銳意自控|討論在線監(jiān)測(cè)煤氣成份對(duì)鋼鐵冶金過(guò)程中的必要性

時(shí)間：2018-08-16作者：湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司瀏覽：112

　　根據(jù)鋼鐵冶金的過(guò)程以及實(shí)際監(jiān)測(cè)需要，其安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)、高爐煤氣監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)3個(gè)部分組成。對(duì)其工藝過(guò)程中產(chǎn)生的氣體成分進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，具有優(yōu)化生產(chǎn)、提高質(zhì)量、能源回收、節(jié)能環(huán)保、安全控制等非常重要的作用。

　　一、鋼鐵冶金過(guò)程中在線煤氣監(jiān)測(cè)的必要性

　　1、保證生產(chǎn)，確保安全

　　高爐和焦?fàn)t煤氣中的CO濃度較高，它在空氣中的混合爆炸極限為12.5%~74%，只要濃度達(dá)到爆炸極限，遇到明火較容易發(fā)生爆炸。CO的危害性和爆炸可能性均與其濃度相關(guān)，因此必須采用**的技術(shù)對(duì)煤氣中的CO和O2進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　2、節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境

　　冶金企業(yè)周邊環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣與其排放的CO濃度關(guān)系密切。若不對(duì)鋼鐵冶金工藝過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將可能?chē)?yán)重影響周?chē)鷶?shù)公里的空氣質(zhì)量，造成大氣污染。嚴(yán)重的空氣污染不僅危害著周?chē)用竦纳眢w健康，同時(shí)惡化了生態(tài)環(huán)境。

　　3、資源再利用，降低企業(yè)成本

　　一般來(lái)說(shuō)，每生產(chǎn)1t粗鋼約需2.1×107kJ的能量，約能產(chǎn)生4.2×106kJ的高爐煤氣、4.2×106kJ的焦?fàn)t煤氣及1.0×104kJ的轉(zhuǎn)爐煤氣，副產(chǎn)煤氣約占鋼鐵企業(yè)能源總收入的30%~40%。因此，實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)煤氣的回收再利用可較大地降低鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)的成本，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。而煤氣是否有回收的**，取決于煤氣中CO等能源氣體的濃度，CO和O2在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是測(cè)量氣體濃度的關(guān)鍵。

　　二、鋼鐵冶金行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

　　根據(jù)鋼鐵冶金的過(guò)程以及實(shí)際監(jiān)測(cè)需要，安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成，分別為焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)、高爐煤氣監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)。

　　1、焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)

　　根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位布設(shè)位于電捕捉器中。

　　電捕焦油器都是利用高壓靜電作用下產(chǎn)生正負(fù)極，使煤氣中的焦油霧在隨煤氣通過(guò)電捕焦油器時(shí)，由于受到高壓電場(chǎng)的作用被捕集下來(lái)。由于煤氣易燃易爆，就必須保證電捕焦油器的安全操作；另外，電捕焦油器電極間有電暈，可能會(huì)發(fā)生火花放電現(xiàn)象，如果煤氣中混有氧氣，當(dāng)煤氣與氧氣的混合比例達(dá)到爆炸較**就會(huì)發(fā)生爆炸?？刹捎梅辣驮诰€氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9021(EX)分析控制電捕焦油器中的O2，當(dāng)O2含量**標(biāo)時(shí)聯(lián)鎖控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以防止煤氣與O2混合達(dá)到一定比例爆炸。

　　產(chǎn)品名稱：在線氣體分析系統(tǒng)
　　產(chǎn)品型號(hào)：Gasboard-9021
　　針對(duì)樣氣含塵、含濕、含焦油的特定工況設(shè)計(jì)，由預(yù)處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構(gòu)成。基于**良好的NDIR非分光紅外技術(shù)，可同時(shí)在線連續(xù)測(cè)量煤氣、生物燃?xì)獾臒嶂?，以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體的體積濃度，有利于提高煤氣利用效率、節(jié)能降耗、**工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全。

