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2021-03

海尔欣产品助力清华大学热能系 三氧化硫在线分析仪器研制项目

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宁波海尔欣与清华大学热能动力仿真与控制研究所签订协议,共同推进燃煤发电机SCR脱硝工艺烟气中的三氧化硫(SO3)在线分析仪器的研发合作。清华大学热能动力仿真与控制研究所隶属于清华大学热能工程系下属的五大研究所之一。热能动力仿真与控制研究所承担着全系以及部分全校本科生与研究生课程的教学工作,同时开展能源动力方面的科学研究工作。



自上世纪70年代中期开始,清华大学热能动力仿真与控制研究所在热能动力系统建模与仿真方向进行了大量的研究工作,开创了我国的能源仿真学科,并率先在国内开展大型火电机组仿真系统的技术研究,经过二十年的努力,始终引领我国能源领域的学术研究和技术发展,使我国在火力发电能源等方向一直处于国际领先地位。

SO3的排放&酸雨的形成

煤炭在燃烧排放的烟气中均存在SO3,排入大气中的SO3与碱性组分反应生成硫酸盐颗粒物,SO3也会与空气中的水汽结合,以酸雨形式沉降。 近年来我国持续加大污染治理力度,燃煤电站正在全面完成超低排放技术改造,二氧化硫、氮氧化物和颗粒物执行50、35和10 mg·m-3的超低排放标准.环境总体质量逐年改善,蓝天保卫战成效显著。 但是PM2.5和酸雨问题仍需引起我们足够的重视。公开数据显示,2017年全国338个地级及以上城市中,239个城市环境空气质量超标,占70.7%,338个城市以PM2.5为首要污染物的天数占重度及以上污染天数的74.2%。


  

图片源于网络


463 个监 测 降 水 的 城 市(区 、县)中 ,酸 雨 频 率 平 均 为10.8%,出现酸雨的城市比例为36.1%。降水中的主要阴离子为硫酸根,占离子总当量的21.1%,酸雨类型总体仍为硫酸型。 另外,超低排放标准没有对SO3排放浓度设定排放限值,烟气中的SO3会提高酸露点,增加尾部烟道和设备腐蚀风险。排放烟气中SO3浓度过高会导致蓝色烟羽,增加不透明度。有效治理燃煤烟气中的SO3的前提是对其组分浓度进行准确的在线监测。然而,由于SO3化学性质非常活泼,其监测技术仍然是该领域的难点。

SO3在线监测技术对比

传统的SO3监测技术是基于离线采样的分析化学方法,测量代表性和实时性均不理想。而由于水、二氧化硫的光谱与SO3重叠,非色散红外技术(NDIR)的宽带滤光特性无法独立区分这三种组分。海尔欣光电的量子级联激光光谱(QCLAS)技术,其激光较窄的光谱特性能够更好的选择区分水,SO2  SO3,可为燃煤设备的脱硝系统连续在线的SO3监测,提供高灵敏度,高选择性的气体测量解决方案。

本次海尔欣为热能动力仿真与控制研究所提供的产品包括:HPHCH 高温Herriott气体吸收池,QC750-Touch™ 量子级联激光屏显驱动器,QC-Qube™迷你量子级联激光发射器,是SO3在线监测仪器开发的核心模块。


HPHCH 高温Herriott气体吸收池

全新光学设计和精密机械加工工艺带来稳固可靠的工业级产品,高温恒温伴热模块将池体温度稳定至高达300℃。激光输入耦合效率高,温度漂移低,省去复杂的耦合对光操作,降低了维护难度和成本。



产品详情:

• 稳固、可靠的工业量产模块,有效光程达15米 (其它光程可定制)

• 气密池体选用低热膨胀系数材料,防止温度波动引起的对光偏移

• 50℃至300℃恒温伴热,温控精度达1℃

• (升级)气体压力控制单元


QC750-Touch™ 量子级联激光屏显驱动器

驱动器包含散热单元,TEC温度控制电路和低噪声电流驱动,支持外部模拟信号调制,并将状态监控实时显示于驱动器触摸屏上。考虑到QCL芯片的昂贵成本,海尔欣特殊设计的最大电流软钳制功能,可避免突发情况下大电流对激光管造成损伤。该驱动同时具备多种QCL芯片保护机制,最大限度保证芯片的安全。

产品详情:

 • 集成电流及温控驱动,功能完备

• 温度控制驱动采用非PWM式的连续电流输出控制,大大延长TEC器件的使用寿命

• 多种输出安全保护机制,保护QCL使用安全:可调电流钳制、输出缓启动、过压欠压保护、超温保护、继电器短路输出保护

• UI界面显示便于用户操作使用及数据观测

• 全自主研发,集成度高,性价比高


QC-QubeTM迷你量子级联激光发射器

紧凑的70×70×70mm3的激光铝合金屏蔽散热模组中,集成了高质量进口 QCL 和 ICL 激光芯片、珀耳帖冷却器、低噪声风扇和输出光束准直透镜组。


产品详情:

• 专为 QCL 和 ICL 芯片设计的全功能迷你集成封装

• 直接输出极低光干涉条纹的准直光束

• 集成半导体TEC制冷,低噪音风扇,散热功率可达 20W

• 输光功率可达100mW

• 适配海尔欣QC750-TouchTM一体化激光温控和电流驱动器

• 包含与QC750-TouchTMQCL和ICL驱动器连接的电缆和连接器


       清华大学热能系选择海尔欣,也是基于其产品组装方便、开箱即用、操作简单、质量稳定可靠等优势。双方均表示,希望开展长期、稳定的合作,共同推进后续仪器项目的研制工作。

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