干熄焦炉在线气体分析系统CIXT300

1、 干熄焦炉在线气体分析系统（CI-XT300）技 术 方 案需方：_（CI-XT300在线分析仪系统）供方：昶艾电子科技有限公司日期：二一三年八月二十二日（修改）案号：xxxxxxxxxxxx 目 录前言.1一、客户系统要求. 2二、系统设计制造标准. 3三、分析仪技术规范. 3四、系统概况. 8五、系统组成和结构. .9六、系统安装与接线12七、系统运行、操作和维护 .13八、主要设备清单.14九、技术服务.14前 言在现代工业中，工业自动化控制对企业生产的安全、节能、环保等方面起着重要的作用。传感信息对工艺流程中的介质进行精确、高效地数据采集，能为工业生产提供相关的生产控制依据，并依此实施

2、相关自动化控制，从而实现安全、节能、环保的正常生产。炼焦化学工业是煤化工的一个重要部分，产品焦碳可作高炉冶炼的燃料，也可用与铸造、有色金属冶炼、制造水煤气；可用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用来制造电石，以获得有机合成工业的原料。在炼焦过程中产生的化工副产品经过回收、加工提取焦油、氨、奈、硫化氢、粗苯等产品，并获得净焦炉煤气、煤焦油、粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。净焦炉煤气可供民用和作工业燃料。煤气中的氨可用来制造硫酸氨、浓氨水、无水氨等。炼焦化学工业的产品已达数百种。但煤炭主要加工方法是高温炼焦

3、回收化学产品，因为此方法的生产工艺往往会产生可燃性易爆气体CO、H2、CH4 等数种。干熄焦装置是高温炼焦工艺中的关键工序。干熄焦装置的循环气体成分监测是安全生产的核心参考依据。因为在干熄焦装置中，采用以氮气为主的混合气体作为中间载热体（循环气体），把热量带给换热锅炉取走热量后，通过风机将冷却的循环气体，再送回熄焦炉从而形成载热体，虽然整个装置是闭环的，但是在红热焦炭装料时存在于空气中的氧、水份会进入熄焦炉从而与炭在特定的温度下发生化学反应生成氢气、一氧化碳出现在循环气体，而这些气体都是易燃易爆气体，由于残余氧气的存在。因此给干熄焦装置的安全生产带来威胁，所以气体分析仪是干熄焦工艺正常生产中的

4、眼睛，它为干熄焦控制中心提供准确的数据依据，从而实现时调控保证安全生产。因此，循环气体分析系统是干熄焦系统中非常重要的监测仪。一、 客户系统要求1.0 系统功能要求1） 对干熄焦装置中的循环气体进行氢、氧、一氧化碳、二氧化碳进行实时的连续监测。2） 气体分析系统需与PLCDCS直接通讯或提供相应标准模拟量输出。3） 气体在线分析系统具有自动定时反吹取样探头、自动定时切换取样探头、通过自动检测样气压力自动选择直接采样方式或抽气采样方式的功能。4） 系统具有系统故障检测报警功能1.1 现场取样点概况1）循环气组分：CO2、CO、H2、O2、N2、CH4 、SO2等。2）粉尘颗粒：1mm3）循环气体

5、温度：1302504）循环气压力：4KPa6KPa5）环境温度：-10+451.2 分析仪表要求1.2.0分析仪名称：激光氧分析仪 选用仪表型号：CI 385制造厂商：昶艾数量：1台 量程：0-5%/25%O2报警：量程根据要求自由设定1.2.1分析仪名称：CO分析仪 选用仪表型号：CI500E制造厂商：CHANGAI传感器制造商：德国舒茨检测器原量：红外线数量：1台 量程：0-10%CO报警：量程根据要求自由设定1.2.2分析仪名称：CO2分析仪 选用仪表型号：CI-500F制造厂商：CHANGAI传感器制造商：德国舒茨检测器原量：红外线数量：1台 量程：0-20%CO2报警：量程根据要求自

