FTA原理VSFID原理在可燃?xì)釲EL監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用

1、FTA原理在可燃?xì)釲EL監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用氣體燃料完全燃燒釋放的熱量的計算公式：Q=VqQ表示熱量（J），V表示氣體燃料的體積（m人3）,q表示熱值（J/kg）由于燃燒后根本無法回到低溫狀態(tài)，因此本模擬計算均采用低熱值。名稱LEL（體積比）100%LEL（體積比）25%LEL（體積比）甲烷5.05.01.25甲醇6.06.01.5乙烯2.742.740.685甲苯1.21.20.3甲烷的低熱值為：35807KJ/m3甲醇的低熱值為：32435KJ/m3乙烯的低熱值為：59440KJ/m3甲苯的低熱值為：174330KJ/m31設(shè)計狀態(tài)：空間總體積100m3除了可燃?xì)庵饩鶠榭諝?。設(shè)計100%LEL

2、狀態(tài)的此空間只有甲烷一種可燃?xì)?，那么此時此空間有5m3甲烷95m3空氣此時甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量為Q甲烷二VqQ甲烷=5m3x35807KJ/m3Q甲烷=179035KJ同理100%LEL狀態(tài)下的甲醇乙烯甲苯的熱量應(yīng)該是如下Q甲醇=194610KJQ乙烯=162865KJQ甲苯=209196KJ2設(shè)計狀態(tài)：空間總體積100m3除了可燃?xì)庵饩鶠榭諝狻ＴO(shè)計25%LEL狀態(tài)的此空間只有甲烷一種可燃?xì)饽敲创藭r此空間有1.25m3甲烷98.75m3空氣此時甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量為Q25%甲烷二VqQ25%甲烷=1.25m3x35807KJ/m3Q25%甲烷=44758KJ同理100%LEL狀態(tài)下的甲醇乙烯甲苯

3、的熱量應(yīng)該是如下Q25%甲醇=48652KJQ25%乙烯=40716KJQ25%甲苯=52299KJ名稱LEL（體積比）100%LEL（體積比）（熱量）25%LEL（體積比）（熱量）甲烷5.05.0(179035KJ)1.25(44758)甲醇6.06.0(194610KJ)1.5(48652)乙烯2.742.74(162865KJ)0.685(40716)甲苯1.21.2(209196KJ)0.3(52299)值得一提的是氫氣的熱值140000KJ/m3FTA使用乙烯作為標(biāo)氣，氫氣的熱值作為基準(zhǔn)點即FTA輸出0%LEL值的時候檢測器熱值為H2熱值140000KJFTA輸出100%LEL值的時

4、候檢測器熱值為H2熱值加100%LEL乙烯熱值140000KJ+162865KJ=302865KJ扣除氫氣的熱值(作為零點基準(zhǔn)點)背景即FTA輸出0%LEL值的時候檢測器熱值為無熱值OKJFTA輸出100%LEL值的時候檢測器熱值為100%LEL乙烯熱值162865KJ乙烯作為標(biāo)氣在FTA檢測器中LEL值對應(yīng)熱值可以得出如下的線性關(guān)系X坐標(biāo)為0-100%LELY坐標(biāo)為0-162865KJ熱量(檢測器中其他影響因素均是相同的，因此可以作為背景全部扣除)LEL備-甲烷T-甲醇f甲苯上圖可知若以乙烯100%LEL濃度時釋放的熱量162865KJ作為100%LEL那么甲烷在熱量達(dá)到162865KJ(1

5、00%LEL)時的實際濃度則為90%LEL左右同理甲醇在熱量達(dá)到162865KJ(100%LEL)時的實際濃度則為82%LEL左右同理甲苯在熱量達(dá)到162865KJ(100%LEL)時的實際濃度則為78%LEL左右舉例其它氣體對比乙烯標(biāo)定的FTA空間總體積100m3除了可燃?xì)庵饩鶠榭諝?。設(shè)計100%LEL狀態(tài)的此空間戊烷熱值156630KJ/m3爆炸下限1.1%爆炸下限熱值172293KJ丙烷熱值93180KJ/m3爆炸下限2.2%爆炸下限熱值204996KJ乙酸乙酯熱值100352KJ/m3爆炸下限2.1%爆炸下限熱值210739KJ異丙醇熱值88602KJ/m3爆炸下限2.0%爆炸下限熱

