1.2 分析系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)*
* 分析系統(tǒng)檢測(cè)量程
CO 0-50% (紅外檢測(cè))
CO2 0-50% (紅外檢測(cè))
H2 0-10% (熱導(dǎo)檢測(cè))
CH4 0-5% (可選) (紅外檢測(cè))
N2 0-100% (歸一法)
* 零 漂≤±1.0%/周SF
* 線性度≤±1.0%/周SF
* 重復(fù)性≤±1.0%/周SF
* 靈敏度≤±0.5%
* 環(huán)境溫度:+5~45℃
* 輸出信號(hào):標(biāo)準(zhǔn)電流4-20mA信號(hào)
* 數(shù)據(jù)通訊:PROFIBUS、ETHERNET
* 報(bào)警狀態(tài)信號(hào):無源干接點(diǎn)
1.3 系統(tǒng)適用條件
1.3.1 取樣條件
* 取樣探頭安裝在高爐重力除塵器出口水平煤氣管道上
* 樣氣溫度:≤600℃
* 樣氣含水量:≤30% VOL
* 樣氣含塵:≤200g/Nm3
* 樣氣壓力:0.05MPa~0.4MPa
1.3.2環(huán)境條件
* 環(huán)境溫度: +5℃~45℃
* 相對(duì)濕度: ≤90%
* 大氣壓:60~108Kpa
* 運(yùn)輸及存儲(chǔ)溫度:-25℃~65℃
1.3.3 介質(zhì)條件
* 工作電源: 220VAC 50HZ 5KVA (不含增壓泵電源)
* 工作氣源: 潔凈氮源 ≥1.6Mpa 30NM3/24h
(無高壓氮源可選用氮增壓系統(tǒng))
* 工業(yè)凈化水≥0.6Mpa 4T/24h
2 關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)
1) 針對(duì)高爐爐頂工藝特點(diǎn)的取樣除塵技術(shù)
高爐爐頂煤氣取樣管路長(50米左右),容量大,要滿足高爐工藝系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的要求,就必須保持快速輸送、大流量供氣。流量大,煙塵多加之爐頂煤氣又處在高壓、高溫、高濕條件下工作,取樣系統(tǒng)極易致堵。
含塵煙氣取樣過濾系統(tǒng)是高爐爐頂煤氣分析的基礎(chǔ),我們樣氣處理技術(shù)曾用在冶金轉(zhuǎn)爐熱端、粉倉、水泥窯等條件惡劣的工藝場(chǎng)所。整套分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定,易于維護(hù)。全不銹鋼取樣探頭具有防塵、防水預(yù)處理功能;樣氣預(yù)處理裝置集成于分析機(jī)柜內(nèi),具有除塵、除水功能、為分析儀表提供潔凈樣氣。這些已在我們的實(shí)踐中得到了有力的證實(shí)。
系統(tǒng)取樣探頭與過濾器反吹,采用將氮?dú)猓ù祾邭庠矗┍镏链祾哐b置(探頭、過濾器)達(dá)到恒定壓力,通過快速動(dòng)作的氣動(dòng)控制單元,瞬間開啟產(chǎn)生強(qiáng)大“爆破力”,將過濾樣氣的粉塵及殘留水*排除,使取樣探頭與過濾器具有強(qiáng)大的“再生”能力。該技術(shù)具有方案*、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
2)*的取樣方式
總結(jié)多年實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn),已往國外以及大部分國內(nèi)分析廠家均將過濾裝置設(shè)計(jì)在頂部探頭中,管道中煙氣與過濾后的潔凈樣氣僅通過一只墊圈壓緊隔離,維護(hù)人員很容易在維護(hù)過程中安裝稍不注意或由于墊圈的老化,將會(huì)造成管道中的部分煙氣不經(jīng)過濾器而直接通過取樣管道進(jìn)入分析系統(tǒng),導(dǎo)致儀器的損壞。由于探頭過濾器裝置安裝在工藝煙氣管道上,不僅給維護(hù)人員的工作帶來了安全隱患,而且增大了維護(hù)量。
我們系統(tǒng)中將過濾器安裝在預(yù)處理柜中,煤氣管道上僅有不銹鋼取樣探頭,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔而且是不需要任何維護(hù)工作的。
