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

高温環境でも安全・高速・高精度を実現、波長可変半導体レーザガス分析計(TDLSシリーズ)

波長可変半導体レーザガス分析計TDLSシリーズは、燃焼プロセスの操業最適化や、化学プラントにおける安全、品質制御などを直接測定により、高速応答で連続測定を行います。センサ部が非接触なので、高温、高圧、腐食性ガスや刺激性ガス雰囲気、高ダスト濃度等厳しい条件下でも、メンテナンスのための停止時間を極めて短くすることができます。安定した運転に貢献する堅牢なプロセス分析計です。
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科学プラント

TDLSシリーズの特長

  • 過酷な環境に対応
  • 最高1500℃まで測定
  • 最大30mを直接測定
  • SIL2/SIL3 対応で安全計装に最適

 

プロセスの安全操業のために、高温ガスの測定に潜む危険性を削減します。

鉄鋼や化学プラントのパイプラインには高温の可燃性ガスが多く含まれます。また、さまざまなプラントユニットおよび配管には、従来の技術では問題となる可能性のある加圧ガス/高温ガス/腐食性ガス/可燃性ガス、または有毒ガスが含まれる場合があります。TDLSシリーズTDLS8000は、測定対象に直接接触することなく、リアルタイムにプロセスの状態を検知することができるので、メンテナンス期間の低減にとともに、迅速な対応を可能による安定操業を提供します
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OPEX(設置・メンテナンスコスト削減)の改善に

TDLSはトータルOPEXの削減、アウトプットの最大化に貢献します。 例えば加熱炉においては、燃焼部の下流部分を、炉の全域に渡って測定することにより、局所的な異常を見逃すことなく、空燃比/伝熱効率の最適化・安定化をはかることができます。
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さまざまな産業での運用上の安全性と排出の改善に役立ちます

当社のTDLSテクノロジーは、化学業界、電力業界、精製業界はじめとする各種産業において、 安全で環境に配慮し操業に有効なテクノロジとして、2012年のEPRI研究および、国際安全規格 IEC61508のSIL2安全レベルに適合しています。
さらにAPI556では、加熱炉のベストプラクティスとしてTDLSによる測定が推奨されています。 さまざまな産業で認められ実績のある当社のTDLSテクノロジーは、安全に配慮した設計で 運用上の安全性と排出の改善に役立ちます。
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熱/燃料/酸素などに対する安全規格

過酷な条件下でも燃焼排ガス等のプロセスガス中のO2, CO (+CH4), H2O, NH3 (+H2O)を高精度に安定して測定します。堅牢小型で設置・維持コストを削減、燃焼排ガス NH3 脱硝プロセス、爆発防止の安全監視やプロセス不純物の上限監視など、安全操業に貢献します。

サンプリング不要、直接ダクトに挿入、設置用フランジは片側だけ。スペース的に両端につけることが難しく高速測定・高速応答をあきらめていたアプリケーションにも、使用できるようになりました。設置方法も従来より簡単で、既設サンプリング装置からも容易にリプレースできます。

横河電機のTDLSは運用改善に貢献します。

TDLSシリーズの特長

TDLSシリーズ

  • 測定対象は近赤外線領域に吸収を持つガス:酸素・一酸化炭素・メタンなど
  • サンプリング装置が不要で、設置やメンテナンスコストを削減
  • 大型の加熱炉プラントを直接測定できるのは横河だけ!配管径は30mまで対応
  • 高温、高圧、腐食性、摩耗性、高ダストでも測定可能、センサはプロセスガスに非接触でメンテナンスフリーもしくは大幅削減
  • 正確かつ高速応答で、爆発防止のプロセス安全監視を実現
  • 効率最大化で環境に配慮、COやNOxなどの排出を削減

従来の測定方法でのままでよいでしょうか?

従来の方法でも測定は可能です。しかしながら、KPIと常に厳格な安全基準に重点を置いた現代の業界および管理面で優位性を保つことは困難です。
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TDLSは、安全で効率的で費用対効果の高いソリューションを提供します。

レーザガス分析計の基本的な考え方や計測原理について

レーザガス分析計の測定原理

波長可変半導体レーザガス分析計(TDLAS)は、測定対象のガスを通過するときに吸収されるレーザ光の量を測定することで動作します。センサがプロセスと接触せず、可動部品がないため、メンテナンスが最小限に抑えられ、ダウンタイムが減少し、長期的な所有コスト(LTCO)が削減されます。

赤外線吸収による減衰は、ランベルト・ベールの法則 によります。

ランベルト・ベールの法則

ランベルト・ベールの法則

ランベルト・ベールの法則

 

