高炉炉顶煤气分析仪

高炉炉顶气体在线分析系统技术方案 目 录 一、概述 二、系统特点介绍 三、系统构成 四、系统主要技术参数 五、生产要素 六、系统工作流程 七、供货范围 八、分析系统的型号及主要部件配置表 九、备品备件 十、技术交接资料 十一、工况条件 十二、分析系统取样分析的目的和意义 十三、该分析系统带来的经济效益 一、 概述 HLA-M109型高炉炉顶煤气在线分析系统是恒联公司积累十年冶金行业分析仪成功应用经验,同时吸收国际先进设计理念潜心打造的新一代高炉顶煤气在线分析系统。该系统采用现场双采样探头冗余工作方式,结合全防腐样气预处理装置,多级除尘、除水、脱硫、除萘、除酸雾，全干法不失真取样设计思路,能有效克服高炉炉顶煤气湿度大、杂质多、含尘多、温度高等恶劣条件，实现连续在线分析高炉炉顶煤气中所含的CO、CO2、H2等气体成份，能够真实的反映高炉内的冶炼状况，与高炉专家系统相结合，提高冶炼操作水平，是节能降耗，安全生产所必不可少的检测设备。 二、系统特点介绍 HLA-M109系统CO、CO2测量主机采用SIEMENS ULTRAMAT 23(U23)原装进口产品,属于不分光型红外(NDIR)多组分析仪器,相比固定分光型红外(CDIR)仪表灵敏度要高得多,并且具有较高的信噪比和良好的稳定性.是目前国际上的主流产品,国内应用效果良好 HLA-M109系统H2测量主机QRD-1102C系MAIHAK产品,属于热导式原理分析仪器,该产品采用了微处理器和数字处理技术,大屏幕液晶显示,菜单操作,美观大方,性能稳定,性价比较高,是此类应用的的首选成熟产品. 本方案样气预处理系统中的除水装置冷凝脱湿器采用压缩机制冷工作方式,无氟环保，制冷强劲,每分钟可处理样气10-15L,样气出口温度能始终控制在最佳控温点4℃左右，样气干燥效果能满足各种测量主机的要求，依靠此项强大的主动式除水装置，配合被动式自然冷凝除水罐，本分析系统可以建立起高效的快速流路体系，成倍的加快样气在系统中的流速，行之有效的消除系统数据的分析滞后。 本方案采用SIEMENS可编程序控制器（PLC）做为系统的智能控制中枢，现场抗干扰能力强，可靠性高，通用性强。能够实现双探头的自/手动切换，自、手动取样管线吹扫，自/手探头内吹扫，探头外吹扫，自/手动排水，简单的故障判断和系统停机保护，编程灵活，现场可再进行程序优化。 本系统配备恒联公司自有核心技术的现场采样探头，安装方式改进为现场管道直接开孔焊接下法兰连接件，下连接件带有大口径不锈钢阀门，可在今后维修时将探头直接进行拆装工作，不必受高炉必休风停煤气等因素制约。此探头采用全不锈钢材质，内部连接密封件采用氟橡胶材料，探头滤芯采用公司多年倡导的冶金粉沫陶瓷烧结工艺的产品，表面经特殊镀膜处理，透气性优秀，不易粘附粉尘，容易再生恢复使用性能，不会发生金属滤芯锈死、堵塞现象。探头整体结构上做到了全防腐、少维护，易更换，从根本上解决了高炉煤气采样探头易腐蚀、在线运行率低，不好更换等棘手问题。 本方案设计现场探头控制箱，内部配有电磁阀组，可以实现对探头和取样管线的各种反吹控制，如管线反吹、探头内反吹，外反吹、组合反吹等，本控制箱内同时配备一组除水、脱硫、除尘装置。实现取样探头后第二级样气净化。电磁阀组采用性能优异的日本CKD防腐电动球阀（原装进口）。 本方案分析系统柜式结构，内部配有19寸（483mm）标准机架，可以安装测量主机和操控面板，柜内样气处理器件采用美观简洁的背板安装方式，柜内样气处理系统包含第三级样气净化装置脱硫除水罐（脱硫除水除尘除萘），第四级净化装置尘过滤器（除尘除萘除酸雾），第五级净化装置膜过滤器（脱硫、除水、除尘、湿度临测报警），实现系统设计的分级过滤净化、粗细净化结合目的。同时柜内配有流量稳定分配装置转子流量计及三通阀等。 本系统为配合主机实现上电自标定和定时自标定功能，设计了自标定气路，能够在功能要求开启时，三通阀自动切换气路，导入N2自动稳压稳流校准主机，（在此种正压取样环境，不配备吸气泵的系统中是很有必要的设计）。否则维护工人只能在每次意外断电或系统自动开户自标后，到现场对主机综合全面校准（很繁琐且没有必要浪费的时间），本系统可很好的解决。 