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钢铁、有色、化工、新能源等工业领域
高炉炉顶煤气在线监测系统解决方案
深圳市东日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd
一、方案概述
随着现代高炉大型化发展，对于自动化控制的技术水平越来越高，作为炉内反应的直接产物-炉顶煤气，其成分含量变化能反应炉内状况。高炉炉顶煤气在线监测系统对于确保高炉安全、高产运行，避免黑箱炼铁，起到关键指导作用。
SK-7500-BFG-NY型高炉炉顶煤气在线监测系统通常由取样探头、样品预处理、分析仪等三部分组成，必要时配有数据采集处理系统。取样探头包括带前置过滤器的取样探头及探头反吹系统，样气通过电伴热传输管线送到分析柜进行样品处理、分析。分析柜内一般包括样品处理部件、分析仪等。
由于高炉炼铁是连续的工艺过程，该系统大多采用双流路的分析控制技术，用以连续监测高炉炉顶烟气中的CO、CO2、H2等气体浓度。即在自动状态下，当流路1进行分析时流路2进行反吹置换及排水，当流路2进行分析时流路1进行反吹置换及排水，如此不断循环，以保证分析数据的连续性。
SK-7500-BFG-NY型高炉炉顶煤气在线监测系统，主要成份是CO、CO2、H2、O2、CH4，分析它们的浓度值对于高炉能量转化情况、冷却系统状况、炉顶布料状况和整个炉况的判断、调整起重要的作用。高炉煤气分析系统由取样单元、样品预处理单元、仪表分析单元、自动化控制单元、标定单元组成，全部组合连接到分析系统机柜。系统采用分析仪表及管件，技术可靠，具有维护周期长、运行成本低、操作简单的特点。
系统主要功能包括：
1、实时监测烟囱管道中的烟气含量。
2、通过上位机系统监控中心实时了解场所内的现场情况。
3、在监控中心实时记录以上各监测数据，对数据统一集中管理。
（监测系统示意图）
GB3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第二部分：隔爆型“d" 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性气体环境用电气设备第 15 部分：危险场所电气安装( 煤矿除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》
GB12358-2006 《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》
GBZ 2.1-2007 《工作场所有害因素职业接触限值》
GB 4208-2008 《外壳防护等级（IP 代码）》
GB 16297－1996《大气污染物综合排放标准》
GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
HG/T 20507-2014 《自动化仪表选型设计规范》
序号 | 取样点 | 用途 | 介质及量程 | 监测系统型号 |
1 | 重力除尘器后 | 工艺优化控制 | CO:0-30% CO2：0-40% CH4：0-1% O2：0-3% H2：0-5% | SK-7500-BFG-5Y |
2 | 布袋除尘器后 | |||
3 | 热风炉出口 | 燃烧控制 | O2：0-25% | SK-7500-O2-Y |
4 | 煤磨机入口 | 安全监控 | O2：0-25% | SK-7500-O2-Y |
5 | 煤磨机出口 | |||
6 | 布袋收尘器出口 | CO：0-2000ppm O2：0-25% | SK-7500-BFG-2Y | |
7 | 煤粉仓 | CO：0-2000ppm | SK-7500-CO-Y |
脱销烟气在线监测系统
型 号 | SK-7500-BFG-NY |
显示方式 | 七寸触摸显示屏 |
输出信号 | ①4-20mA信号：标准的12位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km ②RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离1.2Km ③开关量信号：标配1组无源触点继电器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（选配） ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等无线信号（选配） |
接收设备 | 用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、DDC等 |
工作方式 | 泵吸式，连续在线监测 |
检测介质 | CO、CO2、H2、O2、CH4等，可定制其它可燃、有毒有害气体多合一 |
检测原理 | 催化燃烧/电化学/热导/红外NDIR/PID光离子 |
检测量程 | 0-100mg/m³ 可定制 |
分 辨 率 | 0.1 根据检测量程而定 |
检测误差 | ≤±3%F.S 更高精度可订制 |
重 复 性 | ≤±1% |
线性误差 | ≤±1% |
响应时间 | T90≤30S |
工作电压 | AC220V，功率：100W |
工作温度 | -20℃~50℃ |
工作湿度 | 10-95%RH（无冷凝） |
工作压力 | 106KPa±20KPa |
采样温度 | 200℃以内 可定制 |
采样湿度 | 0-100%RH |
传感器寿命 | 2～3年（根据传感器原理与使用的环境而定） |
防护等级 | IP66 防水溅和短时间雨淋，长时间雨淋需配防雨罩 |
连接电缆 | ①4～20mA 选三芯屏蔽电缆，RS485 选四芯，距离超 1000 米（带一台检测仪）时单根线径≥1.5mm， 屏蔽层接大地。 ②无线传输：可内置LORA、Zigbeg模块，近距离无线传输；可外置GPRS/4G模块，远程数据传输到云平台，可电脑端和手机端查看历史记录，不受距离限制（选配） |
报警方式 | 现场声光报警,外置报警器,远程控制器报警,电脑数据采集软件报警等(选配) |
报警设置 | 标准配置两级报警，可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警 |
外形尺寸 | 500*760*270mm（长*高*宽） |
安装方式 | 壁挂式、立式安装 |
计 量 证 | 可选，费用客户自付 |
（脱销烟气在线监测系统）
8.1 安装方式：
8.1.1机柜固定
机柜采用立柜式或壁挂式放置，地面应保持平整，机柜不得倾斜放置。
8.1.2 供电
机柜采用 220V AC 供电，须确保地线接地良好。
8.1.3 确定安装位置
8.1.3.1 主机箱安装位置的选择
首先内部传感器元件的耐受温度范围为-20℃～+50℃，最佳工作温度为+20℃左右，所以要选择环境温度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安装。
8.1.3.2采样点与主机箱管路距离
主机箱内部使用的抽气泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路长度的原则是温度合适的前提下越短越好，管路越长数据延迟越长，一般20米内是没有问题的。还是需要结合现场实际情况而定。
8.2 气路连接
8.2.1 管路接口
一路采样进气口进入系统；一路检测后的气体排出口；二路过滤除水气体排出口。接口默认是φ6大小，可以使用外径6mm内径4mm的PU软管。
8.2.2 采样管的安装（选配）
采样管插入待测气体的管道，使用配套法兰固定。如果待测管道气体温度高于采样管的耐热温度，采样前段的管路应采取耐热管路并进行预降温再接PU软管连接检测系统的采样接口。
8.2.3 气路排出接口的接法
排气口：使用φ6的PU软管连接，主要排放的是从流经检测仪里检测后的气体，
排水口：使用φ6的PU软管连接，大部分的采样气体和水汽从这里排出，如果管道待测气体管道温度高、湿气大所含水汽较多，那排水口会有水流出，所以排水管应向下安装，以保证水流顺利排出。
8.3 使用调试中的注意事项：
8.3.1 流量计控制
系统运行中，通过调整流量计和冷凝器下端排水管道上的节流阀，控制流过检测仪表的气体流量在300～500ml/min左右。
8.3.2 冷凝器
冷凝器的目标冷凝温度使用默认温度即可。
8.3.3 过滤器
需要定期手动维护清洗粉尘过滤器或及时打开节流阀排掉积累的水汽，防止堵塞气路。
8.3.4 温控器（选配）
一般设定为30℃（开盖设置，控制伴热管伴热温度，感温管放置外部）。
8.3.5 加热器（选配）
一般设定为20～30℃（开盖设置，注意防止烫伤）。
8.3.6 气体浓度检测仪
检测仪的使用详见检测仪的使用说明书。
（管路示意图）
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