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干熄焦工藝
氣體在線監(jiān)測(cè)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(guò)程，冶煉過(guò)程使用燃?xì)怏w、惰性氣等作為燃料或保護(hù)氣體，同時(shí)也產(chǎn)生大量的過(guò)程氣體。檢測(cè)分析這些氣體的含量，對(duì)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(shí)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(guò)程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦?jié)駸?，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來(lái)的高溫惰性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)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(yùn)行中，氣體循環(huán)系統(tǒng)負(fù)壓段會(huì)漏進(jìn)少量空氣，O2通過(guò)紅焦層就會(huì)與焦炭反應(yīng)，生成CO2。CO2在焦炭層高溫區(qū)又會(huì)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(lái)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(yùn)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(cè)系統(tǒng)安裝在風(fēng)機(jī)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(yù)處理系統(tǒng)成為整個(gè)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(fù)式過(guò)濾取樣裝置，有效過(guò)濾樣氣中雜物。配合氮?dú)舛ㄆ诖祾?，保障取樣裝置不堵，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，核心采用高精度傳感器，可實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示空間內(nèi)可燃?xì)怏w含量變化，另有高效過(guò)濾器、蠕動(dòng)泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、24V電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護(hù)器等。該系統(tǒng)具有壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有4-20mA、RS485信號(hào)輸出或無(wú)線212協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、噴淋系統(tǒng)等設(shè)備來(lái)使用，通過(guò)內(nèi)部開(kāi)關(guān)量信號(hào)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。氣體超標(biāo)即時(shí)報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)/關(guān)閉聯(lián)動(dòng)設(shè)備。有效保障現(xiàn)場(chǎng)人員安全。
系統(tǒng)主要功能包括：
1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙囪管道中O2、CO、CO2、H2的含量。
2、通過(guò)上位機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)了解場(chǎng)所內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)情況。
3、在監(jiān)控中心實(shí)時(shí)記錄以上各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。
4、并能通過(guò)聲光報(bào)警、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)告知維護(hù)管理責(zé)任人。
5、氣體濃度達(dá)到對(duì)應(yīng)設(shè)置的報(bào)警值時(shí)聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)/閥門(mén)/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備。
6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)、歷史報(bào)警數(shù)據(jù)。
（監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖）
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)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(shè)備第 15 部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
GB12358-2006 《作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境氣體檢測(cè)報(bào)警儀通用技術(shù)要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護(hù)等級(jí)（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)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(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》
HG/T 20507-2014 《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)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(dòng)泵、高分子過(guò)濾器、浮子流量計(jì)）、標(biāo)定單元、分析儀器、機(jī)柜等單元組成。
3.2 干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選擇
針對(duì)常見(jiàn)實(shí)際環(huán)境與條件，選用熱導(dǎo)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(xué)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(lái)集中顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的VOC濃度值。同時(shí)控制器與聯(lián)動(dòng)設(shè)備關(guān)聯(lián)，當(dāng)VOC濃度值超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警或控制聯(lián)動(dòng)設(shè)備?？刂破鲀?nèi)部要有繼電器報(bào)警開(kāi)關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
3.4 聯(lián)動(dòng)設(shè)備
風(fēng)機(jī)/閥門(mén)/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備由控制器聯(lián)動(dòng)，當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)；當(dāng)氣體濃度恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)停止。
干熄焦工藝氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
