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工业过程气体钢铁冶金-硅锰合金电炉尾气监测项目(鄂尔多斯防爆型在线气体分析系统在铁合金厂电炉尾气中的应用)

项目背景

    合作背景

    项目位于内蒙古鄂尔多斯,主要生产硅锰合金,其产品以出口为主,全厂共有4个厂房和1个煤气储气站,在从4个厂房输送煤气的8条管道中,有4条直接通往储气站,储气站汇总后通向储气柜。整个气柜站现场环境干净且规范化操作,一直是该厂的先进模范单位。


    项目介绍

    碳在高温加热的情况下通入一定量的O2(3C+2O2=2CO+CO2),主要产生CO和少量的CO2,部分CO2也会再次还原成CO,因为煤气中主要成分是碳,还有其他少量的杂质,在气化的过程中会产生其他少量的气体如CH4,H2,O2,H2等气体,在冶炼硅锰合金工艺流程中产生的每一种气体含量波动都可以间接的反映出硅锰合金电炉的工作状态。同时,电炉尾气中CO、CH4、H2有很高热值,可以回收利用,且CO、H2和O2事关安全,都需要在线监测系统。因此,该项目采用锐意自控在线气体分析系统Gasboard-9031(EX)用于对CO,CO2,H2,CH4含量进行监测,以此来判断冶炼硅锰合金工艺过程是否正常,煤气回收是否安全。

产品原型

    在线气体分析系统Gasboard-9031


    针对样气含中低粉尘的特定工况设计,由预处理单元、控制单元、气体分析单元三部分构成,可用时在线连续测量煤气、生物燃气的热值,以及CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等气体的体积浓度。


    产品特性

    1、 采用不锈钢、电加热温控干法取样探头,使用寿命长、精度高;利用最新反吹扫技术解决探头堵塞问题,保证分析系统的可靠性;配置单级制冷器去除样气中的水分,实现两级过滤,确保仪器长期在线运行。

    2、 连续在线监测,具备远程诊断功能,无需人工值守,降低维护、运行成本。

    3、同时测量对组分气体浓度,准确测量CH4和CnHm(C2H2、C2H4、C2H6)气体浓度并自动计算热值。

    4、消除CO、CO2、CH4等气体对H2检测的干扰,准确测量混合气中的H2浓度。

    5、采用PLC程序控制,自动完成采样、反吹、排水等操作。

    6、可选防爆机型(EX)


    主要参数

    测量组分 CO/CO2/CH4/CnHm(C2H2、C2H4、C2H6)/H2/O2/热值(组分可选)
    测量原理 CO/CO2/CH4/CnHm:NDIR;H2:TCD;O2:ECD/顺磁(可选)
    测量范围 CO/CO2/CH4/CnHm/H2/O2(顺磁):(0~100)%;O2(ECD)):(0~25)%
    精度 NDIR:±1%FS,TCD:±2%FS,ECD:±2%FS,顺磁:±1%FS
    分辨率 0.01%
    防爆等级 Exd II CT6

*具体参数请以规格书为准,如需获取更多技术信息,请联系:027-81628829或info@gasanalyzer.com.cn
项目实施

    方案概况

    项目采用矿热炉生产工艺,CO浓度突然升高可能是电炉渣口出现堵塞情况造成CO2还原反应增加,由于水在高温条件下裂解成CH4和H2或者直接跟碳发生反应,因此CH4,H2含量的增加有可能是冷却水出现漏水情况。通过对CH4,H2,CO,CO2含量的监测来判断电炉工况。

    该厂日产煤气量为150000m³,对煤气O2含量有着严格的控制,其O2含量不得超过1%,当O2含量超过设定的数值时,Gasboard-9031EX系统通过4-20mA信号输出与中控系统相连,中控系统报警后启动连锁保护,将O2超标的管道锁死,切断通向储气柜煤气,避免煤气柜O2含量过高而发生爆炸事故。


    技术方案

    该项目共有4个硅锰合金电炉,每一组电炉分别有两路出气管道,共8路管道,每路管道上均设有一套在线气体分析系统Gasboard-9031,由于电炉在产生煤气过程中会伴随大量的微小颗粒物,因此管道风机正压端都设有配置初级过滤功能的采样探头,目的是阻止大部分微小颗粒物进入系统采样管道内堵塞管道,以致减少系统使用寿命和增加系统维护难度。其中4路煤气输送管道出电炉厂后会在储气站汇集成一条总管道进入气柜,该项目在进入气柜的前端总管道上设有一套防爆型在线气体分析系统Gasboard-9031EX(后期安装)


    产品型号 数量 测量参数 监测点
    Gasboard-9031 8 CO/CO2/H2/O2/CH4 出气端到储气前端管道
    Gasboard-9031EX 1 CO/CO2/H2/O2/CH4 气柜前端总管道


    在线气体分析系统Gasboard-9031(EX)系统主要由预处理单元、系统控制单元和气体分析单元构成:

    预处理单元:不锈钢电加热温控干法取样探头+反吹扫技术解决探头堵塞问题,及电子冷凝器除去样气中的粉尘、水分等诸多杂质,为分析仪表提供洁净样气,同时具备可再生能力,保证系统运行稳定。

    系统控制单元:采用SIEMENS PLC作为核心控制元件,OMRON中间继电器作为输出元件,控制系统自动运行。

    气体分析单元:采用我司拥有自主知识产权的在线红外miya188cnn在线入口Gasboard-3100,同时测量硅锰合金电炉尾气中CO、CO2、CH4、H2、O2浓度。具有在线动态补偿功能,多组分测量气体间无交叉干扰。


    方案价值

    该项目采用锐意自控在线分析系统Gasboard-9031(EX),同时在线监测CO、CO2、H2、CH4、O2,大大降低了人工成本,帮助操作人员实时掌握硅锰合金炉的CO、CO2含量,据此判断电炉渣出口是否堵塞,并控制进风和布料工艺,以保护炉体、降低能耗;通过对H2,CH4的测量,有效判断炉膛是否存在漏水现象;通过测量主管道O2含量,确保O2含量不超过1%,保障煤气净化回收工艺安全。

    好的管理制度是仪器能够长时间正常运行的重要保证。前期安装的8套系统已经正常使用两年多,且系统运行良好,这些都得益于现场人员的日常维护,常见的问题会根据现场的实际情况做出相关的解决方案。在保证正常生产的情况下,系统维护人员会定期清理系统管道容易堵塞的点,每隔一个小时巡检并对系统运行状态做好相关记录,出现无法解决的故障也会及时跟设备厂家沟通交流,找到问题的解决方案,确保生产设备正常平稳运行。


    项目现场



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