6、由设定1.2.3分析仪名称：H2分析仪 选用仪表型号：CI1100制造厂商：CHANGAI传感器制造商：美国PLANA检测器原量：热导原理 数量：1台 量程：010%H2报警：量程根据要求自由设定1.3 分析仪表机柜要求1）外形尺寸：高宽深=2000mm1600mm650 mm（含底座）2）机柜形式：户外柜3）防护等级：IP544）板材：冷轧钢板；厚度：2mm二、系统设计制造标准CI-XT300干熄焦分析预处理在线分析系统成套设备设计制造标准：昶艾电子科技有限公司企业标准Q/CA1-2007CI-XT300干熄焦气体过程分析系统。三、分析仪技术规范3.1 CI 385气体分析仪3.1.0 激光

7、氧分析仪 CI-385型激光氧分析仪具有精度高、响应快、效准周期长、性能稳定可靠，是当今世界上最先进的氧量分析仪之一。3.1.1 TDL 技术 SPECTRACAP传感器采用的TDL 技术是当今市场最高端的技术之一。TDL 的原理是测量激光束在氧气中的衰减。通调整激光束的波长到某一特定值时，氧分子对其波长的激光束具有吸收特性。因此，激光束通过样气后所得的衰减量，在经过一系列的处理后，计算出氧气含量。 CI-385 氧分析仪采用SPECTRACAP 传感器技术，是监测水汽与活跃气体中氧含量的理想产品。典型应用在气体发生器，惰性气体，发酵与化肥处理监测等。激光测量技术CI-385 的测量探头，采用

8、结构紧凑的管道二极管激光（TDL）气体分光计。这种光测技术以优异的稳定性与高灵敏性而著称。 SPECTRACAP传感器第一次采用在如此紧凑的探头中，适合行业使用的TDL 技术。直接安装在许多场合，CI-385 能直接在过程控制中使用（法兰安装），而不需要采样器或采样调节设备，这样使得传感器能不需要采样器或采样开关继电器而直接在线实时测量。采样室安装我们还提供可选的采样室用于高温处理，压力提升以及极其恶劣的机械环境。由于SPECTRACAP 传感器本身的高灵敏度以及对流体和压力变化的低敏感度，采样室结构能非常简单并可在采样点附近安装。低维护成本不锈钢网孔过滤装置和可选的多孔渗水PTFE 过滤器使

9、得CI-385 光学探头防灰、防尘。而且，CI-385 的智能测量算法进一步降低了污染物所造成的影响并可在测量性能受到影响前发出维护提示。校准周期长利用周围空气或通过一个可选的校准气体连接器来注射零点/满量程气体就能够完成校准或现场检查，CI-385 的校准周期为12 个月。 SPECTRACAP氧气变送器传感器使用的半导体激光经过长久的测试表明其连续工作寿命在10 年以上。这意味着由于传感器很少需要更换，在仪器整个生命周期内可节省不少费用。一些常用气体的吸收波长。注意氧气吸收与其它气体都不重叠。3.1.2 性能测量范围： 0 525%氧气准确度 2%氧气（包括噪音，线性和重复性）温度漂移：

10、2读数稳定性 ：1读数 / 年零点漂移 ：0.1氧气/年测量的反应时间： 3 秒重复性: 满量程的2以内静止空气中的扩散反应时间 ：T63 / T90工作温度范围探头（在线安装）： -20 +80C电子元件（外壳）： -40 +60C3.1.3 符合标准电磁兼容 IEC(EN)-61326 标准，测量、控制和实验室使用的电子设备。EN50104 标准，检测氧气电子仪器的性能要求和测试方法。EN50271 标准，检测易燃气体、有毒气体和氧气的电子仪器。激光安全 Class 3R 激光产品3.1.4 输入和输出电源输入范围： 11 36VDC功耗：最大 6W 典型 3W模拟输出: 4 20mA最大

