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干熄焦工藝
氣體在線監(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
鋼鐵冶煉包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等諸多生產(chǎn)過程，冶煉過程使用燃氣體、惰性氣等作為燃料或保護氣體，同時也產(chǎn)生大量的過程氣體。檢測分析這些氣體的含量，對優(yōu)化生產(chǎn)、安全控制、能源回收、環(huán)保節(jié)能等具有非常重要的現(xiàn)實作用。
所謂干熄焦，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦?jié)駸幔鋮s后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫惰性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風機重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。
干熄焦運行中，氣體循環(huán)系統(tǒng)負壓段會漏進少量空氣，O2通過紅焦層就會與焦炭反應，生成CO2。CO2在焦炭層高溫區(qū)又會還原成CO，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，循環(huán)氣體里CO濃度愈來愈高。此外，焦炭殘存揮發(fā)分始終在析出，焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分，因此在干熄焦運行中，控制循環(huán)氣體中可燃成分濃度在爆炸極限以下，是安全生產(chǎn)的必憊條件。
SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝在風機出口至熄焦室內(nèi)的煙道上，在線分析循環(huán)氣中O2、CO、CO2、H2的含量，為優(yōu)化工藝，防止安全事故提供保障。由于干熄焦氣含有焦油、粉塵、苯、萘、H2S及水汽等污染物質(zhì)，因此樣氣預處理系統(tǒng)成為整個分析系統(tǒng)的核心。
干熄焦煙氣含有焦油、粉塵、苯、萘、H2S及水汽等污染物質(zhì)，我們采取復式過濾取樣裝置，有效過濾樣氣中雜物。配合氮氣定期吹掃，保障取樣裝置不堵，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，核心采用高精度傳感器，可實時測量和顯示空間內(nèi)可燃氣體含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計、24V電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護器等。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、安裝簡單方便等優(yōu)點。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線212協(xié)議進行數(shù)據(jù)遠傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風機、閥門、噴淋系統(tǒng)等設備來使用，通過內(nèi)部開關量信號實現(xiàn)聯(lián)動。氣體超標即時報警，同時啟動/關閉聯(lián)動設備。有效保障現(xiàn)場人員安全。
系統(tǒng)主要功能包括：
1、實時監(jiān)測煙囪管道中O2、CO、CO2、H2的含量。
2、通過上位機系統(tǒng)監(jiān)控中心實時了解場所內(nèi)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。
4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報警信息，及時告知維護管理責任人。
5、氣體濃度達到對應設置的報警值時聯(lián)動風機/閥門/噴淋系統(tǒng)等設備。
6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數(shù)據(jù)、歷史報警數(shù)據(jù)。
（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》
3.1 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)主要包括取樣系統(tǒng)（采樣探頭、聚四氟自控溫取樣管、吹掃系統(tǒng)等組成。）、樣氣處理系統(tǒng)（冷凝器、蠕動泵、高分子過濾器、浮子流量計）、標定單元、分析儀器、機柜等單元組成。
3.2 干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的選擇
針對常見實際環(huán)境與條件，選用熱導原理的氫氣傳感器、紅外NDIR原理的一氧化碳傳感器與二氧化碳傳感器、電化學原理的氧氣傳感器。
3.3 采集控制器
數(shù)據(jù)采集控制器用來集中顯示各監(jiān)測點的VOC濃度值。同時控制器與聯(lián)動設備關聯(lián)，當VOC濃度值超過預設報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設備。控制器內(nèi)部要有繼電器報警開關量輸出用于控制聯(lián)動設備。
3.4 聯(lián)動設備
風機/閥門/噴淋系統(tǒng)等設備由控制器聯(lián)動，當氣體濃度超標時自動啟動；當氣體濃度恢復正常時，自動停止。
干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)
型 號 | SK-7500-4Y |
顯示方式 | 分析儀LCD液晶顯示（選配七寸觸摸顯示屏） |
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(zhì) | H2、CO、CO2、O2，可定制其它監(jiān)測組分 |
檢測原理 | 熱導、紅外NDIR、電化學 |
檢測量程 | 氫氣（0～10%）、一氧化碳（0～10%）、二氧化碳（0～20%）、氧（0～5\25%） 可定制 |
分 辨 率 | 0.01%VOL 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≤10S |
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(nèi) 可定制 |
采樣濕度 | 0-100%RH |
傳感器壽命 | 3～5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(nèi)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 |
計 量 證 | 可選，費用客戶自付 |
選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過濾器、蠕動泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標氣接口。 電腦監(jiān)控配件：免費上位機軟件、USB 轉(zhuǎn) RS485 轉(zhuǎn)換連接線，如果要網(wǎng)絡傳輸還需 RS485 轉(zhuǎn)網(wǎng)口轉(zhuǎn)換器。 |
（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)）
鋼廠、冶煉廠、有色金屬。。
工藝 | 位置 | 組分 | 量程 | 選型 | 作用 |
干熄焦工藝 | 循環(huán)風機出口 | H2 | 0-10%VOL | SK-7500 Y系列 | 工藝優(yōu)化 |
CO | 0-10%VOL | ||||
CO2 | 0-20%VOL | ||||
O2 | 0-25%VOL |
（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)電氣接線圖）
VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)配置清單 | |||
序號 | 物品名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 四合一氣體檢測儀 | 1 | SK/MIC-600-4Y |
2 | 高效過濾器 | 2 | 除塵除水、水氣分離 |
3 | 樣氣采樣泵 | 1 | 采樣流量3～5L/Min |
4 | 轉(zhuǎn)子流量計 | 1 | 控制進氣到檢測儀流量為：0.3～0.5L/Min |
5 | 蠕動泵 | 1 | |
6 | 電子冷凝器 | 1 | |
7 | 取樣探頭 | 1 | |
8 | 反吹系統(tǒng) | 1 | |
9 | 箱體 | 1 | |
以下配置根據(jù)工況選配 | |||
序號 | 物品名稱 | 序號 | 物品名稱 |
1 | 水洗罐 | 2 | 硅膠吸附罐 |
3 | 活性炭吸附罐 | 4 | 分子篩吸附罐 |
5 | 減壓閥 | 6 | 標氣接口 |
7 | 防爆加熱器 | 8 | 防爆溫控器 |
9 | 伴熱管 | 10 | |
9.1 安裝方式：
9.1.1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。
9.1.2 供電
機柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。
9.1.3 確定安裝位置
9.1.3.1 主機箱安裝位置的選擇
首先內(nèi)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。
9.1.3.2采樣點與主機箱管路距離
主機箱內(nèi)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(nèi)是沒有問題的。還是需要結合現(xiàn)場實際情況而定。
9.2 氣路連接
9.2.1 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(nèi)徑4mm的PU軟管。
9.2.2 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。
9.2.3 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。
9.3 使用調(diào)試中的注意事項：
9.3.1 流量計控制
系統(tǒng)運行中，通過調(diào)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。
9.3.2 冷凝器
冷凝器的目標冷凝溫度使用默認溫度即可。
9.3.3 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。
9.3.4 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）。
9.3.5 加熱器（選配）
一般設定為20～30℃（開蓋設置，注意防止燙傷）。
9.3.6 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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