轉爐煤氣柜是煤氣回收的重要容器,也是作為一個獨立的煤氣系統。其作用如下:(1)調節煤氣發生和使用的波動,保持系統的穩定和平衡;(2)當煤氣系統發生事故時,可利用煤氣柜內的存氣進行煤氣處理,保持系統的安全;(3)當系統中發生源發生變動時,如高爐休風、轉爐周期性回收,可維持部分用戶的正常使用。從安全性和環保的角度考慮,由于煤氣為有毒氣體,且氣柜內一氧化碳濃度高,一旦泄露,對員工的人身安全有非常嚴重的威脅,而且對大氣將會產生嚴重污染。
1 轉爐煤氣的回收工藝
轉爐煤氣的回收流程為從氧槍開吹后的2min開始,當煤氣分析儀檢測到煤氣濃度合格即氧氣在1.8%以內,一氧化碳在30%以上,三通閥動作,即進行回收操作,回收的煤氣送人煤氣柜,開吹13min結束回收,氧槍提起,三通閥動作,煤氣通過放散塔立即放散。
2 結構及組成
天禹智控的激光過程氣體分析系統的測量探頭由發射單元和接收單元組成,發射單元由人機界面、激光器驅動模塊、中央處理模塊、半導體激光器和精密光學元件等器件組成;接收單元由光電傳感器、信號處理模塊、電源模塊和精密光學元件等部分組成;吹掃單元由過濾器、減壓閥和穩流裝置等組成;正壓控制模塊采用隔爆設計,內置壓力傳感、信號處理、電源控制和信息顯示等模塊(見圖1)。
圖1激光分析儀結構圖
3 原理
通上電源,開啟根部閥,半導體激光器發射出的特定頻率的激光通過發射單元穿過氣體通道,接收單元中的傳感器接收衰減后的激光束,并將測量信號傳送給中央分析儀器,中央分析儀器通過對測量信號進行分析處理,得到被測氣體濃度,氣體濃度信息通過液晶顯示屏顯示出來并通過標準接口輸出。
為防止粉塵和被測環境中其它污染物在視窗上聚集,需用工業氮氣(高純氮氣)等氣體通過吹掃人口進行連續吹掃,以便在光學視窗與工業氣體間形成一段氣幕保護。
半導體激光氣體分析系統基于半導體激光吸收光譜技術(DLAS),即“單線光譜”測量技術。它是通過測量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被側氣體時發生的衰減信息,并根據激光強度衰減與被測氣體含量間的正比關系,分析獲得被測氣體的濃度。
4 應用情況
自項目安裝以來，從未發生任何儀器故障，數據穩定準確、響應快，雖然期間出現過氧氣超標的問題，經過檢查不是儀器本身原因，是由于吹掃氮氣參雜氧氣所致，即使時常因排水器堵塞等故障導致煤氣管道內部含水量很大（在管道的一半以上），甚至將光路堵塞，但分析儀仍正常顯示，未受絲毫影響。另外，該分析儀安裝于室外，無需加蓋分析小屋（防塵），配置空調（恒溫），不管季節、溫度如何變化分析儀仍然能一如既往地工作。
5 原位式激光在線氣體分析系統的優點總結
指標
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原位式激光在線氣體分析系統
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預處理系統
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無
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測量方法
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現場、連續、實時測量
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環境適應性
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惡劣環境適應能力強
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響應速度
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快:僅取決于儀表響應時間,小于1S
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準確性
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實地測量,氣體信息不失真
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連續性
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連續測量
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可靠性
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無運動器件,可靠性高
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介質干擾
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不受背景氣體交叉干擾;自動修正粉塵及光學視窗污染干擾
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樣氣排放
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無樣氣排放,安全無污染
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維護標定
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維護標定：1~2次/年
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運行費用
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無需備品備件；運行費用接近于零
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分析小屋
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無需
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空調
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無需
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漏氣
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由于無預處理不存在漏氣
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6 經濟效益
首先，由于該分析儀采用原位式安裝，在線直接測量樣氣，響應速度快，實時在線反映氣體的真實信息，通過三通閥可以精確控制回收和放散，回收煤氣質量大大提高，而且其故障率極低，運行的穩定性、可靠性很好，可以很好地保證煤氣柜的氧含量不超標，保障煤氣柜的安全運行。其次，可以完全避免以往多回收超標的煤氣少回收合格的煤氣，以往的回收流程為當氧槍提起后，三通閥動作，放散煤氣，這樣從轉爐到分析儀的煤氣就自白放散，采用激光分析儀后，由于可以準確、實時地檢測到煤氣，那么，當氧槍提起后，等分析儀顯示氧氣超標后再進行放散，為安全起見，并考慮到三通閥為氣動閥門可以將放散時間稍提前幾秒，這樣既保障安全又多回收煤氣。
7 總結
天禹智控原位式激光在線氣體分析儀在轉爐煤氣回收系統的成功應用，不僅保障轉爐煤氣柜的安全運行，而且提高回收煤氣質量，是目前煤氣回收檢測領域的新型分析儀器。
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