*的樣氣處理系統(tǒng)無需任何伴熱處理,取樣系統(tǒng)管路連接、五級(jí)過濾、能確保整個(gè)系統(tǒng)長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
3)精良的專業(yè)技術(shù)與系統(tǒng)配置
鑒于樣氣處理的安全性與重要性,系統(tǒng)設(shè)有樣氣的穩(wěn)壓穩(wěn)流、過濾、濕度報(bào)警、壓力、流量等功能。而且關(guān)鍵部件均采用國外原裝:如氣泵、分析儀、冷凝器等。
4)分級(jí)排放具有強(qiáng)大的系統(tǒng)再生能力
系統(tǒng)采用分級(jí)吹掃排放,具有強(qiáng)大的再生能力。因此能保證系統(tǒng)取樣探頭與過濾裝置常期可靠運(yùn)行。取樣探頭以及預(yù)處理裝置在正常工況下可保3年不堵不換。
5)快速、準(zhǔn)確的取樣真實(shí)反應(yīng)氣體成分含量
系統(tǒng)采用大流量加速定排的方法,以提高系統(tǒng)流速,采集真實(shí)樣氣。為回路的調(diào)節(jié)控制提供實(shí)時(shí)、真實(shí)的氣體含量。
冶金過程實(shí)際就是金屬氧化物與燃料進(jìn)行的還原反應(yīng)。煤氣貫穿冶金的全過程:高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t以及煤氣發(fā)生爐(獨(dú)立鋼
鐵企業(yè))產(chǎn)生的煤氣及其混合煤氣,可以為燒結(jié)、冷軋、熱軋等多個(gè)工序提供冶金動(dòng)力和原料。過程優(yōu)化監(jiān)控、燃燒優(yōu)化控制、安全與環(huán)保等是冶金行業(yè)實(shí)行氣體在線的主要目的。
1 >> 高爐以及粉煤噴煤氣體監(jiān)測(cè)工藝點(diǎn)及系統(tǒng)選型表
測(cè)量點(diǎn)位 | 測(cè)量組分 | 測(cè)量范圍 | 測(cè)量目的 |
煤磨機(jī)入口 | O2 | 0-25% | 安全監(jiān)控 |
煤粉倉 | O2 CO | 0-3% 0-1000ppm | 安全監(jiān)控 |
在高爐中 | CO、CO2 H2、CH4 | 0-50%,0-30% 0-10%,0-1% | 高爐運(yùn)行控制 |
布袋除塵后 | O2 | 0-25% | 安全監(jiān)控 |
高爐氣煙道出口前 | CO、CO2 CH4 | 0-50%,0-20% 0-1% | 測(cè)定交付用戶前高爐氣品質(zhì) |
熱空氣管道入口 | O2 | 0 -25% | 確定*燃燒態(tài)空氣比 |
熱風(fēng)爐排放氣體煙道 | CO、CO2 溫度流量 | 0-2%,0-10% | 用于排放測(cè)量的燃燒*化參數(shù)比 |
煙囪上或煙囪中 | CO、SO2、NOX O2、HCL、H2O 塵 | | 排放監(jiān)控,環(huán)保 |
2 >> 轉(zhuǎn)爐氣體監(jiān)測(cè)工藝點(diǎn)及系統(tǒng)選型表
二、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)
㈠ 適用場(chǎng)所
該系統(tǒng)適用于高爐爐頂煤氣分析,全天候在線連續(xù)監(jiān)測(cè)CO、CO2、H2、CH4、O2等氣體濃度。
1.適用工況條件 :
①煙氣zui大含塵量<200g/NM3
② 管道樣氣溫度:≤800℃
③ 取樣點(diǎn)壓力:0~0.3MPa左右
④ 含水量:5%VOL左右
⑤ 介質(zhì)露點(diǎn)溫度:95℃—105℃
㈡ 分析儀器技術(shù)參數(shù)
1.量程:CO 0~40%;CO2 0~30%;H2 0~5% O2 0-5%
2.分析精度:±0.5%FS/3個(gè)月
3.零漂:≤±0.5%FS/周 (H2≤±1%FS/周)
4.線性度:≤±0.5%FS (H2≤±0.5%FS)
5.穩(wěn)定性:≤±0.5%FS/周 (H2≤±1%FS/周)
6.靈敏性:CO、CO2≤1%FS (H2≤1%FS)
7.儀表響應(yīng)時(shí)間:≤2s