11、负载 :500数字输出:（2 线，非隔离） RS-4853.1.5应用范围CI-385型激光氧分析仪为抗氢防腐仪器适用于易燃易爆氧混合气体或者空气中氧浓度的测定。可广泛应用化工及冶炼行业，如半水煤气和焦炉煤气。半导体的保护气体中氧浓度的检测、高温熔炉送氧浓度的检测；动植物培养、蔬菜、食品加工贮藏过程中氧浓度测定；也可用于家庭中氧浓度的测定；舰艇、地下指挥中心、隧道、深井、人防工程、城市坑道中氧浓度测定等。3.1.6显示器微机智能模块化设计，按键操作，LCD屏幕显示3.1.7测量范围CI-385型氧分析仪，测量范围为0-25%O2。3.1.8模拟输出本仪器同时具备4-20mA模拟输出接口，在氧传

12、感器的测量范围以内可以任意编程设置其对应输出范围。3.1.9外形 如图所示 3.2.0 CI1100 H2气体分析仪 CI1100热导分析仪是采用当今世界上最新的热导传感器与单片机相结合的新型智能工业在线分析仪。仪器基于不同气体成分热导条件不同的物理原理工作。采用铂丝做敏感元件组成不平衡电桥，其输出信号的大小与被测气体的体积百分含量相对应，然后将此信号进行放大、滤波、线性化修正、标准信号输出等电气处理，最后输出正比于被测气体浓度的标准电流或电压信号。 3.2.1仪器特点采用抗腐蚀进口传感器,抗交叉干扰,先进的数字处理技术；特殊设计的低漂移电桥，稳定性高、可靠性强全中文人机对话菜单，操作直观方便

13、；报警点可在全量程范围内任意设置；标准的RS232或RS485通讯口，可与计算机实现双向通讯。 3.2.2技术参数测量范围0-10%H2精 度 2% F.S稳定性 零点漂移 2%F.S/7d，量程漂移 2%F.S/7d重 复 性Cv0.5%预热时间7分钟响应时间T9010S输出波动 0.5%F.S样气流量200-400ml/min样气压力0.05Mpa入口压力0.3Mpa输出信号4-20mA DC工作环境温度:0+50; 湿度：80%RH工作电源交流22010%V.AC、50Hz、功耗小于30VA外型尺寸482.5177300mm（宽高深）仪器重量约4 kg3.2.3 应用领域 化肥厂合成氨生

14、产的流程中补充气和循环气中氢的体积百分含量 化肥厂生产流程中氢的体积百分含量 氩气生产流程中过量氢的体积百分含量 发电厂氢冷电机组循环气中氢的体积百分含量 环境空气和工业容器内的空气中氢的体积百分含量 工业窑炉、锅炉的燃烧废气中CO2的体积百分含量 氨馏分中的氩的体积百分含量 粗氩中的氩体积百分含量被测组分氢气(H2)氩气(Ar)二氧化碳(CO2) 背景气序号氮气(N2)空气(Air)氩气(Ar)氧气(O2)氮气(N2)空气(Air)105040301501502020108010004020020030302005030030050403001005005008050500150800800

15、10060800200100010080100701000308010083080050940700801050800100可根据用户的需求特殊供货3.2.4外形如图所示（仅供参考，以实物为准）3.3.0 CI-500EF红外防爆COCO2气体分析仪 CI-500EF一氧化氮、二氧化氮分析仪具有精度高、响应快、效准周期长、性能稳定可靠，是一款性能优越的分析仪。3.3.1传感技术 气体分子对红外线的选择性吸收是红外气分析仪的设计基础，SO2 、NOX、CO2、CO2、CH4等极性分子具有永久电偶极炬，因而具有振动、转动等结构。按量子力学分成分裂的能级，可与入射的特征长红外辐射耦合产生吸收，不同的

16、极性分子由不同的光谱吸收带。3.3.2 性能显示器：128240夜晶显示器测量范围：0-10% COO-20%CO2 测试原理：非色散红外线方式：SO2 、NOX、CO、CO2、CH4测试组分：SO2 、NOX、CO、CO2、CH4可测试其中任意一或二个组分 重复性：1%F.S 测量精度：1.5%.FS响应时间：T9010s零点漂移：2%F.S/7d，满量程漂移：2%F.S/7d线性度：2%F.S测试环境湿度：80RH模拟输出：自适应4-20mA.DC(负载电阻500)通讯方式：RS485或RS232单向数据通讯接口（可配）供电电源：AC220V10%、50/60Hz、功耗30VA3.3.3

