鋼鐵冶金行業(yè)安全氣體（CO、O2）監(jiān)測方案
鋼鐵冶金過程中煙氣在線監(jiān)測的必要性
1. 1.1 有利于資源再利用，降低企業(yè)成本
一般來說，每生產(chǎn)1t粗鋼約需2.1×107kJ的能量，約能產(chǎn)生4.2×106kJ的高爐煤氣、4.2×106kJ的焦爐煤氣及1.0×104kJ的轉爐煤氣，副產(chǎn)煤氣約占鋼鐵企業(yè)能源總收入的30%-40%。因此，實現(xiàn)副產(chǎn)煤氣的回收再利用可以極大地降低鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)的成本，實現(xiàn)資源的有效利用。而煤氣是否有回收的價值，取決于煤氣中CO等能源氣體的濃度，CO和O2在線監(jiān)測系統(tǒng)是測量氣體濃度的關鍵。
1.2 保證生產(chǎn)行為的安全性
高爐和焦爐煤氣中的CO濃度較高，它在空氣中的混合爆炸極限為12.5%～74%，只要濃度達到爆炸極限，遇到明火極容易發(fā)生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均與其濃度相關，因此必須采用先進的技術對煤氣中的CO和O2進行實時監(jiān)測。
1.3 環(huán)境保護的需要
目前我國現(xiàn)有20余家年產(chǎn)鋼量400-2000萬噸的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，其中相當一部分企業(yè)高爐煤氣排放量為10-30萬m3/H。按照這樣的排放量來推理可知冶金企業(yè)可以嚴重影響周圍數(shù)公里的空氣質量，造成大氣污染。嚴重的空氣污染不僅危害著周圍居民的身體健康，同時惡化了生態(tài)環(huán)境。總之冶金企業(yè)周邊環(huán)境的質量的優(yōu)劣與其排放的CO的濃度關系密切。
2. 煙氣在線監(jiān)測技術現(xiàn)狀
目前在國內煤氣的非分光紅外氣體檢測和電化學檢測等方法和光譜吸收型激光傳感技術。其優(yōu)缺點對比如表1 煙氣在線監(jiān)測已有技術優(yōu)缺點比較
3. 鋼鐵冶金行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)建設方案
4. 3.1 監(jiān)測儀器選擇及儀器原理
氧氣檢測儀HNAG1000-O2-F基于高精度電化學檢測原理，反應時間為＜10S。
一氧化碳檢測儀HNAG1000-CO-F采用紅外和電化學檢測原理，反應時間為＜10S。
氣體控制主機HNAG6500-F可以連接多個檢測儀器，實時數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)儲存，導出，無線傳輸至指定平臺
5. 3.2 監(jiān)測系統(tǒng)建設組成
根據(jù)鋼鐵冶金的過程以及實際監(jiān)測需要，安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)建設由3個部分組成，分別為轉爐煤氣監(jiān)測、高爐煤氣監(jiān)測和焦爐煤氣監(jiān)測。
3.2.1 轉爐煤氣監(jiān)測
在回收側盅形閥/分散側盅形閥前布設煙氣在線分析儀，只有當通過CO在線監(jiān)測系統(tǒng)測得轉爐煤氣中的CO濃度在30%以上時，才打開氣體切換站的回收側盅形閥進入煤氣柜儲存，否則通過分散側盅形閥通過放散塔點火燃燒。在煤氣柜前布設煙氣在線分析儀，只有在線監(jiān)測系統(tǒng)測分析保證煤氣柜內O2含量不會超標（控制在1%以下）才允許焦煤煤氣進入煤氣柜，否則啟動停止回收，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
3.2.2 高爐煤氣監(jiān)測
根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，高爐煤氣監(jiān)測系統(tǒng)點位布設分為以下幾個部分：
（1）監(jiān)測點1：高爐煤氣分析，CO和CO2，控制高爐爐況和回收能源氣；
（2）監(jiān)測點2：分析熱風爐煙氣中O2，監(jiān)控熱風爐燃燒狀態(tài)和優(yōu)化燃燒效率；
（3）監(jiān)測點3、4：分別為磨機入口和布袋出口，監(jiān)測O2是否超限，起安全檢測和控制作用；