8.環(huán)境溫度:+5~45℃
㈢ 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及*性能
⒈流線型一體化取樣探頭
⒉系統(tǒng)煙塵過濾精度:<0.5μm
⒊系統(tǒng)分析精度:±0.5%FS/3個(gè)月
⒋系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間:T90≤15s
⒌系統(tǒng)平均*周期:MTBF>3年
⒍系統(tǒng)維護(hù)周期:>1年
⒎系統(tǒng)整個(gè)流程為全干法過濾,取樣不失真,分析準(zhǔn)確。
⒏系統(tǒng)、雙路切換取樣,確保連續(xù)在線分析。
⒐系統(tǒng)具有自動(dòng)反吹清灰、防堵裝置。
⒑系統(tǒng)具有煤氣泄漏自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
⒒輸出信號(hào):4-20MA,控制報(bào)警信號(hào)NO/NC,1A/220V。
三、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)措施
㈠ 針對(duì)高爐爐頂煙氣含塵量大的過濾防堵技術(shù)措施
氣體的成份分析,預(yù)處理是關(guān)鍵。預(yù)處理系統(tǒng)中過濾措施更是關(guān)鍵的關(guān)鍵。前級(jí)過濾器承受zui惡劣的環(huán)境也zui易堵,這一現(xiàn)象是由于傳統(tǒng)過濾器均采用剛性表面微孔過濾原理所造成的。為保證過濾精度,其過濾介質(zhì)間隙必須很小,分析時(shí)大量煙塵阻擋于過濾器的表面,仍有一部份灰塵進(jìn)入微孔,同時(shí)也有硫化物以氣態(tài)和霧狀進(jìn)入微孔,而在過濾器內(nèi)部結(jié)晶成固體。這樣在反吹時(shí),間隙內(nèi)的煙塵和結(jié)晶物無法清除,造成堵塞,取下清洗后,性能不可恢復(fù),引起壽命短,維護(hù)工作量大,維護(hù)費(fèi)用高,且嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
要*解決這一問題必須有過濾原理上的突破,智達(dá)公司通過多年研究創(chuàng)新設(shè)計(jì)的大容塵流動(dòng)介質(zhì)過濾器,在原理上就解決了過濾精度和易堵的這一對(duì)矛盾??朔藗鹘y(tǒng)的剛性表面微孔式過濾器在過濾原理上存在易堵塞、壽命短、維護(hù)量大的嚴(yán)重缺陷,而在過濾原理及工藝結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)新突破,在分析時(shí)過濾介質(zhì)間隙很小,保證過濾精度,而在反吹時(shí)間隙自動(dòng)變大,間隙中的煙塵可全部清除不留積塵,清灰效率達(dá)100%。不僅靠表面,而且利用體積介質(zhì)間隙實(shí)現(xiàn)過濾。容塵量大,不堵塞,容易反吹,清灰效率高,不怕煙塵結(jié)塊,煙氣硫結(jié)晶,不怕腐蝕壽命*,終生免維護(hù)。
㈡ 反吹防堵措施
反吹清灰時(shí),利用氣脈沖的功能和過濾器在氣脈沖作用下的機(jī)械振動(dòng)能及超低聲發(fā)生器發(fā)出的20HZ強(qiáng)超低聲能三種能量反吹,很好地清除積灰是過濾器不堵塞
另外適當(dāng)?shù)乜刂铺筋^溫度也是十分重要的,不要使探頭溫度太低,否則會(huì)引起取樣管內(nèi)部堵塞,一般應(yīng)控制探頭溫度高于煙氣露點(diǎn)為宜。
㈢ 探頭耐磨損措施
由于高爐煙氣煙塵含量大,且煙塵顆粒硬度高,煙氣壓力大、流速快,對(duì)管道及取樣探頭的磨損極為厲害,智達(dá)公司針對(duì)高爐工況條件,對(duì)取樣探頭采用特殊耐磨措施,有效避免煙塵顆粒對(duì)探頭撞擊磨損所帶來的嚴(yán)重后果。
㈣ 提高系統(tǒng)可靠性技術(shù)措施
⒈從國內(nèi)分析系統(tǒng)使用中暴露的故障率來看,影響分析系統(tǒng)長期穩(wěn)定使用的關(guān)鍵器件主要有分析儀器、閥、泵等。因此,我公司將這些關(guān)鍵器件全部采用考核過的進(jìn)口件。