17、产品特点：特制的气室吸收器及窄带滤光片，大大增强了抗干扰能力，检测准确度更高。高性能的红外线发射源及恒温接收器，传感器性能更稳定。测量气室镜面采用镀金工艺，抗耐腐性能更强。微机智能模块化设计，按键操作，LCD大屏幕蓝屏显示。定时自动存储功能，可随时查看存储数据和曲线。3.3.4符合标准电磁兼容 IEC(EN)-61326 标准，测量、控制和实验室使用的电子设备。EN50104 标准，检测气体电子仪器的性能要求和测试方法。3.3.5应用范围CI-500EF分析仪可为防腐仪器，适用于易燃易爆氧混合气体或者各种气体气中的CO、CO2浓度的测定。可广泛应用化工及冶炼行业，如半水煤气和焦炉煤气。半导体的

18、工艺气体中的CO、CO2浓度的检测；动植物培养、蔬菜、食品加工贮藏过程中气体浓度测定；也可用于家庭中可燃性气体浓度的测定；舰艇、地下指挥中心、隧道、深井、人防工程、城市坑道中的气体浓度测定等。3.3.6显示器微机智能模块化设计，按键操作，LCD屏幕显示3.3.7模拟输出本仪器同时具备4-20mA模拟输出接口，在氧传感器的测量范围以内可以任意编程设置其对应输出范围。3.3.8外形 如图所示（仅供参考，以实物为准）四、系统概况位号：_系统目的：是对干熄焦炉中循环气中的氢气、一氧化碳、二氧化碳、氧气体含量进行监控，从而为安全生产提供依据。取样方式：采用推挽取样方式取样。（通过PLC控制电动阀门，实现

19、定时切换取样管道和吹扫管道）样气取样管道：20聚四氟电伴管道气样压力：4KPa背景气组份：氢气、一氧化碳、二氧化碳、氧、氮气、二氧化硫、甲烷、粉尘等。气样温度：250500C系统响应时间：10S环境温度：-10 C+50C测量组份及量程：氢气（010%）、一氧化碳（010%）、二氧化碳（020%）、氧（0525%）吹扫氮气源压力：0.4MPa1MPa吹扫气源流量:0.5m3/min样气洗涤水：自来水或新水（未受污染的水）水温：常温。水压：0.1MPa0.3MPa系统的抗振性：1m/(s2)以下（030Hz）分析柜安装位置：干熄焦炉循环气进口附近10m压缩空气压力：0.30.6MPa压缩空气流量

20、：1m3/min工作电源：AC220V/5A输出信号： 数字信号或420mA输出五、系统组成和结构本系统主要包括取样系统（采样探头、聚四氟自控温取样管、吹扫系统等组成。）、样气处理系统（水洗器、旋风冷凝器、蠕动泵、高分子过滤器）、标定单元、分析仪器、机柜等单元组成。CI-XT300预处理系统是我公司自主研发的预处理系统之一。该系统采用防爆处理方式，符合干熄焦炉现场的使用要求。采用双取样头推挽式直接取样方式，通过PLC 控制可实现自动的定时吹扫取样探头，从根本上解决取样头及管道易堵塞的现象。将样气取样，然后通过水洗器、旋风冷凝、气水分离、粉尘过滤等方式。去除样气中的腐蚀性气体SO2、粉尘、水、其

21、它杂质后送入仪表进行分析，这样保证了仪表的使用寿命，同时大大减小了仪表的维护工作量。预处理系统主要由：钛合金过滤探头、不锈钢电动阀门、高效的水洗器、旋风冷凝器、排液泵、流量计、高分子过滤器、各种不锈钢等部件组成。系统流程示意图如下：电气控制原理图： 逻辑控制原理图：系统柜内部结构示意图如下（仅供参考，以实物为准）： 六、 系统安装与接线本系统安装调试在本公司工程师的指导下由业主完成。安装主要包括以下内容：1）取样探头的安装：取样探头需垂直安装在，干熄焦炉送风口风道上。在送风管道两侧分别开96的探头法兰安装孔，将厂家提供的安装法兰垂直焊接并保证气密性即可。2) 取样管安装：取样管道安装前，根据现

