干熄焦工藝
氣體在線監測系統解決方案
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、軋鋼等諸多生產過程，冶煉過程使用燃氣體、惰性氣等作為燃料或保護氣體，同時也產生大量的過程氣體。檢測分析這些氣體的含量，對優化生產、安全控制、能源回收、環保節能等具有非常重要的現實作用。
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。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內，吸收紅焦濕熱，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環形煙道出來的高溫惰性氣體流經干熄焦鍋爐進行熱交換，鍋爐產生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環風機重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統內循環使用。
干熄焦運行中，氣體循環系統負壓段會漏進少量空氣，O2通過紅焦層就會與焦炭反應，生成CO2。CO2在焦炭層高溫區又會還原成CO，隨著循環次數的增多，循環氣體里CO濃度愈來愈高。此外，焦炭殘存揮發分始終在析出，焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分，因此在干熄焦運行中，控制循環氣體中可燃成分濃度在爆炸極限以下，是安全生產的必憊條件。
SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監測系統安裝在風機出口至熄焦室內的煙道上，在線分析循環氣中O2、CO、CO2、H2的含量，為優化工藝，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，因此樣氣預處理系統成為整個分析系統的核心。
干熄焦煙氣含有焦油、粉塵、苯、萘、H2S及水汽等污染物質，我們采取復式過濾取樣裝置，有效過濾樣氣中雜物。配合氮氣定期吹掃，保障取樣裝置不堵，系統穩定運行。
SK-7500-4Y型干熄焦工藝氣體在線監測系統，核心采用高精度傳感器，可實時測量和顯示空間內可燃氣體含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉子流量計、24V電源轉換器與漏電保護器等。該系統具有壽命長、穩定性好、抗干擾能力強、安裝簡單方便等優點。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線212協議進行數據遠傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風機、閥門、噴淋系統等設備來使用，通過內部開關量信號實現聯動。氣體超標即時報警，同時啟動/關閉聯動設備。有效保障現場人員安全。
系統主要功能包括：
1、實時監測煙囪管道中O2、CO、CO2、H2的含量。
2、通過上位機系統監控中心實時了解場所內的現場情況。
3、在監控中心實時記錄以上各監測數據，對數據統一集中管理。
4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發出報警信息，及時告知維護管理責任人。
5、氣體濃度達到對應設置的報警值時聯動風機/閥門/噴淋系統等設備。
6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數據、歷史報警數據。
（監測系統示意圖）
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第二部分：隔爆型“d" 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環境用電氣設備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》
GB12358-2006 《作業場所環境氣體檢測報警儀通用技術要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護等級（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標準》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設計規范》
3.1 系統組成
本系統主要包括取樣系統（采樣探頭、聚四氟自控溫取樣管、吹掃系統等組成。）、樣氣處理系統（冷凝器、蠕動泵、高分子過濾器、浮子流量計）、標定單元、分析儀器、機柜等單元組成。
3.2 干熄焦工藝氣體在線監測系統的選擇
針對常見實際環境與條件，選用熱導原理的氫氣傳感器、紅外NDIR原理的一氧化碳傳感器與二氧化碳傳感器、電化學原理的氧氣傳感器。
3.3 采集控制器
數據采集控制器用來集中顯示各監測點的VOC濃度值。同時控制器與聯動設備關聯，當VOC濃度值超過預設報警值時能夠自動報警或控制聯動設備。控制器內部要有繼電器報警開關量輸出用于控制聯動設備。
3.4 聯動設備
風機/閥門/噴淋系統等設備由控制器聯動，當氣體濃度超標時自動啟動；當氣體濃度恢復正常時，自動停止。
干熄焦工藝氣體在線監測系統
型 號 | 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 | ①4-20mA信號：標準的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km ②RS485信號：采用標準MODBUS RTU協議，傳輸距離1.2Km ③開關量信號：標配1組無源觸點繼電器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（選配） ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） |
接收設備 | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、DDC等 |
工作方式 | 泵吸式，連續在線監測 |
檢測介質 | H2、CO、CO2、O2，可定制其它監測組分 |
檢測原理 | 熱導、紅外NDIR、電化學 |
