轉(zhuǎn)爐微量CO在線分析

JC-6200型過程氣在線分析成套系統(tǒng)是應(yīng)用于煙氣中CO氣體 含量分析的專用在線分析系統(tǒng)。系統(tǒng)能自動(dòng)、連續(xù)、準(zhǔn)確、可靠地分析煙氣中CO氣體的濃度含量。采用PLC可編程序控制器自動(dòng)控制系統(tǒng)的采樣、排水、探頭自動(dòng)吹掃、故障監(jiān)測(cè)并處理等操作。系統(tǒng)正常運(yùn)行期間能提供氣體濃度的4~20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)與RS485（Modbuus-RTU）輸出。該系統(tǒng)的分析儀器的傳感器采用進(jìn)口光源、檢測(cè)器,氣室恒溫加熱避免因外界溫度變化對(duì)分析結(jié)果的干擾。系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、測(cè)量準(zhǔn)確，反應(yīng)速度快、部件性能可靠、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、維護(hù)量小、自診斷保護(hù)功能強(qiáng)，系統(tǒng)帶有多種故障報(bào)警，可有效監(jiān)控探頭溫度、伴熱管溫度、壓縮機(jī)制冷器制冷溫度、出水泥失效等問題并聯(lián)動(dòng)PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制，是分析煙氣中CO氣體含量的理想設(shè)備。
B、分析儀器：
JC-6200型成套系統(tǒng)所用分析儀器為卓宇佳創(chuàng)科技有限公司研制的NDIR恒溫紅外氣體分析模塊，該模塊分析儀測(cè)量精確、性能穩(wěn)定可靠，響應(yīng)時(shí)間快，智能化程度高。

紅外線是一種電磁波，紅外輻射主要是熱輻射。當(dāng)紅外輻射通過某氣體層時(shí)，氣體層中的極性分子，即非單元素氣體分子（如CO、CO2等），就會(huì)對(duì)紅外輻射進(jìn)行選擇性的吸收。多元素氣體分子對(duì)紅外線的吸收遵循朗伯特—比爾定律。

式中，
—紅外輻射被氣體吸收后的能量；
—紅外輻射被氣體吸收前的能量；
—?dú)怏w的吸收系數(shù)（消光系數(shù)）；
—吸收氣體的濃度；
—紅外輻射經(jīng)過吸收氣體層的長(zhǎng)度。
2 紅外線分析工作原理
分析部分由三大部件組成：
一個(gè)能發(fā)出特定紅外波長(zhǎng)的紅外輻射器—－光源；
一個(gè)由參比氣室和分析氣室組成的測(cè)量池；
一個(gè)能檢測(cè)紅外輻射并將紅外輻射的能量變化轉(zhuǎn)換成電量變化的接收器（亦稱檢測(cè)器）。
由紅外光源發(fā)出二束能量相等、按照一定頻率進(jìn)行調(diào)制的平行光束，分別通過參比氣室和分析氣室后，由于分析氣室中吸收氣體（被測(cè)氣體）對(duì)紅外線的吸收，使原來能量相等的二束紅外線產(chǎn)生了能量差，然后又分別進(jìn)入接收器的參比接收室和測(cè)量接收室。通過薄膜電容器將紅外線能量變化轉(zhuǎn)換成電量變化，再通過電氣單元和控制單元的放大整流及線性化等各種處理，儀器就能輸出一個(gè)與被測(cè)氣體濃度變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，供顯示或控制。
分析器除了各種部件的特殊結(jié)構(gòu)外，在接收原理上有一個(gè)特殊的改進(jìn)。接收器的參比接收室和測(cè)量接收室分別用光學(xué)鏡片分隔成前室和后室。
在接收器中的吸收氣體和分析氣室中的被測(cè)氣體同樣都按朗伯特—比爾定律吸收紅外線。前室中氣體的吸收曲線近似于被測(cè)氣體的消光曲線。由于前后室之間半透半反窗的作用，使后室輻射得到抑制，排除了干抗氣的影響，使儀器達(dá)到最佳選擇效果。