22、场工程师的安装要求，要做好管道安装支架。再用由厂家提供的20聚四氟伴热防爆管，通过不锈钢快接，将样气取样探头和系统柜样气进口连接起来,保证管道无凸起的地方，其总距离不超过10米。3）水管的要求： 用户铺设20不锈钢水管时，必须在该管路中加装本公司提供的净水器，管道引到设备现场后需加装不锈钢球阀，水压不低于1公斤/平方厘米，流量不低于50Lmin。4）吹扫氮气源管道的安装： 用户将20不锈钢管，引到设备现场后需加装不锈钢球阀，气源压力压不低于3公斤/平方厘米。5）压缩空气源管道的安装： 用户将20不锈钢管，引到设备现场后需加装不锈钢球阀，气源压力压不低于5公斤平方厘米。 6）尾气管道的安装： 用

23、户将尾气直接排放到安全的地方即可（保证常压）。 7）排污管道安装： 排污管道口径采用20以上的不锈钢管道，自制排污槽连接，并且管道出口必须低于系统柜排污口。排污管道严禁堵塞！8）系统柜安装：机柜安装，需长宽高=360026502500的操作间，设有冬夏季室内的保温设施。9）电缆安装：电路从安全环境接出通过穿管直接连接到柜内仪器接线端子上，中间不要有任何接头。仪器信号输出也同样从仪器相应端子可以引出到控制室。七、系统运行、操作和维护6.1系统运行运行前准备：系统安装完毕后，首先检查系统气密性，从样气入口处通入压缩空气，用肥皂水涂或者专用试漏液抹气路接头处进行气密性检查。然后检查电源接线是否正确。

24、系统维护主要工作内容有：1） 保证系统的气密性，管路不要有漏气、漏水现象发生，并随时检查。2） 膜式过滤器污染或堵塞时，更换过滤膜。3） 汽水分离器冷凝水根据需要定时排放或及时排放。4） 仪器定时或及时校准，根据需要确定校准周期或怀疑仪器测量不准确时，通过校准操作校准仪器。八、 主要设备清单序号名称型号规格单位数量备注正常使用年限1.氧分析仪CI385台1昶艾（激光）2.一氧化碳分析仪CI-500E台1昶艾（进口传感器）3年3.二氧化碳分析仪CI-500F台1昶艾（进口传感器）3年4.氢气分析仪CI1100台1昶艾（进口传感器）3年5.钛合金过滤探头CITGLT-3套2昶艾探头8年滤芯1年6.

25、聚四氟伴热管CIPTFEH-20米25昶艾特订3年7.不锈钢净水器BJS-6套1国产净水器5年滤芯1年8.气水分离器CI-QSFLQ-01套1昶艾8年9.减压阀AFR2000套3台湾亚德客3年10.蠕动泵YZ15台1维西尔3年11.不锈钢选择阀6个4元亨5年12.不锈钢开关阀6个2元亨5年13.样气缓冲器CI-HCQ-02套1昶艾8年14.水洗器CI-GXSXQ-03套1昶艾5年15.旋风冷凝器CI-XFLNQ-1套2昶艾8年16.过滤器AF-2000套4过滤器2年滤芯半年17.流量计LZB-4F支4余姚5年18.系统1防护等级：IP548年19.不锈钢管6、8、10米若干元亨4年20.不锈钢接头6、8、10若干元亨8年21.铝合金防水机壳(接线)22012090个1浙江8年22.铝合金防水机壳（PLC、继电器）330230120个3浙江8年23.铝合金防水机壳（触摸屏）230200113个1浙江8年24.不锈钢电动球阀DDQF-22套6进口4年25.电磁阀BDCF-3.0-24只4进口4年26.抽气泵N78KN台1进口4年27.压力变送器RTYJ-24个2霍尼韦尔5年28.温度传感器PT100支48年29.控制器（PLC、触摸屏、A/D模块、通讯模块）6ES72770A220A06ES721