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鋼鐵、有色、化工、新能源等工業(yè)領域
高爐爐頂煤氣在線監(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
隨著現(xiàn)代高爐大型化發(fā)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(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。取樣探頭包括帶前置過濾器的取樣探頭及探頭反吹系統(tǒng)，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(xù)的工藝過程，該系統(tǒng)大多采用雙流路的分析控制技術，用以連續(xù)監(jiān)測高爐爐頂煙氣中的CO、CO2、H2等氣體濃度。即在自動狀態(tài)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(huán)，以保證分析數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
SK-7500-BFG-NY型高爐爐頂煤氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)機柜。系統(tǒng)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(tǒng)主要功能包括：
1、實時監(jiān)測煙囪管道中的煙氣含量。
2、通過上位機系統(tǒng)監(jiān)控中心實時了解場所內的現(xiàn)場情況。
3、在監(jiān)控中心實時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。
（監(jiān)測系統(tǒng)示意圖）
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 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(yè)場所環(huán)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(yè)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(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)技術要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設計規(guī)范》
序號 | 取樣點 | 用途 | 介質及量程 | 監(jiān)測系統(tǒng)型號 |
1 | 重力除塵器后 | 工藝優(yōu)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(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)
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(xié)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(xù)在線監(jiān)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(jù)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(jù)傳感器原理與使用的環(huán)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(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，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(xiàn)場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數(shù)據(jù)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(guī)高低報警、區(qū)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(jiān)測系統(tǒng)）
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(huán)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(shù)據(jù)延遲越長，一般20米內是沒有問題的。還是需要結合現(xiàn)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(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(tǒng)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(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(tǒng)運行中，通過調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。
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(jié)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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