行業(yè)應(yīng)用
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在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
1. 引言
鋼鐵行業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，占有舉足輕重的地位。作為全球制造業(yè)中心，中國(guó)的工業(yè)化發(fā)展的潛力很大，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，會(huì)為鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。而今，中國(guó)的鋼鐵行業(yè)正經(jīng)歷著兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的過(guò)程。鋼鐵行業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展，關(guān)系重大。
鋼鐵的冶煉過(guò)程實(shí)質(zhì)上是原材料、燃料和成品的流轉(zhuǎn)過(guò)程，在流轉(zhuǎn)中伴隨著大量氣體產(chǎn)生，而在線檢測(cè)分析這些過(guò)程氣體是冶金工業(yè)生產(chǎn)工藝優(yōu)化控制、安全和環(huán)保監(jiān)控必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。西門子公司是中國(guó)鋼鐵工業(yè)的合作伙伴，一直致力于推動(dòng)中國(guó)鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高。西門子 分析儀 器 能夠應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)中的煉鋼、煉鐵及燒結(jié)等各個(gè)裝置，對(duì)降低能源消耗、保證生產(chǎn)安全等起著十分重要的作用，還對(duì)鋼鐵企業(yè)增大產(chǎn)能，提高產(chǎn)品質(zhì)量有積極的效果。
2. 分析儀簡(jiǎn)介
西門子分析 儀器 含蓋了 氣體分析儀 的各類產(chǎn)品，可以為客戶提供各種各樣的解決方案。西門子分析儀器包括在線色譜分析儀、紅外分析儀、 氧分析儀 、熱導(dǎo)分析儀和激光分析儀等。
其中，MAXUM II在線色譜分析儀憑借其強(qiáng)大的功能，可以用于分析測(cè)量各種復(fù)雜樣品中的各個(gè)氣體組分含量，比如高爐煤氣中的CO、CO2、N2、H2，焦?fàn)t煤氣中的CO、CO2、H2、CH4、O2、N2和微量H2S等。再加上西門子強(qiáng)大的EZChrom色譜工作站軟件，還可以用于實(shí)驗(yàn)室分析。
多組分非分光紅外分析儀ULTRAMAT 6/23 通過(guò)分析被測(cè)氣體對(duì)測(cè)量光束的吸收獲得被測(cè)氣體濃度，由于其較寬的 光源 ，可以同時(shí)測(cè)量CO、CO2、SO2等多個(gè)組分。OXYMAT 6磁壓氧分析儀則通過(guò)測(cè)量含氧混合氣的體積磁化率得到混合氣中氧氣的濃度，快速的響應(yīng)時(shí)間使其能夠用于安全控制和優(yōu)化控制。
激光分析儀LDS 6和SITRANS SL可以在線原位測(cè)量，實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。較低的維護(hù)成本，最低1s的響應(yīng)時(shí)間使其逐步代替部分傳統(tǒng)分析儀，成為鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中的新寵。下一章節(jié)就具體介紹這些分析儀分別在鋼鐵行業(yè)中各個(gè)裝置的應(yīng)用。
3. 西門子分析儀在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用
3.1. 煉鐵中的應(yīng)用
高爐冶煉是當(dāng)今煉鐵工藝中最主要的煉鐵方法。時(shí)事檢測(cè)出高爐煤氣中各組分的含量可以及時(shí)反應(yīng)出爐內(nèi)狀況，指導(dǎo)高爐的操作，從而保證了高爐穩(wěn)定順利的運(yùn)行，同時(shí)為提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量起著十分重要的作用。
