鋼鐵冶金過程氣體監(jiān)測-邯鄲某鋼鐵企業(yè)熱處理爐尾氣一氧化碳監(jiān)測項目

【資料簡介】

　　項目背景
 

　　合作背景
 

　　在全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的浪潮下，鋼鐵行業(yè)作為傳統(tǒng)高耗能、高排放領域，面臨著節(jié)能減排的重大壓力。近年來，隨著我國“雙碳"目標的明確提出以及環(huán)保政策的日益嚴格，鋼鐵企業(yè)被賦予了更高的環(huán)保責任與使命。特別是針對一氧化碳這一在鋼鐵生產(chǎn)過程中難以避免產(chǎn)生的有害氣體，其脫除與監(jiān)測問題愈發(fā)受到行業(yè)與監(jiān)管部門的高度重視。
 

　　一氧化碳的排放不僅會對環(huán)境造成嚴重污染，還可能引發(fā)諸多安全隱患，如爆炸和中毒事故等。在鋼鐵熱處理環(huán)節(jié)，由于工藝特性，CO的產(chǎn)生難以避免，且因其較高的化學穩(wěn)定性與復雜的工藝環(huán)境難以通過常規(guī)手段脫除，這無疑要增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時也降低了能源利用效率。因此，如何高效、精準地監(jiān)測并脫除CO，成為了鋼鐵企業(yè)亟待解決的關鍵問題。
 

　　項目介紹
 

　　該項目的用戶是一家位于河北邯鄲的中外合資綜合型鋼鐵企業(yè)，其業(yè)務范圍廣泛，涵蓋燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材以及科研等環(huán)節(jié)。近年來，盡管鋼鐵行業(yè)整體行情下行，該企業(yè)卻仍然持續(xù)盈利。隨著邯鄲市生態(tài)環(huán)境局實施《關于重點一氧化碳排放點位安裝在線監(jiān)測裝置的通知》，鋼鐵熱處理領域的碳排放也面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。CO特性有異于NOx與SO2，難以簡單脫除，低濃度CO二次燃燒需要消耗較多的能源。為避免能效浪費，企業(yè)需在熱處理爐的煙道處配備具有實時監(jiān)測功能的氣體分析裝置，通過優(yōu)化空燃比來減少燒損，提升能效，最終實現(xiàn)熱處理環(huán)節(jié)閉環(huán)控制，這對于工藝優(yōu)化與節(jié)能環(huán)保具有雙重層面的重大意義。
 

　　在該企業(yè)熱處理線項目中，最終選用了四方儀器公司的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀。目前，該設備已助力產(chǎn)線實現(xiàn)正火、淬火、回火工藝的穩(wěn)定生產(chǎn)，為企業(yè)綜合實現(xiàn)能源利用與環(huán)保優(yōu)化提供著穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支持。
 

　　產(chǎn)品原型
 

　　原位激光過程氣體分析儀 GasTDL-3100

　　主要參數(shù)

性能參數(shù)
測量原理	TDLAS
測量組分	CO
測試范圍	0～10000ppm
量程漂移	≤±1%F.S.
重復性誤差	≤±1%F.S.
輸出波動	≤±1%F.S.
線性度	≤±1%F.S.
響應時間	充分預熱后，T90≤1s
技術參數(shù)
機箱	隔爆和粉塵雙防爆結(jié)構(gòu)
防爆等級	Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db
防護等級	IP66
傳感器壽命	＞6年（正常使用）
工作參數(shù)
工作方式	在線
電源	24VDC
校準周期	建議每隔一年校準一次
被測氣體溫度	＜800℃
環(huán)境溫度	-20～60℃
吹掃氣體	0.3～0.8MPa工業(yè)氮氣
吹掃氣純度	N2≥99.99%
輸入輸出參數(shù)
通訊方式	RS-485/RS-232
輸出模式	2路4~20mA輸出，3路繼電器輸出

 

　　項目實施
 

　　技術方案
 

　　我司為該項目提供的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀，憑借其性能，已廣泛應用于冶金、電力和水泥等多個行業(yè)。整套系統(tǒng)由取樣單元、預處理單元、控制單元和分析單元等部分組成，采用手動控制采樣與反吹操作，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定、準確且連續(xù)地自動在線運行。
 

　　分析儀運用了TDLAS(可調(diào)諧半導體激光吸收光譜)技術。該儀表具備靈敏度高、響應速度快、不受背景氣體干擾以及非接觸式測量等顯著特點，在熱處理爐尾部的排氣管道上采用原位測量的形式安裝，測量數(shù)據(jù)不易失真且測量精度高，為實時準確反映氣體濃度變化提供了可靠的數(shù)據(jù)保障。
 

　　氣體分析單元主要由發(fā)射、接收、機械固定、吹掃和數(shù)據(jù)導出等部分組成：
 

　　發(fā)射與接收單元：集成了激光發(fā)射模塊、信號調(diào)制模塊和中央控制綜合功能，負責信號的發(fā)射與接收處理。
 

　　機械固定單元：由法蘭、閥門、吹掃接口和光學器件組成，確保分析儀的穩(wěn)定安裝。
 

　　吹掃單元：采用潔凈氣體對分析儀的光學視窗進行吹掃，防止測量環(huán)境中的粉塵或其他污染物對視窗造成污染，從而保障測量結(jié)果的準確性。該單元主要由減壓過濾器、分氣塊和單向閥等組成。
 

　　通訊及數(shù)據(jù)導出：通過4~20mA信號輸出，連接至用戶現(xiàn)場控制平臺，實現(xiàn)氣體濃度與熱值數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
 

　　通過這一先進的技術方案，項目不僅實現(xiàn)了對低濃度CO脫除過程的精確監(jiān)控，還顯著提升了能源利用效率，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
 

　　方案價值
 

　　四方儀器的原位激光過程氣體分析儀為該項目熱處理爐尾氣中CO脫除過程的監(jiān)測提供了高效、可靠的解決方案。該設備采用先進的TDLAS技術，具備高精度、高靈敏度、響應速度快等特點，能夠?qū)崟r精準監(jiān)測CO的濃度變化，并將數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳至現(xiàn)場控制平臺進行及時記錄，為工藝段的精準把控和企業(yè)的能效控制提供了重要的數(shù)據(jù)支持。其結(jié)構(gòu)設計簡明，操作界面友好，便于安裝、調(diào)試與日常操作，同時配備自清潔技術和耐用元件，維護量小，有效降低了企業(yè)的運營成本。
 

　　經(jīng)過一年以上的實際使用，該設備已展現(xiàn)出顯著的測量成效。用戶依據(jù)實時監(jiān)測熱處理爐尾氣成分中CO含量的變化，實現(xiàn)了對空燃比的精準控制，在穩(wěn)定爐溫、保障生產(chǎn)的基礎上優(yōu)化了燃燒過程，最終減少了CO的排放，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏，為企業(yè)的綠色低碳發(fā)展提供了有力支撐。
 

　　項目現(xiàn)場