赤外線の吸収

赤外線の吸収

 

横河独自のスペクトラム解析法により様々な条件で高信頼測定が可能

当社独自のスペクトル面積法は、他のガスの干渉の影響をほとんど受けず、温度と圧力の補償により高精度に測定できます。

各共存ガス中のO2(10%)スペクトル例

微量計測でも、一体型リファレンスセルにより測定の完全性が保持されます

リファレンスセルに使用により、吸収信号が弱いトレース測定中にピーク位置がロックされ、低濃度でも安定した測定ができます。

最大50日間の履歴データ、スペクトル、およびすべての設定変更に、プロセスに設置した状態でアクセスが可能

モジュール化により、現場での部品交換と再稼働も可能です。

測定機能が向上したことにより、ユーザは安全に運用効率を向上させ、排出量を削減することができます

  • 現場分析
    ほぼリアルタイムの応答により、安全性とプロセス制御能力が向上します
  • 制御用のリアルタイムデータ
    空燃比が常に最適化されているため、運転効率と排出物が安全に改善され、効率が最大化されます
  • 調整可能なレーザ
    可動部品がないため、消耗品はありません
  • 非接触センサ
    過酷な環境で動作し、メンテナンスを最小限に抑えます
  • ロングパス光学センサ
    ロングパスによる面での測定は、加熱ムラも逃しません。熱交換パイプの長寿命化を可能にしコスト最小化を実現します

お客様の操業の安全性と、操業効率最大化により運用コスト削減とCO2およびNOx 削減を可能にしました

「最もクリーンな燃焼」の工場

波長可変半導体レーザガス分析計は、測定対象のガスを通過するときに吸収されるレーザ光の量を測定することで動作します。センサがプロセスと接触せず可動部品がないため、平均故障間隔(MTBF)が長くなり、長期的な所有コスト(LTCO)を低減できます。

加熱炉は、炭化水素処理や発電などの工業プロセスに不可欠です。燃料と空気を反応させて非常に高いガス温度を発生させるように特別に設計されたヒーターは、このエネルギーを熱交換器を介して、潜在的に可燃性の高いプロセス流体に送ります。これらは大量の燃料を消費し、大量の排出物を生成し、そして人員およびプラントにとって潜在的な安全上の問題を含んでいます。

当社のTDLSアナライザは、高い精度と信頼性でこのヒーターの燃焼を制御するのに役立ちます。
低過剰空気(LEA)レベルで燃焼ヒーターを動作させることには測定面でメリットとなります。LEA燃焼制御では、最低レベルの燃料消費により生成し、未使用の空気によって、その生成物を最も効率よく冷却することができます。

これらの効率化による費用メリットは顕著で、燃料のわずか1パーセントの節約で、年間で数万円からから数千万円もの節約が可能になります。不完全燃焼が始まるギリギリのレベルで空気を制御することにより「最もクリーンな燃焼」が可能になり、プラントが環境排出要件を満たすのに役立ちます。これは特にNOx放出の削減に役立ちます。

 

燃焼

炉の運転効率を維持してスループットを最大化し、燃料消費を最小限に抑えながら、安全な運転を確保することは本当に難しい課題です。

従来の分析方法(ジルコニア式での測定などの)では点での測定のため、炉内で起こっていることを完全に把握することが困難です。また、可燃性ガスでは精度が低下する可能性があります。
COE分析には、分単位の高速応答が必要で、かつ多くの場合、CH4測定用に別のセンサが必要です。これらが炉の安全に操業状態の確認に大きな影響を及ぼします。
最適効率化する場合、危険な状態の発生を迅速に軽減するために信頼できるデータにアクセスする必要があります。

当社の波長可変半導体レーザガス分析計(TDLS)技術の導入により、リアルタイムで、現場で、干渉のない、信頼性の高い正確な、酸素および COの測定が可能になり、効率が最大化されます。
これは、安全かつ効率的に資産を運用するために施設全体をサポートする大きな進歩となります。

炉

 

安全性/プロセス

従来の分析技術での限られた出力データに頼った炉内の状態把握は、オペレータのスキルに依存し、かつ大きな負担となっています。

TDLSテクノロジーは、資産の効率と安全性を最適化するために、炉全体に関する最も信頼できるデータを、可能な限り迅速に提供することにより、オペレータ依存による負担と人的ミスの可能性を低減します。

施設と作業者の安全確保と安全操業のために、プロセス中の正確なLOC(酸素濃度の制限)を検出・測定・管理することが不可欠です。

安全性/プロセス

お客様の運用上の安全性と運用効率により、運用コストを削減し、CO2とNOxの排出量を削減することができます。

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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