西門子MAXUM II色譜分析儀可以在線檢測(cè)高爐煤氣中N2、CO、CO、H2的含量，每一個(gè)周期自動(dòng)向高爐控制中心提供一組準(zhǔn)確、可靠的高爐煤氣中各組份的百分含量。通過(guò)計(jì)算CO2/ (CO+CO2) 的比值來(lái)判斷煤氣利用率，控制焦煤比，一般在焦炭負(fù)荷不變的情況下比價(jià)降低，說(shuō)明煤氣利用率降低，預(yù)示著高爐轉(zhuǎn)涼；通過(guò)觀察H2的含量判斷風(fēng)口中小套高壓水及爐身冷卻壁常壓水是否漏水，如果H2值增加，說(shuō)明存在漏水，為防止爆炸，需盡快解決；通過(guò)對(duì)N2含量的檢測(cè)，可推測(cè)出高爐的泄漏率。一般采樣點(diǎn)選在重力 除塵器 后，布袋除塵前的煤氣水平管道上。由于西門子色譜分析儀擁有多檢測(cè)器、并行色譜、無(wú)閥切換、 電子 壓力控制等諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高了測(cè)量的響應(yīng)時(shí)間，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。還有，分析儀表可以幫助測(cè)量熱風(fēng)爐出口的O2含量，優(yōu)化高爐燃燒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
另外，為了提高煉鐵的經(jīng)濟(jì)性，降低成本，國(guó)內(nèi)許多高爐采用噴煙煤或參噴煙煤完成煉鐵工藝。由于煙煤揮發(fā)性和可燃性比較高，在磨煤機(jī)磨煤時(shí)，進(jìn)入過(guò)多的氧氣易引起爆炸，所以在磨煤機(jī)前的熱風(fēng)管道上以及磨煤機(jī)之后的布袋除塵器之后都要檢測(cè)氧的含量，若氧含量過(guò)高，則要報(bào)警。在煤粉倉(cāng)中，還要檢測(cè)CO的含量，當(dāng)CO含量過(guò)高時(shí)，需要及時(shí)沖氮，防止事故發(fā)生。
在高爐噴煤的應(yīng)用中，西門子的OXYMAT 6磁壓氧分析儀、ULTRAMAT 6/23非分光紅外分析儀LDS 6和SLTRANS SL激光分析儀都有很好的應(yīng)用。其中，激光分析儀比起傳統(tǒng)的抽取式的分析儀有他本身自有的優(yōu)勢(shì)。首先，激光分析儀采用原位式安裝，直接安裝于工藝管道上，省去了采樣 探頭 、采樣管線和預(yù)處理系統(tǒng)。其次，激光分析儀維護(hù)起來(lái)非常簡(jiǎn)便，降低了維護(hù)費(fèi)用。最后，激光分析儀的響應(yīng)時(shí)間最低可達(dá)1秒，為安全保護(hù)系統(tǒng)及時(shí)提供數(shù)據(jù)，可以勝任關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量。值得一提的是，雖然激光分析儀有諸多優(yōu)勢(shì)，但其不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分析儀表。在一些測(cè)量點(diǎn)上，比如磨煤機(jī)出口，煤粉倉(cāng)等，由于含塵量非常大，激光的透光率會(huì)受到很大的影響，從而使得測(cè)量效果變差。這個(gè)時(shí)候只能采用傳統(tǒng)抽取式分析儀來(lái)測(cè)量。
浦鋼搬遷羅涇工程項(xiàng)目被列為上海市“世博”搬遷工程第二號(hào)重點(diǎn)工程，同時(shí)也是世界首座年產(chǎn)150萬(wàn)噸鐵水的COREX C3000 煉鐵新技術(shù)示范工程，深受業(yè)內(nèi)及公眾關(guān)注，而在此項(xiàng)目中，西門子分析儀表分別在其煤粉倉(cāng)CO含量測(cè)量，爐氣H2分析上有所應(yīng)用。
在鋼鐵行業(yè)中，西門子憑借其齊全的產(chǎn)品線，可以提供完全的解決方案，如下圖1所示是西門子分析儀在高爐煉鐵工藝中的應(yīng)用。
圖1. 西門子分析儀在煉鐵上的應(yīng)用
3.2. 轉(zhuǎn)爐煤氣回收中的應(yīng)用
轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)是吞吐量大、周期短、冶煉強(qiáng)度高，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中易產(chǎn)生大量煙氣，其主要成分是煤氣，其中CO約占60％～70％．它是一種有毒、有害、易燃、易爆的危險(xiǎn)性氣體．也是一種很好的化工原料和工業(yè)生產(chǎn)能源。因此，對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣的凈化與回收是煉鋼中不可忽視的重要部分。過(guò)去對(duì)煉鋼所產(chǎn)生的氣體都采用直接放散，它不僅污染大氣，破壞了自然環(huán)境，還白白浪費(fèi)了許多能源。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣最大限度回收，對(duì)降耗增效，減少大氣污染，節(jié)能環(huán)保有著巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
分析儀在其中測(cè)量CO/CO2和O2的值，分別在二次除塵后，煙道排放前以及氣柜出口，電除塵前的位置。CO/CO2的檢測(cè)是保證回收到最有價(jià)值的煤氣，O2的檢測(cè)是避免煤氣中的氧氣含量過(guò)高導(dǎo)致在回收或使用中發(fā)生爆炸。
這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，采用維護(hù)方便，響應(yīng)時(shí)間短的LDS 6和SITRANS SL激光分析儀是一個(gè)比較好的選擇。其IP65的防護(hù)等級(jí)，1區(qū)的防爆設(shè)計(jì)以及自動(dòng)標(biāo)定的功能完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工況，保證有效安全的回收煤氣。
在鋼鐵行業(yè)的煤氣回收中，包括高爐煤氣、COREX爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等，會(huì)對(duì)煤氣中H2S的含量有一定的要求，分析儀在煤氣回收中還有一個(gè)應(yīng)用電就是采用色譜分析儀測(cè)量煤氣中硫的含量。
3.2.1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
天津天鐵冶金集團(tuán)是天津市重點(diǎn)支持的大型企業(yè)集團(tuán)， 2006 年新發(fā)布的中國(guó)企業(yè)500 強(qiáng)中排名第152 位，在中國(guó)制造業(yè)500 強(qiáng)中排名第72 位?，F(xiàn)有年產(chǎn)生鐵350 萬(wàn)噸、鋼坯350 萬(wàn)噸、鋼材257 萬(wàn)噸的綜合生產(chǎn)能力，在國(guó)內(nèi)外享有較高的知名度。近年來(lái)，天鐵集團(tuán)與世界知名鋼鐵公司不斷開展合作，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)。在奧鋼聯(lián)參與的熱軋工程與工藝改建中，采用西門子LDS6 激光氣體分析儀，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)爐氣體中CO、CO2 的含量，參與工藝控制；以及轉(zhuǎn)爐氣體回收中與安全相關(guān)的氧含量監(jiān)測(cè)。
由高爐煉鐵、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、最后經(jīng)軋機(jī)軋制組成的“長(zhǎng)流程”是當(dāng)今鋼鐵行業(yè)的主要生產(chǎn)流程，超過(guò)三分之二的鋼材由長(zhǎng)流程生產(chǎn)。鐵礦石經(jīng)高爐煉制形成鐵水，在鐵水中包含大量的碳和雜質(zhì)（如硫、磷等），為了得到高質(zhì)量的鋼材，鐵水必須經(jīng)進(jìn)一步處理，去除碳和雜質(zhì)。氧氣轉(zhuǎn)爐（BOF）是普遍的煉鋼設(shè)備，將鐵水注入轉(zhuǎn)爐，由水冷噴頭向轉(zhuǎn)爐內(nèi)吹入高壓氧氣。吹入的氧與鐵水中的碳經(jīng)過(guò)氧化結(jié)合生成CO和CO2，并以爐氣的形式與鐵水脫離、排放。整個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程約15 至20 分鐘。爐氣中的CO 和CO2 可以作為反映轉(zhuǎn)爐工作狀態(tài)的參數(shù)組，通過(guò)監(jiān)測(cè)爐氣中CO、CO2 的含量，可以提高轉(zhuǎn)爐的工作效率。LDS6 的快速相應(yīng)能夠精確地確定整個(gè)工藝的結(jié)束時(shí)間，節(jié)約大量的氧氣與能量，優(yōu)化整個(gè)流程。