2.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)
MEMS紅外光源是電調(diào)制的脈沖光源，具有較高的調(diào)制頻率，滿足熱釋電檢測(cè)器的特性要求。
雙通道檢測(cè)器設(shè)計(jì)，有效提高了儀器穩(wěn)定性。
高精度恒溫控制，降低了環(huán)境溫度對(duì)儀器測(cè)量的影響。
大氣壓力補(bǔ)償，降低了環(huán)境大氣壓力變化對(duì)儀器測(cè)量的影響。
隔離的電流環(huán)輸出和開關(guān)量輸出，消除外界各種干擾對(duì)儀器測(cè)量的影響

主要技術(shù)性能
?零點(diǎn)漂移：≤±1%FS/7d
?量程漂移：≤±1%FS/7d
?測(cè)量范圍：CO：0-1.0000Vol(四位小數(shù)顯示)
?分辨率:1ppm
?測(cè)量精度：≤±2%FS
?線性誤差：≤±1%FS
?重復(fù)性誤差：Cv≤±0.5%
?響應(yīng)時(shí)間： T90≤10s
?輸出信號(hào)： 4～20mA 500Ω
?系統(tǒng)的滯后時(shí)間：T90≦30S
?樣氣溫度：≦800℃
?樣氣最大含塵量：≦1000mg/Nm3
?環(huán)境溫度：-30～55℃
?環(huán)境壓力：70~160kPa(海拔低于2000m)
?相對(duì)濕度：不大于95%
?電源：220±22VAC；50±0.5Hz
?系統(tǒng)的絕緣電阻不小于5兆歐

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)檢測(cè)采樣器、伴熱管、冷凝器、報(bào)警過濾器、等有無報(bào)警信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)無報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)啟動(dòng)，被測(cè)樣氣在膜片泵的抽取下，首先經(jīng)過采樣導(dǎo)桿將樣氣送入伴熱的過濾探頭腔體內(nèi)進(jìn)行粉塵過濾，隨后通過一體電伴熱取樣管和取樣電動(dòng)球閥進(jìn)入預(yù)處理裝置。先進(jìn)入前置過濾器（1um精度），除去樣品氣中的水份及顆粒物，隨后由雙通道壓縮機(jī)冷凝器除濕干燥處理，除濕器出口樣氣的露點(diǎn)在4℃，然后再經(jīng)一級(jí)濕度報(bào)警精密過濾器，最后經(jīng)切換閥及含流量報(bào)警的轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié)和監(jiān)控樣氣流量（正常流量500~1000mL/min），進(jìn)入恒溫紅外CO分析儀器進(jìn)行分析。冷凝器的冷凝液通過蠕動(dòng)泵排出柜外。切換閥可實(shí)現(xiàn)采樣、校準(zhǔn)的氣路切換操作。采樣時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止采樣，同時(shí)有反吹氣對(duì)探頭內(nèi)部進(jìn)行反吹；當(dāng)自動(dòng)采樣時(shí)有任何故障產(chǎn)生，系統(tǒng)自動(dòng)停止采樣并給出故障報(bào)警，等待故障排除后可自動(dòng)恢復(fù)自動(dòng)運(yùn)行。
本系統(tǒng)分手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、維護(hù)模式，手動(dòng)模式為調(diào)試測(cè)試用，正常工作時(shí)設(shè)置為自動(dòng)模式，維護(hù)模式時(shí)可進(jìn)行校準(zhǔn)操作。當(dāng)處于自動(dòng)控制時(shí)，PLC采集探頭加熱溫度報(bào)警、伴熱管加熱溫度報(bào)警、冷凝器報(bào)警信號(hào)、濕度報(bào)警信號(hào)，當(dāng)無報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)按流程運(yùn)行采樣、反吹循環(huán)動(dòng)作，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生式，系統(tǒng)自動(dòng)停止采樣，并給出報(bào)警信號(hào)，故障解除后可自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
系統(tǒng)對(duì)外輸出信號(hào)表（輸出開關(guān)量信號(hào)為干接點(diǎn)信號(hào)）
序號(hào) 信號(hào)列表 序號(hào) 信號(hào)列表
1 兩路 4-20mA隔離電流環(huán) 4 故障報(bào)警信號(hào)
2 維護(hù)模式信號(hào) 5 采樣信號(hào)
3 反吹信號(hào) 6 一路RS485(Modbus-RTU)

