北京市西比仪器有限责任公司（XB-902)转炉煤气分析系统
* 分析系统检测量程
CO   0-50%            (红外检测)
CO2  0-50%            (红外检测)
H2   0-10%            (热导检测)
CH4  0-5%  (可选)  (红外检测)
N2  0-100%            (归一法)
*   零 漂≤±1.0%/周SF
*   线性度≤±1.0%/周SF
*   重复性≤±1.0%/周SF
*   灵敏度≤±0.5%
*   环境温度:＋5～45℃
*   输出信号：标准电流4－20mA信号
*   数据通讯：PROFIBUS、ETHERNET
*   报警状态信号：无源干接点
1.3  系统适用条件
1.3.1 取样条件
*  取样探头安装在高炉重力除尘器出口水平煤气管道上
*   样气温度：≤600℃ 
*   样气含水量：≤30% VOL
*   样气含尘：≤200g/Nm3
*  样气压力：0.05MPa～0.4MPa
1.3.2环境条件
*   环境温度： ＋5℃~45℃
*  相对湿度： ≤90%
*  大气压：60~108Kpa
*   运输及存储温度：-25℃~65℃
1.3.3 介质条件
*   工作电源： 220VAC 50HZ 5KVA (不含增压泵电源)
*   工作气源： 洁净氮源 ≥1.6Mpa 30NM3/24h
(无高压氮源可选用氮增压系统)
*  工业净化水≥0.6Mpa     4T/24h
 
2 关键技术特点
1)  针对高炉炉顶工艺特点的取样除尘技术
高炉炉顶煤气取样管路长(50米左右)，容量大，要满足高炉工艺系统响应时间的要求，就必须保持快速输送、大流量供气。流量大，烟尘多加之炉顶煤气又处在高压、高温、高湿条件下工作，取样系统极易致堵。
含尘烟气取样过滤系统是高炉炉顶煤气分析的基础，我们样气处理技术曾用在冶金转炉热端、粉仓、水泥窑等条件恶劣的工艺场所。整套分析系统结构简单，运行稳定，易于维护。全不锈钢取样探头具有防尘、防水预处理功能；样气预处理装置集成于分析机柜内，具有除尘、除水功能、为分析仪表提供洁净样气。这些已在我们的实践中得到了有力的证实。
系统取样探头与过滤器反吹,采用将氮气(吹扫气源)憋至待吹扫装置(探头、过滤器)达到恒定压力，通过快速动作的气动控制单元，瞬间开启产生强大“爆破力”，将过滤样气的粉尘及残留水完全排除，使取样探头与过滤器具有强大的“再生”能力。该技术具有方案先进、结构简明、稳定可靠、操作简便等特点。
 

2)独特的取样方式
总结多年实践中的经验，已往国外以及大部分国内分析厂家均将过滤装置设计在顶部探头中，管道中烟气与过滤后的洁净样气仅通过一只垫圈压紧隔离，维护人员很容易在维护过程中安装稍不注意或由于垫圈的老化，将会造成管道中的部分烟气不经过滤器而直接通过取样管道进入分析系统，导致仪器的损坏。由于探头过滤器装置安装在工艺烟气管道上，不仅给维护人员的工作带来了安全隐患，而且增大了维护量。
我们系统中将过滤器安装在预处理柜中，煤气管道上仅有不锈钢取样探头，结构简洁而且是不需要任何维护工作的。
独特的样气处理系统无需任何伴热处理，取样系统管路连接、五级过滤、能确保整个系统长期、稳定、安全运行。
 
3)精良的专业技术与系统配置
鉴于样气处理的安全性与重要性，系统设有样气的稳压稳流、过滤、湿度报警、压力、流量等功能。而且关键部件均采用国外原装：如气泵、分析仪、冷凝器等。
 
4)分级排放具有强大的系统再生能力
系统采用分级吹扫排放，具有强大的再生能力。因此能保证系统取样探头与过滤装置常期可靠运行。取样探头以及预处理装置在正常工况下可保3年不堵不换。
5)快速、准确的取样真实反应气体成分含量
系统采用大流量加速定排的方法，以提高系统流速，采集真实样气。为回路的调节控制提供实时、真实的气体含量。
冶金过程实际就是金属氧化物与燃料进行的还原反应。煤气贯穿冶金的全过程：高炉、转炉、焦炉以及煤气发生炉(独立钢
铁企业)产生的煤气及其混合煤气，可以为烧结、冷轧、热轧等多个工序提供冶金动力和原料。过程优化监控、燃烧优化控制、安全与环保等是冶金行业实行气体在线的主要目的。

1 >> 高炉以及粉煤喷煤气体监测工艺点及系统选型表

 
测量点位 测量组分 测量范围 测量目的
煤磨机入口 O2 0-25% 安全监控
煤粉仓 O2 CO 0-3% 0-1000ppm 安全监控
在高炉中 CO、CO2 H2、CH4 0-50%，0-30% 0-10%，0-1% 高炉运行控制
布袋除尘后 O2 0-25% 安全监控
高炉气烟道出口前 CO、CO2 CH4 0-50%，0-20% 0-1% 测定交付用户前高炉气品质
热空气管道入口 O2  0 -25% 确定最佳燃烧态空气比
热风炉排放气体烟道 CO、CO2 温度流量 0-2%，0-10%  用于排放测量的燃烧最优化参数比
烟囱上或烟囱中 CO、SO2、NOX O2、HCL、H2O 尘   排放监控，环保

2 >> 转炉气体监测工艺点及系统选型表

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烟气最大含尘量＜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：±0.5％FS/3个月
3.零漂：≤±0.5％FS/周 (H2≤±1％FS/周)
4.线性度：≤±0.5％FS (H2≤±0.5％FS)
5.稳定性：≤±0.5％FS/周 (H2≤±1％FS/周)
6.灵敏性：CO、CO2≤1％FS (H2≤1％FS)
7.仪表响应时间：≤2s
8.环境温度：＋5～45℃
㈢ 系统技术参数及优越性能
⒈流线型一体化取样探头
⒉系统烟尘过滤精度：＜0.5μm
⒊系统分析精度：±0.5%FS/3个月
⒋系统响应时间：T90≤15s
⒌系统平均无故障周期：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。前级过滤器承受最恶劣的环境也最易堵，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。
要彻底解决这一问题必须有过滤原理上的突破，智达公司通过多年研究创新设计的大容尘流动介质过滤器，在原理上就解决了过滤精度和易堵的这一对矛盾。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100%。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，不怕腐蚀寿命永久，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
    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，智达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，影响分析系统长期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。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，完全避免该问题，保证系统所采样气不致在输送当中产生失真。
3.分析仪器性能最优。采用ABB公司仪器，根据多年实践比较，其性能最优，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。
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，技术水平先进，整个系统响应时间≤15秒，系统响应极为快速。
2.分析仪表。经过多年的实践、比较，选择配置适合冶金系统的最先进的西门子等公司仪器，响应时间≤2s，因此仪表的最佳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、大容尘流动介质过滤器、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，其中大容尘流动介质过滤器除尘能力就能达到微米级，六级过滤最终能给仪器提供含尘粒度≤0.5μm的超净气体，所以过滤精度极高，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±0.5%FS，可靠性相当高。
 
3 >> CDQ干熄焦气体监测工艺点及系统选型表

4 >> 冶金燃气厂、动力厂、冷轧、热轧煤气成分和热值监测选型表

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联系人：马西峰

手  机：18740401689