轉(zhuǎn)爐氣體中含有大量的CO，可以作為可燃煤氣回收，此類高CO 氣體的回收處理需特別注重防爆安全。測(cè)量快速、準(zhǔn)確、無(wú)干擾是LDS6 原位式激光氣體分析儀的特點(diǎn)之一，使用LDS6 監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)爐回收煤氣中的氧含量可以增強(qiáng)安全性。
圖2. 西門子分析儀在煉鋼上的應(yīng)用
3.2.2. 系統(tǒng)構(gòu)成
LDS6 激光氣體分析儀采用原位測(cè)量（in-situ）方式，無(wú)需采樣與樣氣處理系統(tǒng)，直接在安裝點(diǎn)完成分析。整個(gè)系統(tǒng)由中央處理單元、發(fā)射探頭、接收探頭與復(fù)合光纜組成。 激光光源 位于中央處理單元中，所發(fā)激光由光纜傳至發(fā)射探頭，激光穿過(guò)被測(cè)氣體后被接收探頭檢測(cè)。檢測(cè)信號(hào)傳回中央處理單元進(jìn)行處理、分析與顯示。中央處理單元還承擔(dān)人機(jī)工作界面和輸入輸出的功能。LDS6 的發(fā)射探頭與接收探頭直接安裝于現(xiàn)場(chǎng)分析管線的兩側(cè)（見圖3）。兩者均采用模塊化設(shè)計(jì)，絕大多數(shù)硬件可以互換。天鐵轉(zhuǎn)爐氣體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目*采用兩套LDS6 設(shè)備，分別在電除塵后監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO、CO2，和O2。前者用于轉(zhuǎn)爐工藝的優(yōu)化與控制后者出于煤氣回收安全目的。
兩套LDS6 用于CO、CO2，以及O2 的測(cè)量西門子LDS6 激光分析儀選擇使用光纜傳輸信號(hào)，可以利用光纜的模式選擇進(jìn)一步確保信號(hào)“純凈”，提高測(cè)量系統(tǒng)的抗電磁干擾能力、惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力。同時(shí)，中央處理單元利用復(fù)合光纜內(nèi)集成的 雙絞線 完成對(duì)探頭的供電，無(wú)需
現(xiàn)場(chǎng)再對(duì)探頭提供 電源 。光纜外部的保護(hù)層使得其滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用要求。
圖3.激光分析儀LDS 6在煉鋼上的應(yīng)用
3.2.3. 系統(tǒng)完成的功能
由鐵礦石煉鋼需經(jīng)過(guò)高爐煉鐵與轉(zhuǎn)爐煉鋼兩步，鐵礦石由高爐熔成鐵水，因?yàn)殍F水里含有氧、硫、磷等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步去除。煉鋼的過(guò)程就是脫碳（脫氣）、去硫去磷，以及后期脫氧和升溫的過(guò)程。最常用的煉鋼設(shè)備就是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。氧氣由水冷噴頭吹入，鐵水中的碳在反應(yīng)區(qū)直接氧化成CO 氣泡，在碳低時(shí)是由于部分碳反應(yīng)生成CO2。轉(zhuǎn)爐氣體中含有大量的CO，少量CO2 及微量的其他成分高溫氣體。氣體分析儀在轉(zhuǎn)爐氣體的分析中主要監(jiān)測(cè)CO 和CO2，它們的含量以及變化趨勢(shì)可以作為重要信息直接反饋：（1）轉(zhuǎn)爐脫碳的工藝進(jìn)程與結(jié)束時(shí)間；（2）鋼水的溫度等信息；（3）造渣過(guò)程的情況。由于整個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程只有15-20 分鐘，要求分析儀表除卻準(zhǔn)確的分析結(jié)果，更要具有快速的響應(yīng)時(shí)間。否則對(duì)于整個(gè)工藝的控制與優(yōu)化沒(méi)有實(shí)際意義。
轉(zhuǎn)爐氣體中含有大量的可燃成分，可以回收進(jìn)行再次利用，在回收過(guò)程中須注意防爆。如果煤氣中的氧含量過(guò)高，易使氣體超過(guò)爆炸下限，對(duì)設(shè)備及人員安全十分不利，必須在煤氣回收過(guò)程中時(shí)刻監(jiān)測(cè)其中的氧含量，一旦超出某一設(shè)定值，必須迅速采取措施，以防事故發(fā)生。對(duì)于煤氣中的氧含量監(jiān)測(cè)也必須達(dá)到準(zhǔn)確、快速的要求，既可以在生產(chǎn)安全的前提下盡可能多地回收氣體，又能在危情發(fā)生之際迅速報(bào)警，避免人員物力的損失。
