气体分析仪在梅钢干熄焦的应用.doc

气体分析仪在梅钢干熄焦的应用本期主题?冶金自动化CHINAINSTRUMENTATION中阅便嚣低表气体分析仪在梅钢干熄焦的应用GasAnalyzeintheApplicationofMeiGangCDQ江苏南京210039)AbstractGasanalyzerisimportantequipmentfordetectinggascompositioninCDQ.ThispaperintroducedtheanglefromtheapplicationaboutthegasanalyzerSsystemstructure,workingprinciple,applicationandmaintenancepointsandcommonifaulthandling.Keywords:CDQGasanalyzerParamagneticInfraredradiationSteamejector1引言梅钢干熄焦于2008年4月建成投产,设计处理焦炭能力为140t/h,采用N作为循环气体来冷却红焦.循环气体中除了含有大量的N外,还含有较多的CO,CO2,H2,O2等易燃易爆成分,当CO,H2,O2等含量达到一定程度就会引起爆炸.为了保证干熄焦系统的安全稳定运行,必须对循环气体成分进行2011年第6期在线分析,有效控制各气体成分在规定的范围内:CO<6%,H<3%,O<2%,根据检测分析结果调整生产操作和设备运行,以保证生产的安全,稳定,经济运行.因此,循环气体分析系统的设计应用以及设备的正常运行至关重要.干熄焦气体循环流程图如图l所示.图1干熄焦气体循环流栏图2气体分析仪的工作原理梅钢气体成分分析仪主要包括SERVOMEX2200磁力机械式顺磁O分析仪,K1550热导H:分析仪,2550单光源双波长CO/CO红外分析仪.2.10,分析仪的工作原理0是一种顺磁性很强的气体,而其他大部分气体都呈弱反磁性,当被测样气进入分析仪时,0受到测量室磁场的吸引流过热电阻丝,带走热电阻的热量,造成测量热电阻阻值降低,而参比室不加装磁场,无0:流过,其内部电阻阻值无变化,这样测量电桥就有不平衡电压输出,从而测得O含量.2.2H2分析仪的工作原理热导式H分析仪是根据H:的导热系数与其他组分的导热系数有明显的差异这一特性,当被测气中阑豫髯聂表CHINAINSTRUMENTATION2011年第6期本期主题?冶金自动化体中H.含量变化时,将引起导热系数的变化,通过导热池,转换成电热丝电阻值的变化,从而检测到气体中H的含量.2.3CO/CO红外分析仪的工作原理红外线CO/CO分析仪主要是利用CO/CO能够吸收定波长的红外光能的原理制成的,其结构原理见图2,红外线光源通过反射镜的作用变成一束平行辐射线,切光片将光源调制成断续的红外辐射线后照射到滤波室,消除掉CO和CO相互之间的干扰,参比室内的气体不吸收红外波,测量室的CO/CO有较强的吸收能力,红外探测器接收到的红外线能量就有差值,经过信号处理就能得到C0和CO,的含量.SERVOMEX2550分析仪系统采用了压缩空气对镜头进行吹扫以提高CO/CO的准确性.抛物体图2红外线co/co:分析仪的结构原理图3样气预处理系统3.1样气预处理系统结构Servomcx样气预处理系统是气体分析仪系统的关键部分,决定了分析用样气是否符合干净,干燥,不含油,水,粉尘及腐蚀性成分.它主要包括SP240蒸汽引射器,水洗器,冷凝罐,旋风制冷器,自动排凝器,过滤器,浮子流量计以及水开关,三通阀等,其系统结构如图3.