西門子ULTRAMAT煤氣在線分析系統在工業中的應用

張樂

摘 要：本文介紹西門子ULTRAMAT 23煤氣成份分析儀在韶冶鼓風爐的應用情況，并對分析系統和維護事項做了重點介紹。

關鍵詞：分析系統；探頭過濾器；壓縮冷凝器

近年來，韶冶廠鼓風爐新裝煤氣成份在線氣體分析系統，對鼓風爐的爐內一氧化碳和二氧化碳氣體含量進行分析。本文就氣體分析系統的采樣原理、內部構件和日常維護進行研究。

1 煤氣成份在線氣體分析系統的工作原理

1.1 鼓風爐煙氣CO/CO2工藝現狀[HT]

溫度：35℃；壓力：12.5KPa；測量組分CO濃度22% ； CO2濃度11%。

1.2 鼓風氣樣采集過程

如下圖所示，韶冶鼓風氣經采樣探頭（SP）和電加熱后的取樣泵（M1）抽取至柜內分析，鼓風探頭由電加熱裝置，帶接嘴法蘭，碳化硅過濾網及溫控器構成。

1.3鼓風煤氣的過濾、除水

鼓風煤氣過濾是通過探頭過濾器來完成，上圖中煤氣分析柜的保護過濾器PF1主要起煤氣監視作用。鼓風煤氣抽取后，由冷凝器壓縮（A11）對鼓風煤氣快速冷凝，經過冷卻后的煤氣將滿足分析儀的要求。冷凝水的排放由蠕動泵（M11和M12）排出。

2 煤氣成份分析儀系統校準

2.1 維護狀態、運行狀態

按下“Main/Run” 開關鍵，引導燈滅，柜面指示進行維護，進入維護狀態，此時開關“PUMP”直接控制泵的起停。再次按下控制按鈕“Main/Run”時，可對鼓風煤氣進行測量，柜面其它開關不起作用。由電腦PLC進行自動煤氣分析，并對探頭自動吹掃，狀態邏輯控制。當U23自動標定時，系統在PLC的自動控制下，進行探頭吹掃，同時PLC顯示吹掃提示。

2.2測量/校準

鼓風煤氣（U23）的柜面指示氣體分析儀的工作狀態。

2.2.1零點校準

零點校準是自動的，由測量氣跟零點氣（空氣）兩組構成。廠家出廠時設置是240S，當通過干凈的空氣時，U23 “零氣閥”燈亮，此時電腦控制的零點校正磁閥通電，針閥RV2調節空氣的流量，流量值取1.2到2L/min的進氣量。當 “零氣閥”燈指示時，Y2打開。樣品氣被抽入管狀，干凈的空氣被排出，零點校準完成后，鼓風煤氣的測量將更加精準。

2.2.2 量程校準

量程校準的作業指導順序是： U23的PLC選擇量程校準，當顯示幕出現“通入量程”的字幕時，點擊進入，閥門Y1（用于量程校準）動作。把經過廠家檢測的用于量程校準的氣瓶慢慢轉開，這時立刻觀察流量計浮標，保證校準用量程氣為1.2到2L/min。當顯示屏上的數字由大幅波動變為基本不變時，鼓風煤氣的量程校準完成，點擊確認，這個過程是量程的校準，已被存儲。按回車返到鼓風煤氣測量狀態。

3 韶冶鼓風煤氣監測常見故障跟現場處理

3.1 過濾器顏色變灰

壓縮機冷凝器、蠕動泵在取樣時有沒有動作，鼓風煤氣的取樣探頭及加熱裝置有沒有壞，要是過濾器壞了沒馬上檢修，勢必造成鼓風煤氣取樣管線的堵塞。

3.2 保護過濾器的灰塵密布

如果探頭過濾器積灰過多，必須取下拿壓縮空氣吹干凈。用的時間過長，如3到6個月，可更換。

3.3 浮標顯示流量小

鼓風煤氣的取樣探頭可能積灰過多和抽取泵不動作，這兩個方面進行細查。同時查看煤氣取樣管路跟接口有沒有漏氣。

3.4 致冷器的管路有水蒸汽凝結

首先要看下蠕動泵跟致冷器。蠕動泵如果壞了不動作，就會導致水汽難以排出，應當及時找出不動作的原因并解決。

4 鼓風煤氣分析儀定期檢查科目

4.1 取樣探頭（SP）

煤氣探頭過濾器可180天檢查一次，一般拆下來用壓縮空氣吹，要是芯濾堵得嚴重必須換新。

4.2 鼓風煤氣分析管路（E1）

首先取樣管路不能被壓，其次管路的綁匝不能過緊，以免氣路不暢，造成取樣泵和冷凝泵超負荷運轉而燒壞。

4.3 煤氣煤氣取樣氣體制冷器（A11）

這個部分的維護根據日志看比較少，建議每隔1個月檢查蠕動泵泵管。如果看到泵管有煤氣灰時，可把管路拆下來清洗。

4.4 煤氣煤氣取樣泵（M1）

這個泵是煤氣取樣的心臟，要經常觀察泵體轉運是否順暢，當取到的煤氣流量偏小，立刻觀察泵體前的過濾網是否積灰，要經常清灰或清洗。

4.5 電磁閥

我們的零點、量程校準的切換由電磁閥Y1、Y2完成 ，而氣路切換是電磁閥Y3完成。電磁閥的壽命都比較長，電磁閥滑桿是每隔1個月用酒精洗。

4.6鼓風煤氣分析儀器U23

我們的正常維護可180天用廠家的標準氣把零點和滿量程校一次。

5 結語

煤氣成份在線氣體分析系統的投入應用，對鼓風爐內氣體成份的監控起到關鍵作用，進而保證鼓風產出鉛鋅的質量。而另一方面，又能讓鼓風爐輸出的煤氣，保質保量的輸送給預熱器和熱風爐，從而形成良性循環。

參考文獻：

[1]煤氣成份在線氣體分析系統說明書.2007.

[2]王化正，李玉生.實用分析儀檢修手冊.石油工業出版社，2002.

[3]穆華榮.分析儀器維護（第二版）.化學工業出版社，2006.