在天鐵的轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)、回收的應(yīng)用中，分析儀的安裝選點(diǎn)位于電除塵之后，分析轉(zhuǎn)爐氣體的CO、CO2 和O2 含量。CO、CO2 的含量用于反映轉(zhuǎn)爐的脫碳信息。CO、O2 的含量用于煤氣回收的判別依據(jù)，分析結(jié)果控制一個(gè)三閥組。
為了有效、安全地回收轉(zhuǎn)爐煤氣，在煤氣柜前安裝了三閥組，可以控制煤氣的回收或放散。判斷的依據(jù)有三點(diǎn)：（1）O2 含量低于2%。過(guò)多的氧氣會(huì)使煤氣柜內(nèi)氣體接近爆炸下限，使整個(gè)氣柜乃至廠區(qū)處于非常危險(xiǎn)的境地，必須嚴(yán)格控制回收氣體內(nèi)的氧氣含量，一旦高于2%，三閥組將氣體放散。（2）CO 含量大于35%?；厥辙D(zhuǎn)爐煤氣是為了利用其中大量的可燃成分（主要是CO），分析CO 的含量，可以確保回收高質(zhì)量的氣體作為二次能源。（3）氣柜內(nèi)仍有空間存放煤氣。對(duì)于整個(gè)煤氣的回收控制，O2、CO 的分析結(jié)果至關(guān)重要，必須滿足準(zhǔn)確、快速的要求，這不僅是從工藝控制優(yōu)化的角度出發(fā)，更關(guān)系到安全生產(chǎn)。
LDS6 原位式激光氣體分析儀直接在待側(cè)管線分析，無(wú)需采樣、樣氣輸送、預(yù)處理系統(tǒng)等，響應(yīng)速度可達(dá)1 秒。圖4 為傳統(tǒng)抽取式紅外分析儀與LDS6 激光氣體分析儀的分析結(jié)果比對(duì)圖。從圖中不難發(fā)現(xiàn)：（1）LDS6 響應(yīng)速度遠(yuǎn)優(yōu)于抽取式分析儀，數(shù)十秒鐘的差異對(duì)于整個(gè)工藝過(guò)程（15-20分鐘）有著天壤之別。（2）LDS6 的結(jié)果更能體現(xiàn)工藝過(guò)程中氣體含量變化的細(xì)節(jié)。LDS6 激光氣體分析儀是激光分析儀是典型的線 測(cè)量?jī)x 表，激光束所穿過(guò)區(qū)域內(nèi)的氣體均參與分析。比傳統(tǒng)抽取式分析的點(diǎn)采樣方式更能反映待測(cè)成分的真正濃度。 LDS6 基于TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption SpeCTRos copy，可調(diào)諧 二極管 激光吸收譜）技術(shù)，以譜吸收原理為基本，實(shí)現(xiàn)快速的高精檢測(cè)。激光區(qū)別于普通光源的最重要特性之一是它良好的單色性能。單色性能越好，光源的頻譜線寬越窄。因?yàn)榧す庾吭降膯紊阅埽す馕兆V又被稱為單線吸收譜，從根本上排除了傳統(tǒng)氣體吸收譜技術(shù)測(cè)量某一氣體成分時(shí)受到氣體中其它成分吸收譜干擾的可能，更能反映待側(cè)成分的實(shí)際含量及微小變化。
同樣，快速的響應(yīng)與更能反映待側(cè)成分真實(shí)濃度的線測(cè)量方式對(duì)轉(zhuǎn)爐氣體回收中氧含量的監(jiān)測(cè)也具有重要意義。
圖4. 激光分析儀與傳統(tǒng)分析儀響應(yīng)時(shí)間的比較
LDS6 分析儀內(nèi)置了標(biāo)定單元，將分析儀器常需的人工外部標(biāo)定工作內(nèi)置在分析儀內(nèi)部，由分析儀自動(dòng)在每個(gè)測(cè)量周期都執(zhí)行一次標(biāo)定和校準(zhǔn)工作。此功能設(shè)計(jì)從根本上減輕了LDS6 的維護(hù)工作量，也確保LDS6 每時(shí)每刻均被校準(zhǔn)與糾正，提高分析儀的測(cè)量精度。傳統(tǒng)的人工標(biāo)定是一個(gè)周期性的工作（例如：每三個(gè)月標(biāo)定一次），只有在每次標(biāo)定時(shí)，使用者才可以確認(rèn)儀表的偏差情況。在標(biāo)定的間隙，使用者對(duì)于儀表的偏差情況根本無(wú)從考證，這對(duì)于痕量分析而言，誤差可能是巨大的。LDS6 每個(gè)測(cè)量周期都在自我校準(zhǔn)，每秒鐘進(jìn)行數(shù)十次?？梢源_保每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)都是“真實(shí)的”。