用します。
ユニット接続ケーブル : センサコントロールユニットとレーザユニットの接 続で使用します。

[保守部品]

Oリング : 定期点検等で取り外した際は交換してください。

横河技報
312 KB
必要です。 見積り・手配時にスタートアップ依頼を行ってください。
光軸調整の際には、ベローズで角度を調整するので密閉性を保つことができます。 したがって、測定ガス漏れはありません。
輻射遮蔽ボックスを付け、ボルテックスクーラで冷やす方法、ボイラなどでは付けてもらう方法があります。
理論的には可能ですが、窓が汚れやすくなりますので推奨いたしません。
できるだけ振動のないところに設置してください。
水滴は外乱影響になります。 プロセス窓パージを確実に行ってください。
安定した測定を行うために、5分程度は暖機が必要です。
ランベルト・ベールの法則により、正確な濃度指示値のために必要です。
ゲートバルブを取り付けるか、アイソレーションフランジを取り付けることによるプロセスとの縁切りが必要となります。
例として、Oリングは必要に応じて交換して下さい。
基本的には光軸調整は必要ありません。
アプリケーションによります。
光源、受光部の寿命は約10年です。 *寿命は統計的な値であり、それを保障するものではありません。
実績では3~3.5年校正なしで使用しています。 バリデーションについては、最初は週1回程度実施し、次第に周期を延ばすようにしています。 オンラインで切り換えられるように外付けしておくことを推奨します。 ...
オンラインでの機器のパフォーマンス確認です。 既知濃度の標準ガスを用いて、オンラインで校正チェックを行うことです。 頻度はアプリケーションによります。
プロセスに設置されている状態からレーザユニットおよびセンサコントロールユニットを取り外し、校正セルに取り付けてゼロ/スパン校正を行います。
お客様で既知の濃度の校正ボンベをご用意ください。
レーザが測定サンプル中を透過する長さを表します。
6m以下の時と同様です。 透過光量が100%に近い値になるようにLAOユニットで調整してください。 LAOユニットは、光学アクセサリ-LAを選択しますと出荷時に付属されます。
レーザユニット、センサコントロールユニットいずれからでも受光量を表示でき、確認できます。
プロセスガスからの熱、ダスト、腐食性成分からTDLS8000を保護するために必要です。 プロセスの稼働中は、必ずパージガスを流してください。 パージガスの流量は、プロセスガスの条件によって変わります。 ...
発光側の画面に透過光量モニタをすることによって、光軸調整が可能です。 その頻度としては、設置環境に依存します。 また、炉の温調による熱膨張などによって軸ズレする可能性はありますが、軸ズレの影響を小さくする構造となっているため、そのような影響を極力抑えています。 もし、軸ズレが起こった場合には再度調整していただくようになります。 ...
レーザのスキャン範囲は、アプリケーションによって異なります。 O2計の場合、レーザの線幅は0.0002nmでスキャン幅が0.1~0.2nmです。 この0.1~0.2nm幅をスキャンすることで測定を行っております。 ...
標準タイプの光路長の最大は6mです。 また、LAO(大口径アパーチャ)タイプの光路長の最大は30mです。 それ以上の光路長となった場合、光軸調整が困難になること、または、レーザの光径が距離に準じて広がっていくため、受光側で充分な透過光量を受光できなくなってしまうからです。 一方、光路長0.5m以内は可能ですが、感度が低下します。 ...
標準(光路長6mまで)仕様の場合にはレーザは平行光で、その光径は約20mmとなります。 LAO(大口径アパーチャ)(光路長が6m以上)仕様の場合には光径は100mmとなります。
通常、出荷時の5%まで下がっても測定可能です。
パージガスの種類は測定ガス成分によって決められます。 微量水分測定とO2測定の際にはN2をパージガスとして使用し、それ以外の測定成分では計装空気をパージガスとして使用します。 パージの必要量はアプリケーションに依存しますが、通常5~30 l/minです。 ...
影響はありません。 測定ガスの温度変動の影響は自動補正できます。
温度補正曲線のデータベースにより補正しています。
問題ありません。 ただし、未知のアプリでは事前チェックが必要です。
正常なパージ圧であれば、付着することは非常に少ないです。 また、多少付着することがあっても、影響を受けません。 ただし、透過光量が窓ガラス部汚れによってアラームレベルまで低下した場合は、窓の清掃が必要です。 ...
TDLS8000は干渉成分スペクトラムの影響を除去する測定プログラムを保有しますが、新しいアプリケーションの場合、受注前に使用スペクトル波長の確認等が必要です。 ご引合いの際に、必ずアプリケーションの測定条件をご提示ください。 ...
パス長に依存しますが、1mあたり 20g/Nm3以下であれば、おおむね問題ないと考えます。 なお、光量が5%程度までの変化であれば問題なく安定した測定が可能です。
スペクトル面積法とは、測定ガス成分の赤外吸収スペクトルの1本の吸収線の面積を測定し、そこから濃度を算出している方法を示しています。 スペクトル面積法と波長変調法(2f 法)との違いとして、他のガスが混在している状態でも安定した測定が可能(2f法では混合ガスの影響を受けて測定したいガスの吸収線幅が変化することが大きな影響を与えてしまう)である点、また周囲温度変化、周囲圧力変化が同時に起こる条件下でも安定した測定ができる点が優れています。 横河方式でピークをとらえる方法は、あらかじめアプリケーション...
お客様の仕様により、システム構成が異なります。 基本的には、現場操作型と遠隔操作型とがあります。 1. 現場操作型 このシステムは、24VDC電源、電磁弁、流量計等のユーティリティを含むユーティリティパネルをオプションで選択できますが、お客様でご用意できる場合は、不要です。 100VAC 電源で使用する場合、ユニバーサルパワーサプライ(K9775WN)を注文してください。 2. 遠隔操作型 ...
酸素濃度計の中で、「CEマーク」を付している製品は下記のとおりです。 ZR402G 分離型ジルコニア式酸素濃度計 変換器 ZR202G 一体型ジルコニア式酸素濃度計 AV550G ジルコニア式酸素濃度計 アベレージングコンバータ OX400   低濃度ジルコニア式酸素濃度計 TDLS8000 レーザガス分析計 [参考]CEマーキングとは ヨーロッパ連合(EU)地域で販売される指定製品に貼付を義務付けられている安全マークのことです。 従来、EU地域では、各々独...
現在市販されている酸素濃度計の測定方法を分類すると下記のようになります。 ジルコニア式: 濃淡電池式 (弊社製品形名:ZR22G/ZR402G, ZR202G, ZS8D/ZS8C, OX400) 限界電流式 (弊社製品形名:OX100, OX102) 磁気式: 磁気流量比式 (弊社製品形名:MG8G, MG8E) 磁気風式 磁気力式ダンベル形 レーザ分光式: レーザ分光式(弊社製品形名:TDLS8000, TDLS8100) 電極式: ガルバニ電池式 ポーラログラフ式 測定方式によ...
空気比とは、燃料を完全に燃焼させるために理論的に必要な空気量(理論空気量)と実際に燃焼用として送り込まれた空気量との比をいいます。 空気比mは、次式によって算出されます。 このように、空気比は排ガス中の酸素濃度を測定することで求めることができます。 図1.空気比と熱効率の関係 図に空気比と熱効率の関係を示します。 燃焼制御において、燃焼用空気が少ない場合(空気比が小さい領域)、燃料は不完全燃焼となり、黒煙が発生します。これによりエネルギー損失が起こり、公害の問題も発生します。 ...

本件に関する詳細などは下記よりお問い合わせください


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