样气经过SP240蒸汽引射器从工艺管道中被引出,经样气管道到达分析柜,该蒸汽和样气的混合物在水洗器内被冷却水冷却和洗涤,其后经过旋风制冷器二次冷却,过滤器过滤,再通过浮子流量计进行流量和压力的控制后进人气体分析仪检测分析,后排人大气.3.2样气预处理系统的特点样气预处理系统采用蒸汽引射和水淋除尘降温的方式,其中蒸汽引射的采样探头为哈氏合金特制,具有耐高温,抗腐蚀及耐冲刷的特点,蒸汽射流取样采用蒸汽做引射动力,又与样气混合,运载样气和冲刷取样管线,无需任何过滤器,克服了常规取样方式的取样头易堵塞的缺点.由于样气为干热气体,蒸汽引射后管段有保温,样气中的气汽混合样无液态水产生,且流速加快,避免了该管段的灰尘沉积和堵塞,大大降低维护量.水淋除尘降温的优点是与蒸汽混合的样气进入样气预处理柜时,先与冷却水混合,冷却水一方面使混合样气中的蒸汽冷凝成水排出,另一方面把样气中的灰尘等固体颗粒洗下由排污排凝管排出,起到降温和除尘的双重功效.4气体分析仪的应用和维护要点根据工艺要求设定好气体分析仪所有参数,然后通过标准样气进行标定后投入使用.下面介绍应用过程中一些重要的技术细节和常见故障的处理.4.1SP240取样探头安装要点SP240取样探头的安装地点必须高于分析柜的样气入口点,SP240样气出口垂直向下.SP240取样探头外部接口处接入引射蒸汽,蒸汽压力在0.35I.OMPa,温度大于145C,且没有含水,在蒸汽管道的最低处安装疏水器.SP240分析柜的整个管线必须保证由上到下的走向敷设,水平管线保持大于1:10的下坡度.4.2调试要点标定前对敷设的蒸汽,样气,冷却水,压缩空气管路进行清洗和试压后,再用干燥的气体进行吹扫,这样可以降低分析仪测量室内部结露和进而引31本期主题?冶金自动化CHINAINSTRUMENTATION中阂豫霹氡表浮子流量计至H:分析仪般浮子流量计至0:分析仪匝长浮子流量计至co/co分析仪冷却水入口水开关水过滤器吹扫流域计至co/co2分析仪水洗器凝过滤自动排凝器样气入口排水出口蒸ll.:=汽入口SP240蒸汽排水出口洲器图3样气预处理系统结构图发腐蚀的可能性.保证仪表通电12h以上,使得分析仪测量室通电预热到80C以上,这样当小于40C的被测样气进入测量室时,样气中的水气不会在测量室冷凝,保证测量精度.4.3维护要点在使用过程中要定期对气体分析仪系统进行检查和维护,定期对分析仪进行零点和量程校准,周期1个月.通过两年多的应用,总结如下实践心得:(1)冷却用水使用除盐水,可以防止管路结垢.除盐水温度不得过高,否则会造成冷却效果不佳,可在进水口加装除盐水冷却罐降温后使用.(2)旋风制冷器要保证良好的降温效果,保证旋风制冷器出口气的温度在5-1OC.过滤器中的滤芯需要定期更换,更换周期为6个月.(3)引射蒸汽断气时,关闭取样系统进口阀门,停止气体分析仪的使用;恢复生产时,取样系统需要进行排污,确认取样管路内无任何异物后启用气体分析仪.(4)吹扫气体使用干净的氮气,因为工业用压缩空气品质较差,含有一定的油污和水气,引入到CO/CO:分析仪后污染红外分析仪的镜头,造成测量失真,改用干净氮气后效果良好.322011年第6期4.4气体分析仪常见故障及处理方法(1)浮子流量计浮子压缩空气入口不稳疋ra-*.故障原因为引射蒸空气出口汽带水,处理方法为在确保fl蒸汽保温良好的情况下对环气体蒸汽进行脱水处理./I取样口(2)浮子流量计无流JI量.原因为SP240内喷嘴堵塞或损坏,样气管路堵塞或泄漏,通过分段试气法确认故障点,采用清堵或更换的方法对应处理.(3)浮子流量计进水.原因为旋风制冷器工作状况不好,自动排凝器不排水,过滤器滤芯故障,分部检查各设备,有针对性进行调整和更换工作.(4)CO/CO分析仪表显示值不稳定.原因为吹扫气没有或过小,应检查吹扫气是否没有或压力过小,调节通入吹扫氮气量,确保吹扫效果良好.5结束语梅钢干熄焦投用至今已经有两年多,该套分析仪系统测星准确,故障率低,维护简单方便,一直实现了稳定可靠的运行.通过气体分析仪系统的检测,当气体成分不在规定范围时,操作人员通过充氮,导入空气燃