气体研究仪在喷煤系统中应用和常见故障研究

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1、气体研究仪在喷煤系统中应用和常见故障研究　　【摘要】高炉喷吹煤粉已是铁前降成本的一项重要举措，喷吹高挥发份的煤种有利于喷煤比的进一步提高，但由于煤粉挥发份高，易燃、易爆的特性要求喷煤系统必须采取安全有效地防爆检测系统，目前国内普遍采用的气体分析仪就是重要的检测设备，在线气体分析仪可以实现在线连续监测、分析、预警，防止系统O2、CO气体含量升高导致的燃爆。【关键词】喷煤；防爆；气体分析仪；故障排除0.概述5高炉喷吹煤粉是减少焦炭消耗、降低生产成本的有效途径，现已在各大钢铁企业得到广泛应用。临钢高炉喷煤系统始建于2002年，随着近几年钢铁市场疲软以及原材料价格的

2、持续上涨，公司利润空间越来越低。为了进一步降本增效，在原喷吹低挥发份煤种的基础上，经对比分析，新增性价比更高的高挥发份煤种。但是高挥发份的烟煤存在易爆炸性，除了温度以外，促使烟煤发生爆炸的一个重要因素就是制粉系统中O2的含量，为了确保制粉系统的安全，加强安全检测系统检查和维护，增加安全报警装置，并与系统的安全紧急充氮连锁控制，成为首要任务。而在线气体分析仪正是实现在线连续监测、分析、预警的重要装置。临钢炼铁厂在高炉喷煤系统采用的是南京某公司的两套气体分析仪，1#机组三个采点，分别位于中速磨入口、出口、收粉器出口；2#机组2个采点，分别位于A、B两个煤粉仓顶部

3、。机组的核心部件氧气—一氧化碳分析仪采用的是西门子U23分析系统。1.在线气体分析仪的工作原理分析仪主要由取样单元、气源净化单元、输气单元、预处理单元、分析单元、控制单元、标定单元组成，具备单点取样分析、多点取样双路切换分析的控制技术，达到循环检测各个测点的CO、O2等气体成分含量。系统具有安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型最佳等诸多特色，系统不仅考虑了适应危险环境场所问题，也考虑了避免系统内部的不安全因素的产生，因此是解决烟煤制备过程中安全防控的有效设施。临钢喷煤的分析仪采样点设置在制粉系统的中速磨入口、中速磨出口、制粉布袋出口、及两个煤粉

4、仓等处，主要分析制粉过程系统中关键点的CO、O2等气体浓度，为一柜多点取样多路切换式，全天候在线运行。1.1气体流程原理（见图一）。以流路1为例进行分析：手动球阀1V1、1V3开，V5、V4调节到一定流量。样气经过探头过滤器2m1，5进入1SE2（KLTL301陶瓷过滤器），经分析电磁阀1YV1、m3（KLTL302）硫过滤后进入PU（抽气泵），进入CG（KLCG11-A）除湿器、然后通过切换阀V6、m4（KLTL309）膜式过滤器，通过L3流量计的调节进入分析仪表，分析完成后经过H（KLTL406）排空缓冲器排出。其中L调节分析流量，V4调节旁路流量，V5

5、调节小排空流量，并将除湿器中的冷凝水带出进入缓冲器H。此时流路2进行反吹置换及排水，反吹时间为3分钟。当流路一进行分析时，流路二进行反吹置换，2YV4、2YV5在反吹的前20秒的后10秒自动排液；流路二进行分析时，流路三进行反吹置换；流路三进行分析时，流路一进行反吹置换。如此构成一个循环，保证分析的连续性。系统每一流路分析完后，该探头过滤器反吹3分钟。对于本分析系统，一般为分析5分钟，反吹3分钟并进行置换及排水。系统校对应在手动状态下，此时按下校对键，切换手动阀V6切换到校对位置，使相应的标准气进入仪器，可进行仪器零点和量程的校验。1.2电气控制原理电气控制

6、原理见电气原理图（图二）。5预处理部份的所有阀和泵及电动元件均由PLC（西门子S7—200）自动控制，同时所有的外部控制信号和报警信号都输入给PLC，或由PLC传送给主控室。所有阀和泵的驱动元件为固态继电器，无触点，零相位触发。可靠性高，无电压尖峰干扰。探头过滤器由双金属温控器恒定伴热温度。1.3系统自动控制功能PLC控制系统具有自动和手动两大控制状态，并且有单点取样分析和多点取样双路切换连续不间断分析方式。系统处于手动状态时、不受外部自动信号控制，可以进行手动反吹，手动分析、校对仪器和系统试漏等各项工作。手动状态下可以全面检查系统是否正常并具备工业运行条件

7、。此状态用于开机和定期检修。生产运行时，系统处于自动状态。这时系统发出“自动”触点闭合信息，说明分析系统已具备投入生产运行条件。在此状态下，系统进行采样、分析。此时气体浓度上、下限报警时，发出相应的开关量报警信号。对于本取样分析系统：当流路一分析时，流路二进行排水反吹，当流路二分析时，流路三进行排水反吹，当流路三进行分析时，流路一进行排水。以此类推，以保证分析数据的连续性。2.分析仪的使用及维护2.1定期巡检5定期巡检应由专人负责，维护、巡检的主要内容为检查分析仪分析流量是否正常，反吹压力够不够，KLTL309膜式过滤器的滤芯是否需要更换，KLCG11-A（

8、除湿器）温度是否正常（5℃±0.5）等。2.2分析仪