供貨清單
序號(hào) 名稱 名稱（明細(xì)） 制造單位 數(shù)量
1 分析單元 恒溫紅外氣體分析單元
（CO：0-1.0000%Vol）
四位小數(shù)顯示
分辨率1ppm
測(cè)量精度：≤±2%FS 卓宇佳創(chuàng) 1套
2 取樣單元 氣體取樣探頭 卓宇佳創(chuàng) 1套
過濾芯 1支
探頭加熱控制裝置 1套
探頭防護(hù)罩 1套
采樣導(dǎo)桿 1根
反吹電磁閥 國(guó)內(nèi)配套 臺(tái)
取樣電動(dòng)球閥 KLD 1臺(tái)
3 主要電氣部件 PLC SR20 西門子 1套
中間繼電器 松下 1套
7寸觸摸屏 MCGS 1臺(tái)
空開 正泰 1套
溫控器 國(guó)內(nèi) 2臺(tái)
24V開關(guān)電源 明緯 2臺(tái)
固態(tài)繼電器 國(guó)內(nèi) 2只
4 預(yù)處理單元
JC-6200 霧過濾器 卓宇佳創(chuàng) 1套
蠕動(dòng)泵 英國(guó)BOXER 2臺(tái)
壓縮機(jī)冷凝器 卓宇佳創(chuàng) 1臺(tái)
真空泵 KNF 1臺(tái)
快速放散控制器 國(guó)內(nèi)配套 1套
濕度報(bào)警精密過濾器 卓宇佳創(chuàng) 1套
反吹氣源處理器 國(guó)內(nèi) 1套
報(bào)警轉(zhuǎn)子流量計(jì) DK800 1套
5 系統(tǒng)成套柜 1600*700*450mm 國(guó)內(nèi)配套 1套
6 標(biāo)校單元 標(biāo)校閥 國(guó)內(nèi)配套 1臺(tái)
標(biāo)氣專用減壓閥 國(guó)內(nèi)配套 1臺(tái)
校準(zhǔn)氣（零點(diǎn)氣/量程氣） 國(guó)內(nèi)配套 2瓶
7 取樣管線 Φ8一體電伴熱管 國(guó)內(nèi)配套 25米
8 安裝附件 電纜（采樣器至分析柜）、接頭等 卓宇佳創(chuàng) 1批
9 文件資料 合格證、說明書等 卓宇佳創(chuàng) 1批

焦化廠一般由備煤、煉焦、回收、精苯、焦油、其他化學(xué)精制、化驗(yàn)和修理等車間組成。其中化驗(yàn)和修理車間為輔助生產(chǎn)車間。

備煤車間的任務(wù)是為煉焦車間及時(shí)供應(yīng)合乎質(zhì)量要求的配合煤。煉焦車間是焦化廠的主體車間。煉焦車間的生產(chǎn)流程是：裝煤車從貯煤塔取煤后，運(yùn)送到已推空的碳化室上部將煤裝入碳化室，煤經(jīng)高溫干餾變成焦炭，并放出荒煤氣由管道輸往回收車間；用推焦機(jī)將焦炭從碳化室推出，經(jīng)過攔焦車后落入熄焦車內(nèi)送往熄焦塔熄焦；之后，從熄焦車卸入涼焦臺(tái)，蒸發(fā)掉多余的水分和進(jìn)一步降溫，再經(jīng)輸送帶送往篩焦?fàn)t分成各級(jí)焦炭。回收車間負(fù)責(zé)抽吸、冷卻及吸收回收煉焦?fàn)t發(fā)生的荒煤氣中的各種初級(jí)產(chǎn)品。

在焦化廠，一氧化碳存在于煤氣中，特別是焦?fàn)t加熱用的高爐煤氣中的一氧化碳含量在30%左右。焦?fàn)t的地下室、煙道通廓煤氣設(shè)備多，閥門啟閉頻繁，極易泄漏煤氣。所以，必須對(duì)煤氣設(shè)備定期進(jìn)行檢查，及時(shí)維護(hù)，煙道通廓的貧煤氣閥應(yīng)***其處于負(fù)壓狀態(tài)。

