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鋼鐵、有色、化工、新能源等工業領域
高爐爐頂煤氣在線監測系統解決方案
深圳市東日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd
一、方案概述
隨著現代高爐大型化發展，對于自動化控制的技術水平越來越高，作為爐內反應的直接產物-爐頂煤氣，其成分含量變化能反應爐內狀況。高爐爐頂煤氣在線監測系統對于確保高爐安全、高產運行，避免黑箱煉鐵，起到關鍵指導作用。
SK-7500-BFG-NY型高爐爐頂煤氣在線監測系統通常由取樣探頭、樣品預處理、分析儀等三部分組成，必要時配有數據采集處理系統。取樣探頭包括帶前置過濾器的取樣探頭及探頭反吹系統，樣氣通過電伴熱傳輸管線送到分析柜進行樣品處理、分析。分析柜內一般包括樣品處理部件、分析儀等。
由于高爐煉鐵是連續的工藝過程，該系統大多采用雙流路的分析控制技術，用以連續監測高爐爐頂煙氣中的CO、CO2、H2等氣體濃度。即在自動狀態下，當流路1進行分析時流路2進行反吹置換及排水，當流路2進行分析時流路1進行反吹置換及排水，如此不斷循環，以保證分析數據的連續性。
SK-7500-BFG-NY型高爐爐頂煤氣在線監測系統，主要成份是CO、CO2、H2、O2、CH4，分析它們的濃度值對于高爐能量轉化情況、冷卻系統狀況、爐頂布料狀況和整個爐況的判斷、調整起重要的作用。高爐煤氣分析系統由取樣單元、樣品預處理單元、儀表分析單元、自動化控制單元、標定單元組成，全部組合連接到分析系統機柜。系統采用分析儀表及管件，技術可靠，具有維護周期長、運行成本低、操作簡單的特點。
系統主要功能包括：
1、實時監測煙囪管道中的煙氣含量。
2、通過上位機系統監控中心實時了解場所內的現場情況。
3、在監控中心實時記錄以上各監測數據，對數據統一集中管理。
（監測系統示意圖）
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第二部分：隔爆型“d" 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環境用電氣設備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》
GB12358-2006 《作業場所環境氣體檢測報警儀通用技術要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護等級（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標準》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設計規范》
序號 | 取樣點 | 用途 | 介質及量程 | 監測系統型號 |
1 | 重力除塵器后 | 工藝優化控制 | CO:0-30% CO2：0-40% CH4：0-1% O2：0-3% H2：0-5% | SK-7500-BFG-5Y |
2 | 布袋除塵器后 | |||
3 | 熱風爐出口 | 燃燒控制 | O2：0-25% | SK-7500-O2-Y |
4 | 煤磨機入口 | 安全監控 | O2：0-25% | SK-7500-O2-Y |
5 | 煤磨機出口 | |||
6 | 布袋收塵器出口 | CO：0-2000ppm O2：0-25% | SK-7500-BFG-2Y | |
7 | 煤粉倉 | CO：0-2000ppm | SK-7500-CO-Y |
脫銷煙氣在線監測系統
型 號 | SK-7500-BFG-NY |
顯示方式 | 七寸觸摸顯示屏 |
輸出信號 | ①4-20mA信號：標準的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km ②RS485信號：采用標準MODBUS RTU協議，傳輸距離1.2Km ③開關量信號：標配1組無源觸點繼電器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（選配） ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） |
接收設備 | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、DDC等 |
工作方式 | 泵吸式，連續在線監測 |
檢測介質 | CO、CO2、H2、O2、CH4等，可定制其它可燃、有毒有害氣體多合一 |
檢測原理 | 催化燃燒/電化學/熱導/紅外NDIR/PID光離子 |
檢測量程 | 0-100mg/m3 可定制 |
分 辨 率 | 0.1 根據檢測量程而定 |
檢測誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 |
重 復 性 | ≤±1% |
線性誤差 | ≤±1% |
響應時間 | T90≤30S |
工作電壓 | AC220V，功率：100W |
工作溫度 | -20℃~50℃ |
工作濕度 | 10-95%RH（無冷凝） |
工作壓力 | 106KPa±20KPa |
采樣溫度 | 200℃以內 可定制 |
采樣濕度 | 0-100%RH |
傳感器壽命 | 2～3年（根據傳感器原理與使用的環境而定） |
防護等級 | IP66 防水濺和短時間雨淋，長時間雨淋需配防雨罩 |
連接電纜 | ①4～20mA 選三芯屏蔽電纜，RS485 選四芯，距離超 1000 米（帶一臺檢測儀）時單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。 ②無線傳輸：可內置LORA、Zigbeg模塊，近距離無線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠程數據傳輸到云平臺，可電腦端和手機端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） |
報警方式 | 現場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數據采集軟件報警等(選配) |
報警設置 | 標準配置兩級報警，可設置報警方式：常規高低報警、區間控制報警 |
外形尺寸 | 500*760*270mm（長*高*寬） |
安裝方式 | 壁掛式、立式安裝 |
計 量 證 | 可選，費用客戶自付 |
（脫銷煙氣在線監測系統）
8.1 安裝方式：
8.1.1機柜固定
機柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應保持平整，機柜不得傾斜放置。
8.1.2 供電
機柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。
8.1.3 確定安裝位置
8.1.3.1 主機箱安裝位置的選擇
首先內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，所以要選擇環境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。
8.1.3.2采樣點與主機箱管路距離
主機箱內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，管路越長數據延遲越長，一般20米內是沒有問題的。還是需要結合現場實際情況而定。
8.2 氣路連接
8.2.1 管路接口
一路采樣進氣口進入系統；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認是φ6大小，可以使用外徑6mm內徑4mm的PU軟管。
8.2.2 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，采樣前段的管路應采取耐熱管路并進行預降溫再接PU軟管連接檢測系統的采樣接口。
8.2.3 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，所以排水管應向下安裝，以保證水流順利排出。
8.3 使用調試中的注意事項：
8.3.1 流量計控制
系統運行中，通過調整流量計和冷凝器下端排水管道上的節流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在300～500ml/min左右。
8.3.2 冷凝器
冷凝器的目標冷凝溫度使用默認溫度即可。
8.3.3 過濾器
需要定期手動維護清洗粉塵過濾器或及時打開節流閥排掉積累的水汽，防止堵塞氣路。
8.3.4 溫控器（選配）
一般設定為30℃（開蓋設置，控制伴熱管伴熱溫度，感溫管放置外部）。
8.3.5 加熱器（選配）
一般設定為20～30℃（開蓋設置，注意防止燙傷）。
8.3.6 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）
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