工业过程煤气监测-武钢轧钢厂加热炉热值监测项目

项目背景

合作背景

近几年，我国年钢铁产量已突破10亿吨，占世界钢铁产量50%以上，成为全球钢铁生产大国，但要跃居为世界钢铁生产强国，这将有待于钢铁生产各个环节不断技术创新。加热炉作为钢铁生产的一个环节，也有很多技术有待改进和提升。燃烧控制是加热炉自动控制中的重要部分，而燃烧控制的关键是准确的空燃比控制。因此加热炉在线燃烧自动控制系统引入煤气热值仪，将提高加热炉空燃比的准确性，对确保钢坯加热质量及此环节的节能减排将具有非常积极意义。

项目介绍

该项目客户为武钢集团热轧厂，现场共设加热炉7座，年产千万吨钢坯。项目现场需为加热炉配备热值检测设备，通过提高空燃比的准确性来提升钢坯加热质量，减少钢坯氧化烧损。因原来所使用的红外热值仪老化且运转异常，需采购新设备替代。根据现场防爆要求，以往在用11年前建造的防爆小屋，目前所有设备均已老化运转异常，且由于现场所使用煤气是高焦混合煤气，由于预处理没有做好，导致设备停用。

产品原型

激光拉曼光谱气体分析仪（防爆型）LRGA-6000

激光拉曼光谱气体分析仪LRGA-6000基于激光拉曼散射原理，通过对待测气体的特装拉曼散射光谱进行增强、收集、处理和识别，并对含量进行定量计算。可同时对多种气体进行全量程的在线和实时检测。

产品特性

1、采用激光拉曼气体特征指纹技术，干扰少

2、在线、实时：一台仪器解决工业过程气体全流程监测

3、全组分：测量包括CO、CO2、H2、O2、CH4、N2、CnHm在内的气体组分及热值

4、响应速度快，样气进入分析仪后直接显示测量结果

5、全量程气体浓度测量，检测范围为（0.01-100）%，调整时间，也可以测量微量组分

6、具备温度和压力自动修正功能，无漂移

7、使用和维护成本低，无需载气与耗材

8、可选配集成系统，实时对多个监测点的实时循环监测

9、智能化软件设计，全触屏界面，数据直观显示，可外接PC键盘

主要参数

项目实施

技术方案

‍

四方仪器激光拉曼在线防爆分析系统，主要由预处理单元、控制单元、分析单元三部分组成，专为中低粉尘工作环境设计。产品采用PLC程序控制，可以自动完成3个采样通道之间的切换，实现24小时无人值守操作。极大降低了手动负载，保证系统的长期稳定，实现了准确、连续的自动在线运行。

一、预处理装置

预处理装置通过对进气电磁阀的控制，实现气体采样的三通道循环切换。在气体净化提纯过程中，采用过滤精度为5um的气水分离器，将液态水从样品气体中分离出来，同时过滤样品气体；初次过滤后的气体通过半导体冷凝器，去除样品气体中可凝固的气态水。整个过程用到的过滤器均设有自动排水装置，确保系统自动完成正常的取样与排水过程。最后采用过滤精度为0.1um的精密过滤器，确保样品气体满足分析仪器的使用要求，保证监测数据的准确性和系统的可靠性。

二、控制单元

激光拉曼气体分析仪通过内置IPC上的定制操作软件实时显示所有数据，并通过MODBUSTCP协议提供实时数据输出，并为每个气体组件提供4-20mA的模拟输出。

三、分析单元

分析单元为四方仪器自主知识产权的多组分激光拉曼分析仪。它采用激光拉曼气体特征指纹谱技术，通过对待测气体的特征拉曼散射光谱进行增强、收集、处理和识别，可对气体成分进行定量计算，实现在线实时对多种类气体进行定性及定量监测，保障KivuWatt基伍瓦特项目长期稳定的自动在线运行。

方案价值

该项目采用我司激光拉曼热值分析仪用以监测加热炉生产过程中的气体组分浓度及热值。为空燃比的精准测算提供数据支撑，以此来提升燃料的燃烧效率，减少排烟量和排烟热损失，减少加热炉的停炉时间和次数。从而提高加热炉作业率，在确保钢坯加热质量及此环节的节能减排上具有积极意义。

经过在武钢热轧厂加热炉热值现场的实际性能验证以及严格的测试评估，四方仪器激光拉曼热值分析仪获得了武汉钢铁研究院专家领导高度认可，今后将被优先应用于其它6条加热炉产线的监测工作中，未来将面向全国钢厂对加热炉热值仪应用进行全面推广。

项目现场