⒉采用無觸點(diǎn)的固態(tài)繼電器,不存在觸點(diǎn)的吸合不可靠所帶來的故障。㈤ 取樣分析的真實(shí)性措施
⒈取樣真實(shí)。本系統(tǒng)采用雙路切換取樣分析,探頭進(jìn)入管道深度稍有錯(cuò)位,有效避免反吹N2影響,另外高爐煙氣流速大,會(huì)迅速帶走反吹N2,因此,系統(tǒng)能有效保證取樣真實(shí)性。
2.全干法過濾。保證樣氣在輸送過程當(dāng)中不致失真,因?yàn)槿绮捎盟狻⑺催^濾,由于氣體的水溶性(且隨溫度不同,水溶性具有波動(dòng)),會(huì)導(dǎo)致樣氣本身在進(jìn)入分析儀器之前就已失真。采用全干法過濾技術(shù),*避免該問題,保證系統(tǒng)所采樣氣不致在輸送當(dāng)中產(chǎn)生失真。
3.分析儀器性能*。采用ABB公司儀器,根據(jù)多年實(shí)踐比較,其性能*,分析精度高,分析結(jié)果真實(shí)。
㈥ 取樣分析的連續(xù)性技術(shù)措施
早期的成套分析控制系統(tǒng),由于取樣預(yù)處理技術(shù)不過關(guān),故采用色譜分析法較多,色譜法有著諸多缺點(diǎn),其中一點(diǎn)就是無法實(shí)現(xiàn)取樣分析的連續(xù)性,操作維護(hù)難度大由于高爐一旦開爐,自始至終連續(xù)生產(chǎn),要及時(shí)、準(zhǔn)確指導(dǎo)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)與專家系統(tǒng)匹配,符合連續(xù)要求,故色譜法當(dāng)然不行。
本系統(tǒng)采用分表分析法,根據(jù)高爐爐頂工藝要求,保證系統(tǒng)連續(xù)分析,采用如下技術(shù)措施:雙路切換取樣分析,一路取樣,一路反吹清灰,保證連續(xù)取樣分析。系統(tǒng)連續(xù)將各個(gè)組份模擬4-20mA成份信號(hào)送給專家系統(tǒng),操作控制方便集中,達(dá)到連續(xù)目的。
㈦ 系統(tǒng)快速響應(yīng)技術(shù)
1.傳統(tǒng)過濾能力。高爐煙氣煙塵含量大,且壓力高流速很快,但傳統(tǒng)的分析控制系統(tǒng),由于采用剛性表面微孔過濾原理,過濾能力差,過濾器極易堵塞,煙氣壓力稍大一點(diǎn),便會(huì)更加加速過濾器堵塞,故而傳統(tǒng)分析控制系統(tǒng)取樣須減壓分流,整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長,分析相當(dāng)滯后。
采用流線型取樣管和大容塵流動(dòng)介質(zhì)過濾器,容塵量大,不怕灰塵,不存在堵塞現(xiàn)象,取樣無須減壓,技術(shù)水平*,整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間≤15秒,系統(tǒng)響應(yīng)極為快速。
2.分析儀表。經(jīng)過多年的實(shí)踐、比較,選擇配置適合冶金系統(tǒng)的的西門子等公司儀器,響應(yīng)時(shí)間≤2s,因此儀表的*選型配置也很好保證了系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求。
㈧ 提高系統(tǒng)分析精度技術(shù)措施
1.過濾精度高。本系統(tǒng)的過濾級(jí)數(shù)依次為:流線型取樣管、大容塵流動(dòng)介質(zhì)過濾器、增壓型不銹鋼薄壁過濾器、復(fù)合過濾器(主要除硫化物),致冷除濕器(除焦油、除水)監(jiān)視過濾器等,其中大容塵流動(dòng)介質(zhì)過濾器除塵能力就能達(dá)到微米級(jí),六級(jí)過濾zui終能給儀器提供含塵粒度≤0.5μm的超凈氣體,所以過濾精度*,同時(shí)也有效除去一些有害物質(zhì)對(duì)儀器損害,因此整個(gè)過濾能有效保證分析精度。
2.儀表分析精度高。分析精度能達(dá)±0.5%FS,可靠性相當(dāng)高。
3 >> CDQ干熄焦氣體監(jiān)測(cè)工藝點(diǎn)及系統(tǒng)選型表
4 >> 冶金燃?xì)鈴S、動(dòng)力廠、冷軋、熱軋煤氣成分和熱值監(jiān)測(cè)選型表