歐冶爐氣體分析儀的改進(jìn)及應(yīng)用

王金誠(chéng)，胡麗賓，付強(qiáng)

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

歐冶爐氣體分析儀的改進(jìn)及應(yīng)用

王金誠(chéng)，胡麗賓，付強(qiáng)

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

文章介紹了針對(duì)歐冶爐氣體分析儀不能在休風(fēng)中使用的問題進(jìn)行的改進(jìn)。氣體分析儀系統(tǒng)改進(jìn)后在送風(fēng)和休風(fēng)過程中能切換，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)氣體含量變化的作用。

氣化爐分析儀；休風(fēng)；取樣；切換

1 問題的提出

八鋼歐冶爐氣化爐輸出煤氣氣體在線分析系統(tǒng)，能夠在開爐過程匯總實(shí)時(shí)的檢測(cè)氣化爐輸出煤氣中H2、CO、CO2、O2的含量，為工藝生產(chǎn)過程提供參考依據(jù)，為生產(chǎn)操作提供指導(dǎo)。由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)只適用生產(chǎn)中的在線分析，所以在休風(fēng)過程中該系統(tǒng)無法正常采樣，但休風(fēng)時(shí)為保證工藝及檢修的安全，需將氧含量控制在一定的范圍內(nèi)，需對(duì)氣化爐內(nèi)部氧氣的含量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。為此，對(duì)氣體分析儀系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

2 分析儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介

八鋼歐冶爐氣化爐輸出煤氣經(jīng)過填料洗滌器后安裝有一套在線氣體分析系統(tǒng)，對(duì)氣化爐輸出煤氣中的H2、CO、CO2、O2含量進(jìn)行在線分析。氣化爐輸出煤氣壓力0.4MPa，溫度80℃。該系統(tǒng)針對(duì)歐冶爐生產(chǎn)時(shí)工況設(shè)計(jì)，集成了樣氣的采樣、預(yù)處理、分析、數(shù)據(jù)輸出及排放全過程。在正常工況下，分析儀的正常運(yùn)行需將樣氣流量控制在60～80L/h，樣氣的壓力需保證在0.05～0.5MPa。在生產(chǎn)過程中該套分析儀能夠準(zhǔn)確地將煤氣中H2、CO、CO2、O2的含量實(shí)時(shí)傳送至中控。但在休風(fēng)過程中爐內(nèi)壓力將放空，氣化爐輸出煤氣壓力將降至0MPa。由于該套分析儀主要針對(duì)生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)，所以在休風(fēng)時(shí)該套在線氣體分析系統(tǒng)將無法正常運(yùn)行。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 改造前氣體分析儀示意圖

3 對(duì)取樣系統(tǒng)的改進(jìn)

原設(shè)計(jì)中系統(tǒng)取樣是靠填料洗滌器出口煤氣管道內(nèi)部0.4MPa的壓力將氣體送至分析儀主機(jī)柜內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理。休風(fēng)時(shí)拱頂溫度將在400℃，氣化爐放散管壓力接近于0MPa。因此，氣體溫度與壓力都不符合該套分析儀原設(shè)計(jì)。因此需考慮增加一套抽氣裝置與氣體冷卻裝置，并且需在管道內(nèi)部壓力將至0.05MPa時(shí)自動(dòng)投運(yùn)。在休風(fēng)時(shí)，需對(duì)爐內(nèi)產(chǎn)生的CO進(jìn)行控制。休風(fēng)后通過提高填料洗滌器內(nèi)水位將煤氣進(jìn)行封堵，此時(shí)填料洗滌器出口處將無法準(zhǔn)確采樣到爐內(nèi)氣體含量變化情況。所以，還需重新選擇休風(fēng)后的取樣點(diǎn)。

