西門子在線分析儀器在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

　　1. 引言

　　鋼鐵行業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，占有舉足輕重的地位。作為全球制造業(yè)中心，中國(guó)的工業(yè)化發(fā)展的潛力很大，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，會(huì)為鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。而今，中國(guó)的鋼鐵行業(yè)正經(jīng)歷著兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的過(guò)程。鋼鐵行業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展，關(guān)系重大。

　　鋼鐵的冶煉過(guò)程實(shí)質(zhì)上是原材料、燃料和成品的流轉(zhuǎn)過(guò)程，在流轉(zhuǎn)中伴隨著大量氣體產(chǎn)生，而在線檢測(cè)分析這些過(guò)程氣體是冶金工業(yè)生產(chǎn)工藝優(yōu)化控制、安全和環(huán)保監(jiān)控必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。西門子公司是中國(guó)鋼鐵工業(yè)的合作伙伴，一直致力于推動(dòng)中國(guó)鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高。西門子分析儀器能夠應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)中的煉鋼、煉鐵及燒結(jié)等各個(gè)裝置，對(duì)降低能源消耗、保證生產(chǎn)安全等起著十分重要的作用，還對(duì)鋼鐵企業(yè)增大產(chǎn)能，提高產(chǎn)品質(zhì)量有積極的效果。

　　2. 分析儀簡(jiǎn)介

　　西門子分析儀器含蓋了氣體分析儀的各類產(chǎn)品，可以為客戶提供各種各樣的解決方案。西門子分析儀器包括在線色譜分析儀、紅外分析儀、氧分析儀、熱導(dǎo)分析儀和激光分析儀等。

　　其中，MAXUM II在線色譜分析儀憑借其強(qiáng)大的功能，可以用于分析測(cè)量各種復(fù)雜樣品中的各個(gè)氣體組分含量，比如高爐煤氣中的CO、CO2、N2、H2，焦?fàn)t煤氣中的CO、CO2、H2、CH4、O2、N2和微量H2S等。再加上西門子強(qiáng)大的EZChrom色譜工作站軟件，還可以用于實(shí)驗(yàn)室分析。

　　多組分非分光紅外分析儀ULTRAMAT 6/23 通過(guò)分析被測(cè)氣體對(duì)測(cè)量光束的吸收獲得被測(cè)氣體濃度，由于其較寬的光源，可以同時(shí)測(cè)量CO、CO2、SO2等多個(gè)組分。OXYMAT 6磁壓氧分析儀則通過(guò)測(cè)量含氧混合氣的體積磁化率得到混合氣中氧氣的濃度，快速的響應(yīng)時(shí)間使其能夠用于安全控制和優(yōu)化控制。

　　激光分析儀LDS 6和SITRANS SL可以在線原位測(cè)量，實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。較低的維護(hù)成本，最低1s的響應(yīng)時(shí)間使其逐步代替部分傳統(tǒng)分析儀，成為鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中的新寵。下一章節(jié)就具體介紹這些分析儀分別在鋼鐵行業(yè)中各個(gè)裝置的應(yīng)用。

　　3. 西門子分析儀在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

　　3.1. 煉鐵中的應(yīng)用

　　高爐冶煉是當(dāng)今煉鐵工藝中最主要的煉鐵方法。時(shí)事檢測(cè)出高爐煤氣中各組分的含量可以及時(shí)反應(yīng)出爐內(nèi)狀況，指導(dǎo)高爐的操作，從而保證了高爐穩(wěn)定順利的運(yùn)行，同時(shí)為提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量起著十分重要的作用。

　　西門子MAXUM II色譜分析儀可以在線檢測(cè)高爐煤氣中N2、CO、CO、H2的含量，每一個(gè)周期自動(dòng)向高爐控制中心提供一組準(zhǔn)確、可靠的高爐煤氣中各組份的百分含量。通過(guò)計(jì)算CO2/ (CO+CO2) 的比值來(lái)判斷煤氣利用率，控制焦煤比，一般在焦炭負(fù)荷不變的情況下比價(jià)降低，說(shuō)明煤氣利用率降低，預(yù)示著高爐轉(zhuǎn)涼；通過(guò)觀察H2的含量判斷風(fēng)口中小套高壓水及爐身冷卻壁常壓水是否漏水，如果H2值增加，說(shuō)明存在漏水，為防止爆炸，需盡快解決；通過(guò)對(duì)N2含量的檢測(cè)，可推測(cè)出高爐的泄漏率。一般采樣點(diǎn)選在重力除塵器后，布袋除塵前的煤氣水平管道上。由于西門子色譜分析儀擁有多檢測(cè)器、并行色譜、無(wú)閥切換、電子壓力控制等諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高了測(cè)量的響應(yīng)時(shí)間，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。還有，分析儀表可以幫助測(cè)量熱風(fēng)爐出口的O2含量，優(yōu)化高爐燃燒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　另外，為了提高煉鐵的經(jīng)濟(jì)性，降低成本，國(guó)內(nèi)許多高爐采用噴煙煤或參噴煙煤完成煉鐵工藝。由于煙煤揮發(fā)性和可燃性比較高，在磨煤機(jī)磨煤時(shí)，進(jìn)入過(guò)多的氧氣易引起爆炸，所以在磨煤機(jī)前的熱風(fēng)管道上以及磨煤機(jī)之后的布袋除塵器之后都要檢測(cè)氧的含量，若氧含量過(guò)高，則要報(bào)警。在煤粉倉(cāng)中，還要檢測(cè)CO的含量，當(dāng)CO含量過(guò)高時(shí)，需要及時(shí)沖氮，防止事故發(fā)生。

　　在高爐噴煤的應(yīng)用中，西門子的OXYMAT 6磁壓氧分析儀、ULTRAMAT 6/23非分光紅外分析儀LDS 6和SLTRANS SL激光分析儀都有很好的應(yīng)用。其中，激光分析儀比起傳統(tǒng)的抽取式的分析儀有他本身自有的優(yōu)勢(shì)。首先，激光分析儀采用原位式安裝，直接安裝于工藝管道上，省去了采樣探頭、采樣管線和預(yù)處理系統(tǒng)。其次，激光分析儀維護(hù)起來(lái)非常簡(jiǎn)便，降低了維護(hù)費(fèi)用。最后，激光分析儀的響應(yīng)時(shí)間最低可達(dá)1秒，為安全保護(hù)系統(tǒng)及時(shí)提供數(shù)據(jù)，可以勝任關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量。值得一提的是，雖然激光分析儀有諸多優(yōu)勢(shì)，但其不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分析儀表。在一些測(cè)量點(diǎn)上，比如磨煤機(jī)出口，煤粉倉(cāng)等，由于含塵量非常大，激光的透光率會(huì)受到很大的影響，從而使得測(cè)量效果變差。這個(gè)時(shí)候只能采用傳統(tǒng)抽取式分析儀來(lái)測(cè)量。