歐冶爐氣體分析儀的改進及應用

王金誠，胡麗賓，付強

（寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司）

歐冶爐氣體分析儀的改進及應用

王金誠，胡麗賓，付強

（寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司）

文章介紹了針對歐冶爐氣體分析儀不能在休風中使用的問題進行的改進。氣體分析儀系統改進后在送風和休風過程中能切換，實現了實時監控爐內氣體含量變化的作用。

氣化爐分析儀；休風；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，能夠在開爐過程匯總實時的檢測氣化爐輸出煤氣中H2、CO、CO2、O2的含量，為工藝生產過程提供參考依據，為生產操作提供指導。由于該系統設計時只適用生產中的在線分析，所以在休風過程中該系統無法正常采樣，但休風時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，需對氣化爐內部氧氣的含量進行實時的監測。為此，對氣體分析儀系統進行了改進。

2 分析儀系統簡介

八鋼歐冶爐氣化爐輸出煤氣經過填料洗滌器后安裝有一套在線氣體分析系統，對氣化爐輸出煤氣中的H2、CO、CO2、O2含量進行在線分析。氣化爐輸出煤氣壓力0.4MPa，溫度80℃。該系統針對歐冶爐生產時工況設計，集成了樣氣的采樣、預處理、分析、數據輸出及排放全過程。在正常工況下，分析儀的正常運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。在生產過程中該套分析儀能夠準確地將煤氣中H2、CO、CO2、O2的含量實時傳送至中控。但在休風過程中爐內壓力將放空，氣化爐輸出煤氣壓力將降至0MPa。由于該套分析儀主要針對生產時運行設計，所以在休風時該套在線氣體分析系統將無法正常運行。系統構成如圖1所示。

圖1 改造前氣體分析儀示意圖

3 對取樣系統的改進

原設計中系統取樣是靠填料洗滌器出口煤氣管道內部0.4MPa的壓力將氣體送至分析儀主機柜內進行預處理。休風時拱頂溫度將在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計。因此需考慮增加一套抽氣裝置與氣體冷卻裝置，并且需在管道內部壓力將至0.05MPa時自動投運。在休風時，需對爐內產生的CO進行控制。休風后通過提高填料洗滌器內水位將煤氣進行封堵，此時填料洗滌器出口處將無法準確采樣到爐內氣體含量變化情況。所以，還需重新選擇休風后的取樣點。

首先，需重新選擇取樣點。據了解，休風時氣化爐的放散管與爐內氣體相通。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）。抽氣泵的投運與取樣回路的切換，需實現在填料洗滌器輸出管道壓力低于0.05MPa時自動控制。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壓力控制裝置，壓力設定為0.05MPa時輸出一副控制干接點，當填料洗滌器出口壓力低于0.05MPa時控制啟動抽氣泵（E-1），同時換向閥將切至氣化爐放散管取樣，分析儀主機柜將正常分析輸出各組分樣氣成分。改造后系統構成如圖2所示。

圖2 改造后氣體分析儀示意圖

由于改造后系統構成較為簡單，無需采用模擬量壓力變送器，只需采用一個帶干接點的壓力表即可，系統電路原理圖如圖3所示。休風時當壓力低于0.05MPa時PC點閉合，KM1線圈得電，KM1的兩副常開觸電閉合，同時抽氣泵E-1得電工作，電磁閥SV-1得電，分析儀取樣點切換至氣化爐放散管處取樣。此時系統將自動切換至休風狀態使用。送風時當壓力高于0.05MPa時PC點斷開，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，分析儀取樣點切換至填料洗滌器出口處取樣。此時系統自動切換至正常生產狀態使用。

圖3 的電路原理圖

4 改進后氣體分析儀系統的調試運行

改造后的系統主要考慮在休風后能夠自動切換至放散管處新增加的取樣點取樣。休風過程中，當氣化爐系統壓力逐漸降至0.05MPa時，原填料洗滌器出口處的取樣點已經無法正常將樣氣送至分析儀主機柜。此時壓力傳感器將輸出控制點，SV-1切換，E-1啟動。分析儀主機柜將繼續正常采樣分析。當歐冶爐開爐時，爐內壓力逐漸升高，煤氣回路切換至填料洗滌器，當填料洗滌器出口壓力升高至0.05MPa時，PC控制點將斷開，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，在線分析系統將切換至正常生產檢測。

5 結束語

該系統通過這次改造后，能夠正常在休風和送風過程中切換，該分析儀在休風時能對氣化爐爐內H2、CO、CO2、O2各含量進行分析，實時監控爐內反應情況。能夠實時監控爐內氧含量的變化，對整個檢修過程的安全環境提供了參考依據。

[1]王樹青，樂嘉謙.自動化與儀表工程師手冊.北京∶化學工業出版社，2010年1月.

Improvement and Application of Gas Analyzer of OY Furnace

WANF Jin-cheng，HU Li-bin，FU 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

聯系人：王金誠，男，本科，烏魯木齊（830022）寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司第一高爐分廠

E-mail：37733476@qq.com