檢測量程 | 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 根據檢測量程而定 |
檢測誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 |
重 復 性 | ≤±1% |
線性誤差 | ≤±1% |
響應時間 | T90≤10S |
工作電壓 | AC220V，功率：100W |
工作溫度 | -20℃~50℃ |
工作濕度 | 10-95%RH（無冷凝） |
工作壓力 | 106KPa±20KPa |
采樣溫度 | 200℃以內 可定制 |
采樣濕度 | 0-100%RH |
傳感器壽命 | 3～5年（根據傳感器原理與使用的環境而定） |
防護等級 | IP66 防水濺和短時間雨淋，長時間雨淋需配防雨罩 |
連接電纜 | ①4～20mA 選三芯屏蔽電纜，RS485 選四芯，距離超 1000 米（帶一臺檢測儀）時單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。 ②無線傳輸：可內置LORA、Zigbeg模塊，近距離無線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠程數據傳輸到云平臺，可電腦端和手機端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） |
報警方式 | 現場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數據采集軟件報警等(選配) |
報警設置 | 標準配置兩級報警，可設置報警方式：常規高低報警、區間控制報警 |
外形尺寸 | 500*760*270mm（長*高*寬） |
安裝方式 | 壁掛式 |
計 量 證 | 可選，費用客戶自付 |
選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過濾器、蠕動泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標氣接口。 電腦監控配件：免費上位機軟件、USB 轉 RS485 轉換連接線，如果要網絡傳輸還需 RS485 轉網口轉換器。 |
（VOC在線監測系統）
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 | 循環風機出口 | H2 | 0-10%VOL | SK-7500 Y系列 | 工藝優化 |
CO | 0-10%VOL | ||||
CO2 | 0-20%VOL | ||||
O2 | 0-25%VOL |
（VOC在線監測系統電氣接線圖）
VOC在線監測系統配置清單 | |||
序號 | 物品名稱 | 數量 | 備注 |
1 | 四合一氣體檢測儀 | 1 | SK/MIC-600-4Y |
2 | 高效過濾器 | 2 | 除塵除水、水氣分離 |
3 | 樣氣采樣泵 | 1 | 采樣流量3～5L/Min |
4 | 轉子流量計 | 1 | 控制進氣到檢測儀流量為：0.3～0.5L/Min |
5 | 蠕動泵 | 1 | |
6 | 電子冷凝器 | 1 | |
7 | 取樣探頭 | 1 | |
8 | 反吹系統 | 1 | |
9 | 箱體 | 1 | |
以下配置根據工況選配 | |||
序號 | 物品名稱 | 序號 | 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機柜固定
機柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應保持平整，機柜不得傾斜放置。
9.1.2 供電
機柜采用 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 主機箱安裝位置的選擇
首先內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，所以要選擇環境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。
9.1.3.2采樣點與主機箱管路距離
主機箱內部使用的抽氣泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數據延遲越長，一般20米內是沒有問題的。還是需要結合現場實際情況而定。
9.2 氣路連接
9.2.1 管路接口
一路采樣進氣口進入系統；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認是φ6大小，可以使用外徑6mm內徑4mm的PU軟管。
9.2.2 采樣管的安裝（選配）
采樣管插入待測氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應采取耐熱管路并進行預降溫再接PU軟管連接檢測系統的采樣接口。
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檢測儀里檢測后的氣體，
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，如果管道待測氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會有水流出，所以排水管應向下安裝，以保證水流順利排出。
9.3 使用調試中的注意事項：
9.3.1 流量計控制
系統運行中，通過調整流量計和冷凝器下端排水管道上的節流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在300～500ml/min左右。
9.3.2 冷凝器
冷凝器的目標冷凝溫度使用默認溫度即可。
9.3.3 過濾器
需要定期手動維護清洗粉塵過濾器或及時打開節流閥排掉積累的水汽，防止堵塞氣路。
9.3.4 溫控器（選配）
一般設定為30℃（開蓋設置，控制伴熱管伴熱溫度，感溫管放置外部）。
9.3.5 加熱器（選配）
一般設定為20～30℃（開蓋設置，注意防止燙傷）。
9.3.6 氣體濃度檢測儀
檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書。
（管路示意圖）
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