TR-9200 高炉喷煤气体分析仪

一、概述

    西安聚能仪器有限公司 钟志清：

本系统是根据钢铁厂高炉炉顶具体工况参数和要求，在采用西安聚能仪器有限公司成熟的取样预处理技术和分析控制技术基础上而进行模块化针对性设计的，具有水平。

本系统主要由取样单元、预处理单元、分析单元、标定单元、 PLC联锁控制单元几部分组成。采用单路、双路切换取样分析控制技术，连续监测高炉炉顶烟气中的CO、CO₂、H₂、CH₄、O₂等气体浓度。系统具有安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型*等诸多特色，且能与专家系统匹配，方便控制。

西安聚能仪器有限公司在本着坚持质量*，维护企业品牌信誉的同时，又坚持维护用户利益，在保证用户使用设备能发挥良好效益的前提下，*此优化分析控制系统。

二、系统技术指标和参数

㈠ 适用场所

该系统适用于高炉炉顶煤气分析，全天候在线连续监测CO、CO₂、H₂、CH₄、O₂等气体浓度。

1.适用工况条件 ：

①烟气zui大含尘量＜200g/NM³

② 管道样气温度：≤800℃

③ 取样点压力：0～0.3MPa左右

④ 含水量：5%VOL左右

⑤ 介质露点温度：95℃—105℃

㈡ 分析仪器技术参数

1.量程：CO 0～40%;CO₂ 0～30%;H₂ 0～5% O₂ 0-5%

2.分析精度：±1%FS/3个月

3.零漂：≤±1%FS/周 (H₂≤±1%FS/周)

4.线性度：≤±1%FS (H₂≤±1%FS)

5.稳定性：≤±1%FS/周 (H₂≤±1%FS/周)

6.灵敏性：CO、CO2≤1%FS (H₂≤1%FS)

7.仪表响应时间：≤5s

8.环境温度：＋5～45℃

㈢ 系统技术参数及*性能

⒈ 流线型一体化取样探头（内含大精密介质过滤器，为聚能），烟尘过滤能力≤2000g/NM³，无堵塞，免维护。

⒉ 系统烟尘过滤精度：＜0.5μm

⒊ 系统分析精度：±1%FS/3个月

⒋系统响应时间：T90≤15s

⒌系统平均*周期：MTBF＞3年

⒍系统维护周期：＞1年

⒎系统整个流程为全干法过滤，取样不失真，分析准确。

⒏系统、双路切换取样，确保连续在线分析。

⒐系统具有自动反吹清灰、防堵装置。

⒑系统具有煤气泄漏自动报警系统。

⒒输出信号：4-20MA，控制报警信号NO/NC，1A/220V。

三、系统关键技术措施

㈠ 针对高炉炉顶烟气含尘量大的过滤防堵技术措施

气体的成份分析,预处理是关键。预处理系统中过滤措施更是关键的关键。前级过滤器承受zui恶劣的环境也zui易堵，这一现象是由于传统过滤器均采用刚性表面微孔过滤原理所造成的。为保证过滤精度，其过滤介质间隙必须很小，分析时大量烟尘阻挡于过滤器的表面，仍有一部份灰尘进入微孔，同时也有硫化物以气态和雾状进入微孔，而在过滤器内部结晶成固体。这样在反吹时，间隙内的烟尘和结晶物无法清除，造成堵塞，取下清洗后，性能不可恢复，引起寿命短，维护工作量大，维护费用高，且严重影响生产。

要*解决这一问题必须有过滤原理上的突破，西安聚能仪器有限公司通过多年研究创新设计的大容精密过滤器，在原理上就解决了过滤精度和易堵的这一对矛盾。

西安聚能仪器有限公司公司*的大精密过滤器（获国家），克服了传统的刚性表面微孔式过滤器在过滤原理上存在易堵塞、寿命短、维护量大的严重缺陷,而在过滤原理及工艺结构上实现新突破，在分析时过滤介质间隙很小，保证过滤精度，而在反吹时间隙自动变大，间隙中的烟尘可全部清除不留积尘，清灰效率达。不仅靠表面，而且利用体积介质间隙实现过滤。容尘量大，不堵塞，容易反吹，清灰效率高，不怕烟尘结块，烟气硫结晶，不怕腐蚀寿命*，终生免维护。

㈡ 反吹防堵措施

反吹清灰时，利用气脉冲的功能和过滤器在气脉冲作用下的机械振动能及超低声发生器发出的20HZ强超低声能三种能量反吹，很好地清除积灰是过滤器不堵塞的专有技术保证。

另外适当地控制探头温度也是十分重要的，不要使探头温度太低，否则会引起取样管内部堵塞，一般应控制探头温度高于烟气露点为宜。

㈢ 探头耐磨损措施

由于高炉烟气烟尘含量大，且烟尘颗粒硬度高，烟气压力大、流速快，对管道及取样探头的磨损极为厉害，西安聚能仪器有限公司针对高炉工况条件，对取样探头采用特殊耐磨措施，有效避免烟尘颗粒对探头撞击磨损所带来的严重后果。

