干熄焦工藝

氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

深圳市東日瀛能科技有限公司

Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd

一、方案概述

鋼鐵冶煉包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等諸多生產(chǎn)過程，冶煉過程使用燃?xì)怏w、惰性氣等作為燃料或保護(hù)氣體，同時也產(chǎn)生大量的過程氣體。檢測分析這些氣體的含量，對優(yōu)化生產(chǎn)、安全控制、能源回收、環(huán)保節(jié)能等具有非常重要的現(xiàn)實(shí)作用。

所謂干熄焦，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦?jié)駸幔鋮s后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫惰性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。

干熄焦運(yùn)行中，氣體循環(huán)系統(tǒng)負(fù)壓段會漏進(jìn)少量空氣，O2通過紅焦層就會與焦炭反應(yīng)，生成CO2。CO2在焦炭層高溫區(qū)又會還原成CO，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，循環(huán)氣體里CO濃度愈來愈高。此外，焦炭殘存揮發(fā)分始終在析出，焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分，因此在干熄焦運(yùn)行中，控制循環(huán)氣體中可燃成分濃度在爆炸極限以下，是安全生產(chǎn)的必憊條件。

SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝在風(fēng)機(jī)出口至熄焦室內(nèi)的煙道上，在線分析循環(huán)氣中O2、CO、CO2、H2的含量，為優(yōu)化工藝，防止安全事故提供保障。由于干熄焦氣含有焦油、粉塵、苯、萘、H2S及水汽等污染物質(zhì)，因此樣氣預(yù)處理系統(tǒng)成為整個分析系統(tǒng)的核心。

干熄焦煙氣含有焦油、粉塵、苯、萘、H2S及水汽等污染物質(zhì)，我們采取復(fù)式過濾取樣裝置，有效過濾樣氣中雜物。配合氮?dú)舛ㄆ诖祾撸Ｕ先友b置不堵，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，核心采用高精度傳感器，可實(shí)時測量和顯示空間內(nèi)可燃?xì)怏w含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計、24V電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護(hù)器等。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線212協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風(fēng)機(jī)、閥門、噴淋系統(tǒng)等設(shè)備來使用，通過內(nèi)部開關(guān)量信號實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。氣體超標(biāo)即時報警，同時啟動/關(guān)閉聯(lián)動設(shè)備。有效保障現(xiàn)場人員安全。

系統(tǒng)主要功能包括：

1、實(shí)時監(jiān)測煙囪管道中O2、CO、CO2、H2的含量。

2、通過上位機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控中心實(shí)時了解場所內(nèi)的現(xiàn)場情況。

3、在監(jiān)控中心實(shí)時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。

4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報警信息，及時告知維護(hù)管理責(zé)任人。

5、氣體濃度達(dá)到對應(yīng)設(shè)置的報警值時聯(lián)動風(fēng)機(jī)/閥門/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備。

6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數(shù)據(jù)、歷史報警數(shù)據(jù)。

（監(jiān)測系統(tǒng)示意圖）

二、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第一部分：通用要求》

GB3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第二部分：隔爆型“d" 》

GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》

GBT50493-2019 《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》

GB12358-2006 《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》

GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》

GB 4208-2008 《外殼防護(hù)等級（IP 代碼）》

GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》

HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》

HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設(shè)計規(guī)范》

三、方案介紹與設(shè)計

3.1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要包括取樣系統(tǒng)（采樣探頭、聚四氟自控溫取樣管、吹掃系統(tǒng)等組成。）、樣氣處理系統(tǒng)（冷凝器、蠕動泵、高分子過濾器、浮子流量計）、標(biāo)定單元、分析儀器、機(jī)柜等單元組成。

3.2 干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的選擇

針對常見實(shí)際環(huán)境與條件，選用熱導(dǎo)原理的氫氣傳感器、紅外NDIR原理的一氧化碳傳感器與二氧化碳傳感器、電化學(xué)原理的氧氣傳感器。

3.3 采集控制器

數(shù)據(jù)采集控制器用來集中顯示各監(jiān)測點(diǎn)的VOC濃度值。同時控制器與聯(lián)動設(shè)備關(guān)聯(lián)，當(dāng)VOC濃度值超過預(yù)設(shè)報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設(shè)備。控制器內(nèi)部要有繼電器報警開關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動設(shè)備。

3.4 聯(lián)動設(shè)備

風(fēng)機(jī)/閥門/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備由控制器聯(lián)動，當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時自動啟動；當(dāng)氣體濃度恢復(fù)正常時，自動停止。

四、產(chǎn)品參數(shù)

干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)

五、外形尺寸

（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)）

六、應(yīng)用領(lǐng)域

鋼廠、冶煉廠、有色金屬。。

七、電氣連接

（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)電氣接線圖）

八、配置清單

九、安裝注意事項(xiàng)

9.1 安裝方式：

9.1.1機(jī)柜固定 

機(jī)柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應(yīng)保持平整，機(jī)柜不得傾斜放置。

9.1.2 供電

機(jī)柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。

9.1.3 確定安裝位置

9.1.3.1 主機(jī)箱安裝位置的選擇

首先內(nèi)部傳感器元件的耐受溫度范圍為-20℃～+50℃，最佳工作溫度為+20℃左右，所以要選擇環(huán)境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。

9.1.3.2采樣點(diǎn)與主機(jī)箱管路距離

主機(jī)箱內(nèi)部使用的抽氣泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數(shù)據(jù)延遲越長，一般20米內(nèi)是沒有問題的。還是需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況而定。

9.2 氣路連接

9.2.1 管路接口

一路采樣進(jìn)氣口進(jìn)入系統(tǒng)；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認(rèn)是φ6大小，可以使用外徑6mm內(nèi)徑4mm的PU軟管。

9.2.2 采樣管的安裝（選配）

采樣管插入待測氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應(yīng)采取耐熱管路并進(jìn)行預(yù)降溫再接PU軟管連接檢測系統(tǒng)的采樣接口。

9.2.3 氣路排出接口的接法 

排氣口：使用φ6的PU軟管連接，主要排放的是從流經(jīng)檢測儀里檢測后的氣體，

排水口：使用φ6的PU軟管連接，大部分的采樣氣體和水汽從這里排出，如果管道待測氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會有水流出，所以排水管應(yīng)向下安裝，以保證水流順利排出。

9.3 使用調(diào)試中的注意事項(xiàng)：

9.3.1 流量計控制

系統(tǒng)運(yùn)行中，通過調(diào)整流量計和冷凝器下端排水管道上的節(jié)流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在300～500ml/min左右。

9.3.2 冷凝器

冷凝器的目標(biāo)冷凝溫度使用默認(rèn)溫度即可。

9.3.3 過濾器

需要定期手動維護(hù)清洗粉塵過濾器或及時打開節(jié)流閥排掉積累的水汽，防止堵塞氣路。

9.3.4 溫控器（選配）

一般設(shè)定為30℃（開蓋設(shè)置，控制伴熱管伴熱溫度，感溫管放置外部）。

9.3.5 加熱器（選配）

一般設(shè)定為20～30℃（開蓋設(shè)置，注意防止?fàn)C傷）。

9.3.6 氣體濃度檢測儀

檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書。

（管路示意圖）