每個(gè)歷史數(shù)據(jù)均可被放心用于性能對(duì)比研究，無(wú)需擔(dān)心儀表漂移等帶來(lái)的影響。LDS6 的內(nèi)置參比池自標(biāo)定技術(shù)已獲得德國(guó)TUV、美國(guó)EPA 等權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。準(zhǔn)確無(wú)漂的分析值對(duì)于轉(zhuǎn)爐氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CO、CO2 含量，以及O2 含量監(jiān)測(cè)等涉及工藝優(yōu)化控制、安全監(jiān)控等應(yīng)用意義重大。
西門子LDS6 激光分析儀采用了自動(dòng)增益控制（AGC）技術(shù)，可對(duì)粉塵進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，亦可適用于氣體組分劇烈變化的應(yīng)用。無(wú)論是粉塵含量變化還是氣體組分變化，或是探頭對(duì)準(zhǔn)度發(fā)生一定偏差的情況下，AGC 技術(shù)都可以自動(dòng)根據(jù)接收的信號(hào)強(qiáng)度控制增益，使得中央處理單元接收到的信號(hào)經(jīng)光纜傳輸后不至失真，為進(jìn)一步信號(hào)處理提供足夠強(qiáng)度的信號(hào)。在轉(zhuǎn)爐氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，CO、CO2 的含量隨著脫碳進(jìn)程而不斷快速、劇烈變化，AGC技術(shù)可以確保LDS6 激光氣體分析儀可以完全適應(yīng)整個(gè)轉(zhuǎn)爐脫碳過(guò)程以及轉(zhuǎn)爐煤氣回收的分析要求。
3.2.4. 項(xiàng)目運(yùn)行
兩套LDS6 系統(tǒng)于 2007 年4 月調(diào)試投運(yùn)，總體運(yùn)行情況良好。在運(yùn)行初期曾出現(xiàn)吹掃效果不佳的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)探頭吹掃管改進(jìn)，問(wèn)題已得到妥善解決。LDS6 的測(cè)量分析結(jié)果準(zhǔn)確，響應(yīng)快速。
3.2.5. 應(yīng)用體會(huì)
相比于傳統(tǒng)的抽取式分析儀，原位測(cè)量的激光氣體分析儀LDS6 響應(yīng)快速，測(cè)量準(zhǔn)確。十分適合轉(zhuǎn)爐氣體監(jiān)測(cè)和煤氣含氧量監(jiān)測(cè)等對(duì)分析儀響應(yīng)時(shí)間有高要求的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的抽取式紅外分析儀受到采樣、傳輸以及預(yù)處理的時(shí)間限制，整個(gè)系統(tǒng)的分析周期遠(yuǎn)比原位式激光分析儀長(zhǎng)。在類似天鐵轉(zhuǎn)爐氣體監(jiān)測(cè)、回收的應(yīng)用中，要求系統(tǒng)的分析周期小于20 秒，這就決定了抽取式分析儀必須就近安裝，也意味著在現(xiàn)場(chǎng)必須考慮土建、公用工程等著多方面的因素，從工程角度上增加了施工量與成本。而LDS6 激光分析儀探頭在現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，只需考慮探頭采用氮?dú)獯祾咭员Ｗo(hù)透光鏡片、減少維護(hù)量，其余方面并無(wú)更多要求，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)的施工及成本要求。
引用LDS6 的分析結(jié)果參與工藝優(yōu)化和控制，可起到提高效率，降低成本，增加安全性等一系列作用，使用戶得到切實(shí)的利益。
3.3. 焦化廠中的應(yīng)用
電捕焦油器在焦化廠回收系統(tǒng)中起著重要的作用，電捕焦油器可以回收焦?fàn)t煤氣中的焦油，不但有著可觀的經(jīng)濟(jì)收入，而且保證了后續(xù)工段的正常生產(chǎn)。但是電捕焦油器是安裝在鼓風(fēng)機(jī)關(guān)，為了保證其在負(fù)壓下的安全運(yùn)行，必須對(duì)焦?fàn)t煤氣中的含氧量進(jìn)行在線檢測(cè)，并在含氧量過(guò)高時(shí)對(duì)其進(jìn)行聯(lián)鎖停機(jī)。