本系统设计取样阀门均为CKD防腐电动球阀（原装进口），反吹阀为CKD电磁阀（零泄露），为防止高炉煤气意外反灌N2系统，加装反向逆止阀CKD。 三、系统构成 HLA-M109型高炉炉顶煤气在线分析系统由分析单元、现场采样控制单元、柜内样气处理单元、标定校验单元、操控流路显示切换单元、电控单元等主要部分构成。 四、系统主要技术参数 分析单元技术指标： 西门子原装U23 CO CO2红外线气体分析仪 测量范围: CO (0～40)% CO2 (0～40)% 零点漂移:≤±1% FS/7d 灵敏度变化: ≤±1% FS/7d 线性偏差: ≤1% FS 重复性:≤0.5% FS 响应灵敏度：≤0.5% FS 测量精度：≤±1%FS; 输出信号:4～20mA 电源：220V±20V AC 50±1Hz QRD-1102C H2热导式分析仪： 测量范围：（0-10）%H2 零点漂移:≤±1% FS/7d 灵敏度变化: ≤±1% FS/7d 线性偏差: ≤1% FS 重复性:≤0.5% FS 响应灵敏度：≤0.5% FS 测量精度：≤±1%FS; 输出信号:4～20mA 电源：220V±20V AC 50±1Hz 系统技术参数： 系统最终过滤精度≤0.1μm 硫化物含量≤10ppm 系统响应时间：T90≤15s 系统平均无故障周期：MTBF＞2年 系统维护周期：＞1年 系统双路切换取样，连续在线分析。 系统具有自动反吹清灰、防堵装置。 输出信号：4～20mA（四线） 三路（CO CO2 H2） 五、生产要素 仪表氮气：0.5～0.8Mpa 无油无水 工作环境温度：+5℃～+45℃ 环境湿度：≤80% 不结露 供电电源：220VAC±10% 50Hz±5%， 功耗：≤3kw 六、系统工作流程 HLA-M109型高炉炉顶煤气在线分析系统由S7-200 PLC自动控制整个系统的运转,实现自动连续在线分析、自动反吹、自动排水、简单故障判定和自动停机保护、报警连锁控制、数据实时传送。 具体工作过程简述：系统上电，主机进入热阶断，U23主机启动自标定，自标完成，热机完成转入自动在线取样，流路１首先自动打开所有相应气路，工艺样气流经五级净化装置，除尘、除水、除酸雾、除萘等有害干扰物质后，经分流稳压后，合乎要求的样气最终以1.5L/min的测量进入测量主机进行分析，数据传送至相应上位机记录显示。流路一在线分析1h（可敲定）后，系统自动切换流路二接替流路一进行连续在线分析，此时流路一完成取样工作后自动进行系统柜内排水，吹扫排除过滤颗粒物等杂质，进行流路一的管线吹扫除尘、除水，进行流路一的探头各种方式组合吹扫、自清洁，自动完成这些清理工作后（约3min），流路一转入待机状态，等待流路二结束取样进行自清洁时接替取样工作，两个流路如此自动交替取样连续工作。通过柜内操作面板还可以将系统切到手动控制工作方式，有选择的进行两个流路的采样、反吹、排水等操作，便于检修。 型号：HLA-M109 高炉煤气在线分析系统 十一、工况条件（布袋除尘器后） 1、烟气含尘量＜10mg/NM3 2、管道样气温度：≤150℃ 3、取样点压力：0～0.25MPa 二、高炉炉顶煤气取样分析的目的和意义（除尘器后）： 1、目的在于分析高炉煤气各化学成分及热值，它是度量高炉煤气价值的依据。 2、检查煤气在炉内能量的利用情况，给高炉操作者提供高炉操作依据。对高炉搞好炉况顺行和降低焦比有重要意义， 3、结合自身的原燃料条件及设计炉型,通过高炉装料制度和送风制度的调整、提高煤粉燃烧率等措施, 使高炉煤气流分布趋于合理，从而提高煤气利用率,降低炉顶温度,延长炉衬寿命，实现高产低耗。 4、控制炉身温度 a.布料 b.管道兴成 5、检测炉膛是否漏水 三、提高煤气利用率的经济效益 1、高炉煤气中CO2含量提高0.5% 2、燃料比可下降10kgce/t 3、炼铁工序能耗可下降8.5kgce/t 本系统已成功在国内各大钢铁厂有应用业绩： 1、2007年日照钢铁有限公司1-6#高炉使用至今 2、2009年日照钢铁有限公司15-16#高炉使用至今 3、临沂钢铁集团使用了8套至今 4、燕山钢铁有限公司2套使用至今 5、瑞丰钢铁集团1-4#高炉2009年使用至今 唐山恒联机电装备有限公司 杨国良13932502997