激光式气体氧分析仪在转炉煤气回收中的应用

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1、激光式气体氧分析仪在转炉煤气回收中的应用摘要：介绍了激光在线式气体分析仪的测量原理、系统组成以及检测中的日常维护和故障处理等。关键词：激光式氧分析仪转炉煤气煤气回收标定1.前言转炉煤气是转炉吹炼过程中产生的副产煤气，转炉煤气是冶金企业重要的二次能源，转炉煤气回收是最典型的节能项目。回收转炉煤气是实现转炉冶炼能耗为负值的主要手段。因此提高转炉煤气回收水平，实现转炉煤气充分合理的利用，在钢铁企业的能源平衡中占有重要的地位。转炉煤气中一氧化碳的含量是煤气回收的依据，由氧气含量确定回收的安全性。因此激光式氧分析仪的正常运行是保证转炉煤气高质量、安全可靠回收的重要环节。2.转煤回收系统

2、工艺流程　　安装在转炉风机出口管道上的激光式氧分析仪实时在线分析风机出口处管道内的气体成分含量．并且把分析值传递给煤气回收控制系统。回收控制系统根据气体分析值判断是否具备回收条件。当氧气含量符合回收条件时，气体通过三通阀、水封逆止阀、U型水封后送入储气柜。从煤气柜出来的转炉煤气先经过电除尘后，在进入转煤加压站，从转煤加压站出来的煤气送往各个用户使用。若转炉煤气不能满足回收条件则通过放散阀经管道进入放散燃烧塔在高空自动点火燃烧放散。煤气回收系统工艺流程图如下：煤气回收系统工艺流程3.激光含氧分析仪的工作原理半导体激光吸收光谱(DLAS)技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收光谱

3、的原理来测量气体浓度，由半导体激光器发射出特定波长的激光束(仅能被被测气体吸收)，穿过被测气体时，激强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此。通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。激光氧分析仪由激光发射模块发出的激光束穿过被测管道，被安装在直径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得到被测气体浓度。在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。因此，通过测量激

4、光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。3测量技术系统原理图如图所示半导体激光驱动模块数据分析及控制数据采集激光发射光电传感L图测量技术系统原理图4.激光氧分析仪统组成1）发射单元激光氧分析仪的发射单元由人机界面、激光器驱动模块、中央处理模块、半导体激光器和精密光学元件等组成，主要实现半导体激光发射、光谱数据处理和人机交互等功能。2）接收单元激光氧分析仪的接收单元由光电传感器、信号处理模块、电源模块和精密光学元件等部分组成，接收单元的主要功能是接收传感信号，并将光谱吸收信号传输至发射单元进行处理。3）吹扫单元在较为恶劣的现场测量场合里，为了能够保证激光氧分析仪能够长期连续运行，

5、激光氧分析仪需用吹扫气体对发射和接收单元上的光学视窗进行吹扫，避免测量环境中粉尘或其它污染物对视窗造成严重污染。吹扫单元由过滤器、减压阀和稳流装置等组成，可为激光氧分析仪的吹扫气体和正压气体提供稳定流量的吹扫气源。4）中央分析仪器中央处理单元的分析仪器带薄膜开关，液晶显示器，完成对煤气的检测分析和输出控制。图氧分析仪组成图3发射单元和接收单元直接安装在测量现场，中央分析仪器既可以安装在现场附近的分析小屋内，可安装在远离测量现场、环境相对较好的仪表控制室。中央分析仪器通过缆线和安装在测量现场的发射单元和接收单元实现信号传输。5.维护及故障处理5.1检查和调整吹扫气体的流量吹扫装

6、置中设计有稳流部件，即使吹扫气源的压力在较大范围内变化也能可靠地提供稳定流量的吹扫气体。但是，如果吹扫气源含有较多粉尘或其他颗粒物，则吹扫装置中的过滤器会在一定时间后发生堵塞。从而降低吹扫气体的流量。当观察到吹扫装置中流量表显示流量下降时，可调节吹扫装置中的针阀来增加流量。如果调节针阀无法使流量达到预设流量，则须更换过滤器滤芯。5.2检查和清洁光学元件检查并清洗光学元件前需要从仪器法兰上拆下接收单元和发射单元。如光学元件被污染，应使用酒精和乙醚的混合液(体积比1：1)进行清洗；如发现光学元件有破裂或其他损坏，应立即更换光学元件。5.3非停电原因掉电在使用过程中，氧分析仪有时候

7、会出现自动掉电现象，主要是由于氮气压力过低造成（正压保护氮气压力低于500Pa）。及时调整正压氮气压力，正常时以七个格（700Pa）为宜。当正压保护氮气压力设定好，稳定十五分钟后氧分析仪会自动起机投入使用。5.4氧分析仪激光器温度低此种情况常发生在冬天气温非常低的情况下，氧分析仪显示面板显示激光氧分析仪激光器温度低，此时可以讲激光氧分析仪表头盖子打开，将内部电路板中5安培处短路片拔下，插到10安培处，可不再出现这种情况，但此动作会多少影响氧分析仪电路板的使用寿命，到期后可更换电路板。5.5仪表显示异常隔