為了防止硫化氫、氰化氫中毒，焦化廠應(yīng)當(dāng)設(shè)置脫硫、脫氰工藝設(shè)施。過去國(guó)內(nèi)只有城市煤氣才進(jìn)行脫硫，冶金企業(yè)一般不脫硫。至于脫氰，一般只從部分終冷水或氨氣中脫氰生產(chǎn)黃血鹽。隨著對(duì)污染嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)的提高，近年來，各焦化廠已開始重視煤氣的脫硫脫氰問題。為了防止硫化氫和氰化氫中毒，蒸氨系統(tǒng)的放散管應(yīng)設(shè)在有人操作的下風(fēng)側(cè)。

在現(xiàn)代工業(yè)中，工業(yè)自動(dòng)化控制在企業(yè)生產(chǎn)的安全效率、管理、環(huán)保等方面起著重要的作用。分析系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）作為自動(dòng)化的重要組成部分必須精確、高效地采集相關(guān)數(shù)據(jù)，為自動(dòng)化控制提供所需的所有控制依據(jù)。

　　對(duì)工藝流程中的介質(zhì)組成進(jìn)行分析能為工業(yè)生產(chǎn)提供相關(guān)的生產(chǎn)控制依據(jù)，并依此實(shí)施相關(guān)控制及自動(dòng)化控制。

　　氣體的分析精度不僅僅依靠分析儀表的分析精度，因?yàn)榇蠖鄶?shù)分析儀表必須要有超靜、干燥恒溫、恒流的樣氣才能進(jìn)行準(zhǔn)確分析，所以氣體分析系統(tǒng)不可或缺的組成部分是：取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、分析儀表。

　　由卓宇佳創(chuàng)設(shè)計(jì)制造的鍋爐煙氣CO在線分析系統(tǒng)，能有效的應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)各種復(fù)雜工況條件，結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間快，分析精度高，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)量小。應(yīng)用于各大鋼廠煙氣監(jiān)測(cè)工藝中，對(duì)節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。

　　通過在燃?xì)忮仩t煙道上安裝一套在線分析系統(tǒng)來連續(xù)檢測(cè)煙氣中的CO，為合理調(diào)節(jié)燃?xì)忮仩t的燃燒工況提供依據(jù)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖如下：

　　對(duì)燃?xì)忮仩t煙氣進(jìn)行測(cè)量時(shí)，取樣探頭是重要環(huán)節(jié)，它要經(jīng)受熱氣流的沖刷、煙氣的腐蝕、煙塵的堵塞等惡劣的條件。正確配置取樣探頭與系統(tǒng)是非常重要的，直接關(guān)系到系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

　　鍋爐煙氣CO在線分析系統(tǒng)由采樣探頭、樣氣處理裝置、采樣泵、分析儀表和控制反吹單元四部分組成。其特點(diǎn)在于：

　　1、采樣探頭無需加熱處理，過濾精度高，直接插入煙道內(nèi)采樣，耐溫耐腐蝕，抗沖刷能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)有在線自動(dòng)定期清洗功能，取樣探頭不堵不換時(shí)間大于1年。

　　2、進(jìn)口分析儀的品質(zhì)，國(guó)產(chǎn)分析儀的價(jià)格，通過專業(yè)人員將進(jìn)口分析儀在中國(guó)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的不適應(yīng)性的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)和因素通過二次設(shè)計(jì)集成融入到儀表，儀表分析精度更高，更穩(wěn)定。

　　3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，安裝調(diào)試、操作維護(hù)都很簡(jiǎn)單方便，就近安裝在取樣點(diǎn)，反映速度更快。

　　4、氣源驅(qū)動(dòng)采樣泵的設(shè)計(jì)，安全可靠，采樣流量大，壽命長(zhǎng)。

　　本系統(tǒng)為連續(xù)采樣、自動(dòng)處理和分析的成套系統(tǒng)，能廣泛適用于鍋爐煙氣成分的監(jiān)測(cè)，為節(jié)能降耗、安全運(yùn)行提供一次信號(hào)和依據(jù)，也能適用于類似設(shè)備的氣體成分分析。