       產(chǎn)品特性：
　　1) 預(yù)處理單元：使用壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定
　　可根據(jù)不同焦油含量選擇直管或蒸汽取樣探頭，有效去除樣氣中的焦油;配置單級(jí)制冷器去除樣氣中的水分，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)過(guò)濾，確保儀器長(zhǎng)期在線運(yùn)行。
　　2) 控制單元：全自動(dòng)化檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單
　　采用PLC程序控制，自動(dòng)完成水洗器換水、采樣、故障處理等操作。
　　3) 氣體分析單元：同時(shí)測(cè)量氣體體積濃度與熱值
　　采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣分析儀Gasboard-3100(在線型)進(jìn)行氣體在線分析檢測(cè)，可同時(shí)測(cè)量CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等多組分氣體的體積濃度，自動(dòng)計(jì)算并顯示煤氣、生物燃?xì)鉄嶂?，替代燃燒法熱值儀。
　　4) 低維護(hù)、低運(yùn)行成本
　　7*24連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，*人工值守;10寸觸摸屏，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試維護(hù)。較大降低企業(yè)成本。
　　5) 數(shù)據(jù)智能化管理
　　自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，具備查詢、刪除功能，可通過(guò)多種接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞?jí)集中控制系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)工藝提供實(shí)時(shí)依據(jù)。

　　2、高爐煤氣監(jiān)測(cè)

　　高爐煤氣監(jiān)測(cè)可采用在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031分析高爐煤氣中CO、CO2、CH4、O2和H2的含量，其分析數(shù)值可以直接反映出爐內(nèi)燃燒情況，對(duì)指導(dǎo)工藝有著積極作用。Gasboard-9031的應(yīng)用，可以改變以前人工取樣分析值滯后的狀態(tài)，大大縮短了分析值的分析周期，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高高爐的自動(dòng)化控制水平。由于及時(shí)獲得了高爐爐況狀態(tài)參數(shù)，高爐操作者根據(jù)隨機(jī)檢測(cè)值判斷爐況和調(diào)控高爐，調(diào)控手段通過(guò)改變料制及負(fù)荷、裝料、布料、風(fēng)壓、風(fēng)量、富氧、噴煤等參數(shù)，從而避免較大的爐況失常操作事故，一直保持穩(wěn)定高產(chǎn)的局面，同時(shí)提高了高爐的產(chǎn)量和提高煤氣利用率，為高爐的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

　　高爐煤氣分析的主要目的是優(yōu)化控制，其監(jiān)控重點(diǎn)在重力除塵和布袋除塵后，而噴煤系統(tǒng)檢測(cè)O2和CO則是為了實(shí)現(xiàn)安全控制，根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，高爐煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位布設(shè)分為以下幾個(gè)部分：

　　（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2：重力除塵器與布袋除塵器后，分析高爐煤氣中CO、CO2、CH4和H2，控制高爐爐況、回收能源氣、監(jiān)控水冷壁是否發(fā)生泄漏，保證安全生產(chǎn)；

　?。?）監(jiān)測(cè)點(diǎn)3：熱風(fēng)爐出口，分析熱風(fēng)爐煙氣中O2和CO，監(jiān)控?zé)犸L(fēng)爐燃燒狀態(tài)和優(yōu)化燃燒效率，保護(hù)爐體；

　?。?）監(jiān)測(cè)點(diǎn)4、5、6：磨煤機(jī)入、出口和布袋收塵器出口，監(jiān)測(cè)O2和CO是否**限，起安全檢測(cè)和控制作用；

　　（5）監(jiān)測(cè)點(diǎn)7：監(jiān)控煤粉倉(cāng)內(nèi)CO是否**限，避免煤粉倉(cāng)內(nèi)煤粉自燃。

　　產(chǎn)品名稱：在線氣體分析系統(tǒng)
　　產(chǎn)品型號(hào)：Gasboard-9031
　　在線氣體分析系統(tǒng)，針對(duì)樣氣中低粉塵工況設(shè)計(jì)，由預(yù)處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構(gòu)成。采用**良好的非分光紅外氣體分析技術(shù)，可實(shí)時(shí)連續(xù)同時(shí)測(cè)量煤氣、生物燃?xì)獾臒嶂担约癈O、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等多組分氣體的體積濃度。有利于提高煤氣利用效率、節(jié)能降耗、保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