在以前的應(yīng)用中，都采用傳統(tǒng)的抽取式OXYMAT 6磁壓氧分析儀。由于焦?fàn)t煤氣中含有大量焦油、苯、萘等高粘、易結(jié)晶物質(zhì)，所以一般采用蒸汽噴射泵把樣品氣引入，然后再進(jìn)行水洗。用蒸汽引入使得焦油不易凝固堵塞取樣管道，用水洗可以有效的去除各類雜志。最后，干凈的樣品進(jìn)入分析儀，得出氧的含量。在實(shí)際應(yīng)用中，這類方法也得到了廣泛的認(rèn)可。
而今，西門子新推出的SITRANS SL激光氧分析儀，由于其快速的響應(yīng)時(shí)間可以更好的滿足這個(gè)測(cè)量點(diǎn)實(shí)時(shí)的要求。實(shí)際的應(yīng)用點(diǎn)推薦應(yīng)用在電捕焦后的測(cè)點(diǎn)上，避免過(guò)大含塵含油量影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。其擁有的自動(dòng)標(biāo)定技術(shù)和自動(dòng)增益技術(shù)（AGC）更可以幫助分析儀應(yīng)用在透光率不高的場(chǎng)合。
圖5. 西門子激光分析儀在焦?fàn)t煤氣上的應(yīng)用
3.4. 其它應(yīng)用
在鋼鐵行業(yè)中還有諸如空分測(cè)量單組分，煤氣發(fā)電測(cè)量熱值等其他應(yīng)用。還有，《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》（國(guó)發(fā)［ 2009 ］6號(hào)）明確提出，未來(lái)三年內(nèi)，鋼鐵行業(yè)要實(shí)施鋼鐵產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)改造專項(xiàng)，對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫等循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排工藝技術(shù)，給予重點(diǎn)支持，并對(duì)重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排提出了明確的指標(biāo)要求。目前，鋼鐵行業(yè)二氧化硫主要由燒結(jié)球團(tuán)煙氣產(chǎn)生，燒結(jié)球團(tuán)煙氣產(chǎn)生的二氧化硫占鋼鐵企業(yè)排放總量70%以上，個(gè)別企業(yè)達(dá)到90%左右。
西門子煙氣連續(xù)排放測(cè)量系統(tǒng)（CEMS），在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可與應(yīng)用，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)諸多脫硫項(xiàng)目上有著良好的應(yīng)用業(yè)績(jī)，幫助監(jiān)測(cè)脫硫的效果，控制脫硫的過(guò)程。所以，煙氣分析也是也是相當(dāng)重要的一塊應(yīng)用領(lǐng)域。
4. 結(jié)束
本文主要介紹了西門子分析儀表在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用，詳細(xì)描述了其中一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)于想了解分析儀的同行來(lái)說(shuō)，讀了這篇文章可以有一個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)。其實(shí)，不單單在鋼鐵行業(yè)，西門子的分析儀表在其他各個(gè)行業(yè)中，特別是石化和化工行業(yè)中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在未來(lái)，隨著中國(guó)各行業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，分析儀表的應(yīng)用會(huì)變得越來(lái)越多，相信憑借著西門子的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和豐富的經(jīng)驗(yàn)，一定能夠再創(chuàng)佳績(jī)，為中國(guó)的工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