型 號(hào) | 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(hào) | ①4-20mA信號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km ②RS485信號(hào)：采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議，傳輸距離1.2Km ③開(kāi)關(guān)量信號(hào)：標(biāo)配1組無(wú)源觸點(diǎn)繼電器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（選配） ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無(wú)線信號(hào)（選配） |
接收設(shè)備 | 用戶電腦、控制報(bào)警器、PLC、DCS、DDC等 |
工作方式 | 泵吸式，連續(xù)在線監(jiān)測(cè) |
檢測(cè)介質(zhì) | H2、CO、CO2、O2，可定制其它監(jiān)測(cè)組分 |
檢測(cè)原理 | 熱導(dǎo)、紅外NDIR、電化學(xué) |
檢測(cè)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(cè)量程而定 |
檢測(cè)誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 |
重 復(fù) 性 | ≤±1% |
線性誤差 | ≤±1% |
響應(yīng)時(shí)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(wú)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(hù)等級(jí) | IP66 防水濺和短時(shí)間雨淋，長(zhǎng)時(shí)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(tái)檢測(cè)儀）時(shí)單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。 ②無(wú)線傳輸：可內(nèi)置LORA、Zigbeg模塊，近距離無(wú)線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)，可電腦端和手機(jī)端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） |
報(bào)警方式 | 現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警,外置報(bào)警器,遠(yuǎn)程控制器報(bào)警,電腦數(shù)據(jù)采集軟件報(bào)警等(選配) |
報(bào)警設(shè)置 | 標(biāo)準(zhǔn)配置兩級(jí)報(bào)警，可設(shè)置報(bào)警方式：常規(guī)高低報(bào)警、區(qū)間控制報(bào)警 |
外形尺寸 | 500*760*270mm（長(zhǎng)*高*寬） |
安裝方式 | 壁掛式 |
計(jì) 量 證 | 可選，費(fèi)用客戶自付 |
選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過(guò)濾器、蠕動(dòng)泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標(biāo)氣接口。 電腦監(jiān)控配件：免費(fèi)上位機(jī)軟件、USB 轉(zhuǎn) RS485 轉(zhuǎn)換連接線，如果要網(wǎng)絡(luò)傳輸還需 RS485 轉(zhuǎn)網(wǎng)口轉(zhuǎn)換器。 |
（VOC在線監(jiān)測(cè)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(fēng)機(jī)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(cè)系統(tǒng)電氣接線圖）
VOC在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置清單 | |||
序號(hào) | 物品名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 四合一氣體檢測(cè)儀 | 1 | SK/MIC-600-4Y |
2 | 高效過(guò)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(jì) | 1 | 控制進(jìn)氣到檢測(cè)儀流量為：0.3～0.5L/Min |
5 | 蠕動(dòng)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(hào) | 物品名稱 | 序號(hào) | 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(biāo)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(jī)柜固定
機(jī)柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應(yīng)保持平整，機(jī)柜不得傾斜放置。
9.1.2 供電
機(jī)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(jī)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(diǎn)與主機(jī)箱管路距離
主機(jī)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(zhǎng)度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長(zhǎng)數(shù)據(jù)延遲越長(zhǎng)，一般20米內(nèi)是沒(méi)有問(wèn)題的。還是需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。
9.2 氣路連接
9.2.1 管路接口
一路采樣進(jìn)氣口進(jìn)入系統(tǒng)；一路檢測(cè)后的氣體排出口；二路過(guò)濾除水氣體排出口。接口默認(rèn)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(cè)氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測(cè)管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應(yīng)采取耐熱管路并進(jìn)行預(yù)降溫再接PU軟管連接檢測(cè)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(cè)儀里檢測(cè)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(cè)氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會(huì)有水流出，所以排水管應(yīng)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(xiàng)：
9.3.1 流量計(jì)控制
系統(tǒng)運(yùn)行中，通過(guò)調(diào)整流量計(jì)和冷凝器下端排水管道上的節(jié)流閥，控制流過(guò)檢測(cè)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(biāo)冷凝溫度使用默認(rèn)溫度即可。
9.3.3 過(guò)濾器
需要定期手動(dòng)維護(hù)清洗粉塵過(guò)濾器或及時(shí)打開(kāi)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(shè)定為30℃（開(kāi)蓋設(shè)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(shè)定為20～30℃（開(kāi)蓋設(shè)置，注意防止?fàn)C傷）。
9.3.6 氣體濃度檢測(cè)儀
檢測(cè)儀的使用詳見(jiàn)檢測(cè)儀的使用說(shuō)明書(shū)。
（管路示意圖）
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