　　產(chǎn)品特性：
　　1) 預(yù)處理單元：使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)
　　采用不銹鋼、電加熱溫控干法取樣探頭，使用壽命長(zhǎng)、精度高;利用較新反吹掃技術(shù)解決探頭堵塞問(wèn)題，保證分析系統(tǒng)的可靠性;配置單級(jí)制冷器去除樣氣中的水分，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)過(guò)濾，確保儀器長(zhǎng)期在線運(yùn)行。
　　2) 控制單元：全自動(dòng)化檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單
　　采用PLC程序控制，自動(dòng)完成采樣、反吹、排水等操作。
　　3) 氣體分析單元：同時(shí)測(cè)量氣體體積濃度與熱值
　　采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣分析儀Gasboard-3100(在線型)進(jìn)行氣體在線分析檢測(cè)，可同時(shí)測(cè)量CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等多組分氣體的體積濃度，自動(dòng)計(jì)算并顯示煤氣、生物燃?xì)鉄嶂?，替代燃燒法熱值儀。
　　4) 低維護(hù)、低運(yùn)行成本
　　7*24連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，*人工值守;實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試維護(hù)。較大降低企業(yè)成本。
　　5) 數(shù)據(jù)智能化管理
　　自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，具備查詢、刪除功能，可通過(guò)多種接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞?jí)集中控制系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)工藝提供實(shí)時(shí)依據(jù)。

　　3、轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)

　　轉(zhuǎn)爐煤氣作為煉鋼過(guò)程中所產(chǎn)生的附屬品，其熱值比高爐煤氣要高很多，若直接將轉(zhuǎn)爐煤氣排放到大氣中，不僅會(huì)導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且會(huì)污染環(huán)境，不利于節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)爐煤氣的回收受制于混合氣體中的O2含量和CO濃度，可以回收的轉(zhuǎn)爐煤氣O2含量需要在2%以下，而CO濃度要在30%以上，這樣才可進(jìn)入管道流向煤氣柜開(kāi)始回收。

　　其次，轉(zhuǎn)爐煤氣是一種易燃易爆的有毒氣體，含有大量CO和少量H2，它們的混合物與空氣或O2混合后，在特定條件下會(huì)產(chǎn)生爆炸。而且由于自身生產(chǎn)特點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐煤氣完全具備了其他兩個(gè)爆炸條件，即溫度和火源條件，尤其是溫度、壓力和火源還擴(kuò)大了一般狀態(tài)下的爆炸范圍，為此在工藝操作和設(shè)備設(shè)置上，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣O2含量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，以及時(shí)調(diào)整工藝，防止爆炸事故發(fā)生。

　　轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位布設(shè)分為以下幾個(gè)部分：

　?。?）監(jiān)測(cè)點(diǎn)1：回收側(cè)盅形閥/分散側(cè)盅形閥前，布設(shè)在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031，在線監(jiān)測(cè)CO與O2濃度，只有測(cè)得轉(zhuǎn)爐煤氣中O2含量在2%以下，CO濃度在30%以上時(shí)，才可打開(kāi)氣體切換站的回收側(cè)盅形閥，允許轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入下一步凈化流程，否則通過(guò)分散側(cè)盅形閥放散塔點(diǎn)火燃燒。

　?。?）監(jiān)測(cè)點(diǎn)2：煤氣柜前，只有保證煤氣柜內(nèi)O2含量不會(huì)**標(biāo)（控制在1%以下）才允許轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入煤氣柜，否則啟動(dòng)停止回收，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

　　現(xiàn)在鋼鐵冶金行業(yè)以還原冶金和氧化精煉為主要形式，其工藝過(guò)程中的焦?fàn)t、高爐、熱風(fēng)爐、噴煤系統(tǒng)、加熱爐、電爐、轉(zhuǎn)爐和煤氣柜等都需要采用在線氣體分析系統(tǒng)。鋼鐵及其他金屬冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，分析這些氣體對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)、提高質(zhì)量、能源回收、節(jié)能環(huán)保、安全控制具有非常重要的作用。

　?。▉?lái)源：工業(yè)過(guò)程氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)）


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