6、值177204KJ乙醇熱值61017KJ/m3爆炸下限3.4%爆炸下限熱值207457KJ二甲苯熱值204004KJ/m3爆炸下限1.0%爆炸下限熱值204004KJ甲硫醚熱值85165KJ/m3爆炸下限2.2%爆炸下限熱值187363KJ乙烯熱值59440KJ/m3爆炸下限2.74%爆炸下限熱值162865KJ可以得到FTA原理中各種可燃?xì)馊紵龝r釋放的熱值如下圖250000eo%LEL値100%2000DD1SOOOO10000050000120%戊烷丙烷-*一乙藝乙酯異丙醇乙聊二甲苯甲硫醸乙烯從上圖可以看出戊烷、丙烷、乙酸乙酯、異丙醇、乙醇、二甲苯等常見可燃易爆有機氣體的100%LEL濃度

7、是所釋放的熱量均比乙烯要高。這就意味著FTA使用乙烯做標(biāo)氣設(shè)定的0-100%LEL濃度線性對應(yīng)的熱值（OKJ162865KJ）相比于大多數(shù)可燃?xì)怏w0-100%LEL濃度時釋放的熱值（同比）都要低。舉例乙酸乙酯，當(dāng)78%LEL濃度的乙酸乙酯進(jìn)入FTA檢測器被點燃后，釋放的熱值就達(dá)到162865KJ了這正對應(yīng)著FTA使用乙烯標(biāo)定的100%LEL，因此實際濃度為78%LEL的乙酸乙酯在FTA檢測器中就會被斷定為100%LEL相比實際78%LEL誤差達(dá)到22%這也從側(cè)面解釋了FTA檢測器對LEL值的是全部偏高的原因,在有些項目中RTO入口使用FTA原理檢測LEL。檢測器已經(jīng)輸出25%LEL報警，而此時

8、RTO還不能進(jìn)入自持，需要額外添加燃料。結(jié)合兩張圖，我們可以看出乙烯非常特別，均在最低熱值的時候到達(dá)100%LEL，以此為參照物，所有的可燃?xì)鈱嶋HLEL值都被放大，報警儀幾乎是只能輸出偏高的報警，如果使用甲烷戊烷甲醇一類的氣體作為標(biāo)定物，則數(shù)據(jù)則會在兩邊浮動，或偏高、或偏低，但是儀器誤差一定會縮小。相信FTA不用甲烷戊烷一類作為標(biāo)氣應(yīng)該是擔(dān)心高濃度LEL無法被檢出，因此選擇乙烯，這樣只存在LEL值偏高的誤報，畢竟這種原理誤差較大，如果選中間量，肯定會出現(xiàn)實際LEL值嚴(yán)重高于儀表LEL值的情況。RTO應(yīng)用一般性輸出報警值都是在25%LEL，加上22%LEL的較大誤差，如果FTA使用甲烷戊烷作為標(biāo)

9、氣輸出的25%LEL報警時，實際進(jìn)入RTO的可燃?xì)釲EL濃度可能接近50%LEL，在RTO內(nèi)部高溫作用下，可燃?xì)釲EL值提高，極有可能發(fā)生事故。另外有一點,FTA檢測器是依賴可燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量，測量溫度來測量可燃?xì)釲EL值的，但是檢測器是個近似密閉的空間，由于檢測器需要連續(xù)不間斷工作，因此不斷燃燒的可燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量肯定會再檢測器內(nèi)積蓄，無法及時散發(fā)，這就到這檢測器會隨著使用時間不斷地升高基準(zhǔn)溫度，這會導(dǎo)致儀器產(chǎn)生更大的誤差：同樣的報警所需熱值，一部分由檢測器內(nèi)不斷的燃燒產(chǎn)生熱量積蓄，另一部分才來自于待測氣體的燃燒產(chǎn)生熱值。這樣即使實際很低的LEL濃度氣體，也可能因為儀器長期工作產(chǎn)生的熱值被計量，導(dǎo)致誤報警。因此FTA原理再測量可燃?xì)釲EL的方面具備較多先天缺陷，CIC公司專利早已過期，卻沒有任何公司愿意制造同原理的LEL監(jiān)控系統(tǒng)，德國SICK剛剛制造了FID原理的可燃?xì)釲EL監(jiān)測系統(tǒng)這說明FID原理的LEL才是被大型技術(shù)公司所信賴的可燃?xì)釲EL監(jiān)控系統(tǒng)。FTA原理跟催化燃燒類似，都是通過對可燃?xì)膺M(jìn)行燃燒，通過燃燒產(chǎn)生的熱量來測量氣體濃度，不過催化燃燒的反應(yīng)機制比較緩慢，完全催化可燃?xì)馊紵枰^長時間，而FTA原理直接用氫氣將可燃?xì)庵苯尤紵?，可以較快地發(fā)生燃燒反應(yīng)，獲取燃燒產(chǎn)生的熱量，并且避免了催化燃燒的