（4）監(jiān)測點5：監(jiān)控煤粉倉內CO是否超限，避免煤粉倉內煤粉自燃。
3.2.3 焦爐煤氣監(jiān)測
根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，焦爐煤氣監(jiān)測系統(tǒng)點位布設位于電捕捉器中，分析控制電捕焦油器中的O2，防止煤氣與O2混合達到一定比例爆炸
4. 在線式一氧化碳CO，O2濃度檢測儀產(chǎn)品描述和技術參數(shù)如下：
型號： | HNAG1000-3-F | ||
檢測氣體： | CO O2 CH | ||
檢測范圍： | 0-100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm、0-30%VOL | ||
分辨率： | 0.01ppm、0.1%VOL | ||
顯示方式： | 液晶顯示 | ||
溫 濕 度： | 選配件，溫度檢測范圍：-40 ～ 120℃，濕度檢測范圍：0-100%RH | ||
檢測方式： | 擴散式、流通式、泵吸式可選 | 安裝方式： | 壁掛式、管道式 |
檢測精度： | ≤±2% | 線性誤差： | ≤±1% |
響應時間： | ≤10秒（T90） | 零點漂移： | ≤±1%（F.S/年） |
恢復時間： | ≤10秒 | 重 復 性： | ≤±1% |
信號輸出： | ① 4-20mA信號：標準的16位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km | ||
傳輸方式： | ① 電纜傳輸：3芯、4芯電纜線，遠距離傳輸（1-2公里） | ||
接收設備： | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、等 | ||
報警方式： | 現(xiàn)場聲光報警、外置報警器、遠程控制器報警、電腦數(shù)據(jù)采集軟件報警等 | ||
報警設置： | 標準配置兩級報警，可選三級報警；可設置報警方式：常規(guī)高低報警、區(qū)間控制報警 | ||
電器接口： | 3/4″NPT內螺紋、1/2″NPT內螺紋，同時支持2種電器連接方式 | ||
防爆標志： | ExdII CT6（隔爆型） | 殼體材料： | 壓鑄鋁+噴砂氧化/氟碳漆，防爆防腐蝕 |
防護等級： | IP66 | 工作溫度： | -30 ～ 60℃ |
工作電源： | 24VDC（12～30VDC） | 工作濕度： | ≤95%RH，無冷凝 |
尺寸重量： | 183×143×107mm(L×W×H）1.5Kg(儀器凈重) | 工作壓力： | 0 ～ 100Kpa |
標準配件： | 說明書、合格證 | 質保期： | 一年 |
三、氣體預處理設備型號HNAG6200-F
一氧化碳和氧氣氣體檢測儀工作溫度接受范圍是零下30度到50度,由于機箱內溫度、濕度油水、粉塵過高, 所以氣體檢測儀不能直接檢測，需要降溫除濕除塵后才能檢測,目標氣體經(jīng)過預處理后，符合氣體分析儀所需的干凈氣體，能最大程度保證氣體檢測分析的準確度，能有效延長氣體傳感器的使用壽命，提高傳感器的可靠性。
A、氣體預處理系統(tǒng)組成：
1、恒溫冷凝除水裝置：保證氣體能高效的冷凝除水
2、三級過濾隔離裝置：除油、除塵、干燥
3、時時自動排水裝置：保證冷凝水及時排走
4、氣體取樣裝置
5、氣體檢測裝置
8、數(shù)據(jù)存儲與分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠程傳輸系統(tǒng)（RS485/4-20mA）
B、氣體預處理系統(tǒng)的技術參數(shù)：
1、冷凝器預冷：冷凝器接通電源后，預冷時間3分鐘左右；
2、氣體制冷量：在環(huán)境50℃時，為280KJ/H；
3、環(huán)境溫度：2℃～40℃出口，氣體露點溫度在1℃～5℃環(huán)境溫度設定超50℃時，出口氣體露點溫度將成比例浮動上升環(huán)境溫度上升至100℃時，連續(xù)使用也不會損壞，當環(huán)境溫度恢復到50℃以下，又能恢復氣性能。
4、冷卻方式：冷媒器
5、氣體流量：1～3L/min
6、氣 密 性：0.1Mpa氣體壓強15分鐘后下降值不超過2%
7、制冷溫度：4℃，可調整范圍為1℃～99℃
8、外形尺寸：750*450*200mm
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