首先，需重新選擇取樣點(diǎn)。據(jù)了解，休風(fēng)時(shí)氣化爐的放散管與爐內(nèi)氣體相通。所以在氣化爐放散管在靠近氣化爐的位置重新開孔安裝取樣探頭。取樣探頭出口處需增加換熱器（E-2），換熱器（E-2）后需增加抽氣泵（E-1）。抽氣泵的投運(yùn)與取樣回路的切換，需實(shí)現(xiàn)在填料洗滌器輸出管道壓力低于0.05MPa時(shí)自動(dòng)控制。在氣源回來中將原只能控制通斷的電磁閥跟換為兩路選擇的電磁閥。在填料洗滌器出口處需增加一個(gè)壓力控制裝置，壓力設(shè)定為0.05MPa時(shí)輸出一副控制干接點(diǎn)，當(dāng)填料洗滌器出口壓力低于0.05MPa時(shí)控制啟動(dòng)抽氣泵（E-1），同時(shí)換向閥將切至氣化爐放散管取樣，分析儀主機(jī)柜將正常分析輸出各組分樣氣成分。改造后系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 改造后氣體分析儀示意圖

由于改造后系統(tǒng)構(gòu)成較為簡(jiǎn)單，無需采用模擬量壓力變送器，只需采用一個(gè)帶干接點(diǎn)的壓力表即可，系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。休風(fēng)時(shí)當(dāng)壓力低于0.05MPa時(shí)PC點(diǎn)閉合，KM1線圈得電，KM1的兩副常開觸電閉合，同時(shí)抽氣泵E-1得電工作，電磁閥SV-1得電，分析儀取樣點(diǎn)切換至氣化爐放散管處取樣。此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)切換至休風(fēng)狀態(tài)使用。送風(fēng)時(shí)當(dāng)壓力高于0.05MPa時(shí)PC點(diǎn)斷開，KM1線圈失電，KM1的兩副常開觸電斷開，抽氣泵E-1失電停止工作，電磁閥SV-1失電，分析儀取樣點(diǎn)切換至填料洗滌器出口處取樣。此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換至正常生產(chǎn)狀態(tài)使用。

圖3 的電路原理圖

4 改進(jìn)后氣體分析儀系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行

改造后的系統(tǒng)主要考慮在休風(fēng)后能夠自動(dòng)切換至放散管處新增加的取樣點(diǎn)取樣。休風(fēng)過程中，當(dāng)氣化爐系統(tǒng)壓力逐漸降至0.05MPa時(shí)，原填料洗滌器出口處的取樣點(diǎn)已經(jīng)無法正常將樣氣送至分析儀主機(jī)柜。此時(shí)壓力傳感器將輸出控制點(diǎn)，SV-1切換，E-1啟動(dòng)。分析儀主機(jī)柜將繼續(xù)正常采樣分析。當(dāng)歐冶爐開爐時(shí)，爐內(nèi)壓力逐漸升高，煤氣回路切換至填料洗滌器，當(dāng)填料洗滌器出口壓力升高至0.05MPa時(shí)，PC控制點(diǎn)將斷開，抽氣泵停止工作，電磁閥切換至填料洗滌器出口取樣口取樣，在線分析系統(tǒng)將切換至正常生產(chǎn)檢測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)通過這次改造后，能夠正常在休風(fēng)和送風(fēng)過程中切換，該分析儀在休風(fēng)時(shí)能對(duì)氣化爐爐內(nèi)H2、CO、CO2、O2各含量進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)反應(yīng)情況。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控爐內(nèi)氧含量的變化，對(duì)整個(gè)檢修過程的安全環(huán)境提供了參考依據(jù)。

[1]王樹青，樂嘉謙.自動(dòng)化與儀表工程師手冊(cè).北京∶化學(xué)工業(yè)出版社，2010年1月.

Improvement and Application of Gas Analyzer of OY Furnace

WANF Jin-cheng，HU Li-bin，F(xiàn)U Qiang
（Ironmaking Branch,Bayi Iron&Steel Co.,Baosteel Group）

This paper introduces the improvement on gas analyzer during OY furnace damping down.The improvement of gas analyzer system can switch in the process of air supply and exhaust,and realize the function of real-time monitoring of the gas content in the furnace.

gas analyzer；damping down；sample；switch

TF557

B

1672—4224（2015）04—0035—02

聯(lián)系人：王金誠(chéng)，男，本科，烏魯木齊（830022）寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司第一高爐分廠

E-mail：37733476@qq.com