激光在線氣體分析儀在太鋼的應(yīng)用
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圖2 激光(LaserGas)分析儀的測量原理
Transmitter:發(fā)射單元 Receiver:接收單元 Transmission:傳輸率 Absorption line: 吸收線
國內(nèi)煉鋼廠的煤氣回收系統(tǒng)，較多使用在線取樣分析儀系統(tǒng)進(jìn)行回收，但在線取樣分析儀的取樣管易腐蝕、堵塞； 響應(yīng)時間滯后；維護(hù)和標(biāo)定工作量大；溶解和吸附導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)偏?。恢荒軝z測“點”氣體濃度，檢測信息不完整； 受背景氣體、粉塵干擾，測量數(shù)據(jù)偏??； 單參數(shù)測量，只能測量氣體濃度，不能同時測量溫度、流速等原因，使得影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收率。太鋼使用NEOM(挪威)激光（LaserGas）氣體分析儀系統(tǒng)進(jìn)行煤氣回收，激光分析儀的使用維護(hù)簡單方便，減少了影響煤氣回收系統(tǒng)的故障和維護(hù)量，提高了煤氣回收率。
LaserGas激光現(xiàn)場氣體在線分析儀能滿足高粉塵、高水分、高溫、高腐蝕等惡劣環(huán)境下用戶對氣體成分現(xiàn)場、直接、快速測量需要。它是最新一代分析儀，是氣體分析儀升級換代產(chǎn)品，代表了此領(lǐng)域發(fā)展方向，正在世界各地取代傳統(tǒng)分析儀，已在全球五十多個國家使用。它采用在近紅外光譜范圍內(nèi)的“單吸收線”光譜技術(shù)，徹底避免了“交叉干擾”。
四、激光現(xiàn)場氣體在線分析儀的優(yōu)點
激光現(xiàn)場氣體在線分析儀具有傳統(tǒng)分析儀無法比擬的優(yōu)點：
連續(xù)、現(xiàn)場直接測量
高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定度
快速響應(yīng)（時間小于1秒）
可選的測量范圍
可選的輸出信號
容易安裝
極少而又簡單的維護(hù)
內(nèi)置重標(biāo)定機(jī)構(gòu)（一般若干年后才需重標(biāo)定一次）
無需進(jìn)行氣體采樣預(yù)處理
不受交叉干擾影響
測量不受粉塵、水分、背景組分等影響
全固態(tài)設(shè)計，無運動部件、無易損件，無周期性消耗替換件
結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、堅固耐用
通過德國TUV測試，國際品質(zhì)
美國、歐洲、日本等全球50多個國家廣泛使用
五、激光氣體分析儀的發(fā)射器和接收器吹掃系統(tǒng)
對于發(fā)射單元和接收單元需要吹掃的應(yīng)用，吹掃流的方向在圖3中有說明。既然在這些單元里面有光學(xué)表面，必須要保證氣體的清潔，因此額外的過濾器可能是必要的。注意所謂的“儀表空氣”可能包含一些油和水。如果接收器和發(fā)射器被這樣的空氣吹掃，不久之后它們會被永久地?fù)p壞。因此推薦使用氮氣作為吹掃氣體。吹掃流不能過高以防止這些單元里過壓。如果吹掃流被阻塞，接收單元和發(fā)射單元能夠在一小時期間保持氣體好于99.5%。
圖3 激光氣體分析儀的發(fā)射單元和接收單元吹掃系統(tǒng)
轉(zhuǎn)爐是煉鋼廠的重要組成部分。轉(zhuǎn)爐冶煉燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的爐氣具有周期變化的特征，每爐次冶煉的周期為半小時左右，其中冶煉中期的10分鐘左右產(chǎn)生的爐氣中含有較高的CO，其回收利用具有很高的經(jīng)濟(jì)價值，一般每噸鋼可回收煤氣80-160m3，其回收的關(guān)鍵在于回收時間和煤氣熱值的控制。國內(nèi)鋼廠較多使用在線取樣分析儀系統(tǒng)進(jìn)行煤氣回收，太鋼采用了LT法除塵設(shè)備，并使用NEOM激光氣體分析儀系統(tǒng)進(jìn)行煤氣回收。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煙氣溫度高達(dá)1200℃左右，經(jīng)蒸發(fā)冷卻器（EC系統(tǒng)）、電除塵器(ESP系統(tǒng))除塵，再通過煤氣冷卻器(GC系統(tǒng))降溫后才可回收利用。轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO達(dá)到一定濃度，一般是28%以上，即打開氣體切換站的回收側(cè)盅形閥進(jìn)入煤氣柜儲存，否則經(jīng)過放散側(cè)盅形閥通過放散塔點火燃燒；煤氣柜前的O2激光分析保證煤氣柜內(nèi)O2含量超標(biāo)后啟動應(yīng)急預(yù)案，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性， 煤氣柜中合格的煤氣才可送給用戶使用。
圖4 TISCO轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)流程
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