㈣ 提高系统可靠性技术措施

⒈从国内分析系统使用中暴露的故障率来看，影响分析系统*稳定使用的关键器件主要有分析仪器、阀、泵等。因此,我公司将这些关键器件全部采用考核过的进口件。

⒉采用无触点的固态继电器，不存在触点的吸合不可靠所带来的故障。

⒋ 整个系统平均*周期MTBF＞3年，维护周期＞1年，（新兴铸管、唐钢、莱芜钢铁、日照钢铁、河北奥森、敬业钢铁公司等均可达*运行）。

㈤ 取样分析的真实性措施

⒈取样真实。本系统采用双路切换取样分析，探头进入管道深度稍有错位，有效避免反吹N₂影响，另外高炉烟气流速大，会迅速带走反吹N₂，因此，系统能有效保证取样真实性。

2.全干法过滤。保证样气在输送过程当中不致失真，因为如采用水封、水洗过滤，由于气体的水溶性(且随温度不同，水溶性具有波动)，会导致样气本身在进入分析仪器之前就已失真。采用全干法过滤技术，*避免该问题，保证系统所采样气不致在输送当中产生失真。

3.分析仪器性能*。采用进口传感器，根据多年实践比较，其性能*，分析精度高，分析结果真实。

㈥ 取样分析的连续性技术措施

早期的成套分析控制系统，由于取样预处理技术不过关，故采用色谱分析法较多，色谱法有着诸多缺点，其中一点就是无法实现取样分析的连续性，操作维护难度大由于高炉一旦开炉，自始至终连续生产，要及时、准确指导生产，实现与专家系统匹配，符合连续要求，故色谱法当然不行。

本系统采用分表分析法，根据高炉炉顶工艺要求，保证系统连续分析，采用如下技术措施：双路切换取样分析，一路取样,一路反吹清灰，保证连续取样分析。系统连续将各个组份模拟4-20mA成份信号送给专家系统，操作控制方便集中，达到连续目的。

㈦ 系统快速响应技术

1.传统过滤能力。高炉烟气烟尘含量大，且压力高流速很快，但传统的分析控制系统，由于采用刚性表面微孔过滤原理，过滤能力差，过滤器极易堵塞，烟气压力稍大一点，便会更加加速过滤器堵塞，故而传统分析控制系统取样须减压分流，整个系统响应时间长，分析相当滞后。

西安聚能仪器有限公司采用流线型取样管和大容尘流动介质过滤器，容尘量大，不怕灰尘，不存在堵塞现象，取样无须减压，技术水平*，整个系统响应时间≤15秒，系统响应极为快速。

2.分析仪表。西安聚能仪器有限公司经过多年的实践、比较，选择配置适合冶金系统的仪器，响应时间≤5s，因此仪表的*选型配置也很好保证了系统的快速响应要求。

㈧ 提高系统分析精度技术措施

1.过滤精度高。本系统的过滤级数依次为：流线型取样管、大容精密过滤器、增压型不锈钢薄壁过滤器、复合过滤器（主要除硫化物），致冷除湿器（除焦油、除水）监视过滤器等，其中大精密过滤器除尘能力就能达到微米级，二级级过滤zui终能给仪器提供含尘粒度≤0.5μm的超净气体，所以过滤精度*，同时也有效除去一些有害物质对仪器损害，因此整个过滤能有效保证分析精度。

2.仪表分析精度高。分析精度能达±1%FS，可靠性相当高。当用热导法分析H2时，由于CO₂、CH₄对H₂的干扰很大，本系统采用西安聚能仪器有限公司*的相关抗扰技术可确保H2分析值准确。

㈨增强系统安全性措施

1.采用流线性一体化取样探头,不易堵,保证反吹和取样的连续性。

2.全干法流程，简捷气路的衔接，并采用西安聚能仪器有限公司厂制造的标准化高气密性的密封器件，从而避免了湿法中过多瓶罐的衔接带来的CO泄漏和分析滞后。

3.系统具有当CO泄漏时，系统只有自动向报警联锁功能,保证人员、设备安全。

㈩ 良好的系统维护性

1.维护周期长。根据过滤能力和滞后时间等要求，针对性设计分析系统。流线型一体化取样探头终身免维护，系统维护＞1年，维护量少，使用费低。

2.精细系统的安装布局及模块化结构设计,按人机工程、CAD设计、使气路短捷简单。管接头采用我厂高密封性气路接头，标准化通用化程度高，方便维修。

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