轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)是煉(lian)鋼生(sheng)產過程中的(de)(de)副產品，主要成(cheng)分(fen)是CO，無(wu)色(se)、無(wu)味(wei)、無(wu)臭，毒性極(ji)強(qiang)。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)回(hui)(hui)收(shou)是冶(ye)金(jin)企(qi)業典型的(de)(de)節能和安(an)全(quan)環(huan)保(bao)項目。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)回(hui)(hui)收(shou)的(de)(de)安(an)全(quan)性由氧氣(qi)(qi)(qi)(qi)含量確(que)定，略有(you)疏忽，將釀(niang)成(cheng)嚴重(zhong)的(de)(de)火災和爆炸事(shi)故。因(yin)此(ci)，使用精密可(ke)靠的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)分(fen)析儀器對(dui)其進行(xing)密切(qie)監測(ce)是保(bao)證轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)安(an)全(quan)回(hui)(hui)收(shou)的(de)(de)重(zhong)要環(huan)節。新興鑄(zhu)管股(gu)份有(you)限公司對(dui)環(huan)保(bao)和節能減排(pai)工作非(fei)常重(zhong)視，煉(lian)鋼部(bu)對(dui)生(sheng)產過程的(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)凈(jing)化和放散進行(xing)了(le)嚴格控制。在煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)回(hui)(hui)收(shou)系統，激(ji)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)分(fen)析儀作為(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)含量檢測(ce)的(de)(de)重(zhong)要工具(ju)，以其靈敏度高、響應(ying)速度快的(de)(de)特(te)點，發揮了(le)很強(qiang)的(de)(de)優勢。本文重(zhong)點介紹半導體(ti)激(ji)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)分(fen)析儀的(de)(de)組成(cheng)、測(ce)量原(yuan)理(li)和在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)節能回(hui)(hui)收(shou)和治理(li)事(shi)故隱患方面的(de)(de)應(ying)用。

一、半(ban)導體激(ji)光氣體分析儀的(de)性能特點(dian)

    SLAS-100型轉爐煤(mei)氣(qi)分析儀(yi)由于采用了半導體(ti)激光吸收光譜技術，從根本上解(jie)決(jue)了采樣預處(chu)理帶來的響應(ying)滯后、維(wei)護頻繁、易堵(du)易漏、易損件多和運行費用高等各種問題，與傳統(tong)的氣(qi)體(ti)分析測試儀(yi)相(xiang)比具(ju)有如下明顯優點：

1、儀(yi)器一(yi)體化設(she)計，結構緊湊，實現了高度智能化的自控自檢(jian)，系(xi)統運行(xing)安全(quan)平(ping)穩(wen)，檢(jian)測靈敏(min)度高，數據可(ke)靠。

2、儀器采用光學原理，對介(jie)質進行非接觸測量，能夠適應(ying)高(gao)溫、高(gao)粉塵、高(gao)水(shui)分、高(gao)流速、強腐蝕等惡劣環境，操(cao)作(zuo)方便。大大減少(shao)了設備(bei)維護工作(zuo)量。

3、現場原位實(shi)時隨機測(ce)量，避(bi)免復雜的氣體采樣和預處(chu)理，響應速度快，運行成本低，生(sheng)產(chan)效率高。

4、吹掃系統可防止光學視窗(chuang)污染，不(bu)受背(bei)景氣體(ti)交叉干擾。

5、模塊(kuai)化設計，可現場(chang)更(geng)換所有功能(neng)模塊(kuai)；可通過(guo)網絡無線數據傳輸實現氣體分析儀(yi)運行狀(zhuang)態的遠(yuan)程監控。

6、獨有(you)激光機(ji)設計，減(jian)小風機(ji)振動帶來影響。無有(you)害氣體排(pai)放，有(you)利于安全生產職(zhi)業(ye)健康(kang)和環(huan)境(jing)保護。

二、使用效果

    自從SLAS-100型半導體(ti)激光氣體(ti)分析(xi)儀在線檢測(ce)(ce)轉爐(lu)煤(mei)氣回(hui)(hui)收(shou)項目投用(yong)以(yi)來，與傳(chuan)統采樣預處理分析(xi)相比，激光檢測(ce)(ce)系統響應速(su)度快了15-30秒，提升生產效(xiao)率3-5%。同(tong)時避免了因維護儀表影響煤(mei)氣回(hui)(hui)收(shou)問(wen)題，進一步提高回(hui)(hui)收(shou)效(xiao)率。有效(xiao)實現(xian)了煉鋼區域的降(jiang)本增效(xiao)，為公(gong)司的整體(ti)節(jie)能降(jiang)耗做出(chu)了貢獻(xian)。

三、濃度值換算(suan)及對(dui)回收杯閥的設(she)置與控制

    煉(lian)鋼部(bu)轉爐(lu)采用干法除(chu)塵，煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)含(han)有大(da)量(liang)的(de)(de)飽和水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)，并且水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)在煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)比例(li)不是固定的(de)(de)，所以被煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)分(fen)析儀檢測(ce)到的(de)(de)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)值(zhi)是被稱為濕(shi)態(tai)一(yi)(yi)(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)含(han)量(liang)，不具直(zhi)接引用價值(zhi)。必須去掉水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)得到標(biao)準狀態(tai)下（一(yi)(yi)(yi)個(ge)標(biao)準大(da)氣(qi)(qi)(qi)壓，0攝氏度）的(de)(de)所謂干態(tai)下一(yi)(yi)(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)值(zhi)。并以此(ci)換算(suan)出(chu)來的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)值(zhi)來控制閥門的(de)(de)動作。

    煤氣回收(shou)的(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)采用(yong)兩個(ge)(ge)進口液壓杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，一個(ge)(ge)是(shi)DN1800放(fang)散杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，一個(ge)(ge)是(shi)DN2600回收(shou)杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。在(zai)回收(shou)側杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)后還有一個(ge)(ge)液壓眼(yan)鏡(jing)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。在(zai)檢修煤氣冷卻器時可將(jiang)這個(ge)(ge)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)關閉(bi)，防止煤氣泄露。為了回收(shou)的(de)安(an)全性，閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)設計為在(zai)自動(dong)(dong)情況下(xia)，放(fang)散側杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)為開，回收(shou)側杯(bei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)為關。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)臺帶(dai)有蓄能器，如果油(you)泵發(fa)生問(wen)題，可保證閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)正常(chang)動(dong)(dong)作1-2次(ci)。

    當一氧化碳含量超(chao)過(guo)12%并(bing)且氧含量小于1%時(shi)，放(fang)散側(ce)(ce)杯閥(fa)先關(guan)(guan)25%，升(sheng)高回(hui)(hui)收(shou)側(ce)(ce)杯閥(fa)前的(de)(de)壓力，直到(dao)回(hui)(hui)收(shou)側(ce)(ce)杯閥(fa)的(de)(de)前后(hou)壓差為正0.3Kpa，這(zhe)時(shi)，回(hui)(hui)收(shou)側(ce)(ce)杯閥(fa)以正常速度(du)打開(kai)。這(zhe)個稱之(zhi)為升(sheng)壓過(guo)程(cheng)，目(mu)的(de)(de)是防止回(hui)(hui)收(shou)側(ce)(ce)杯閥(fa)后(hou)的(de)(de)煤(mei)氣(qi)倒流到(dao)管道中。當回(hui)(hui)收(shou)杯閥(fa)全開(kai)后(hou)，放(fang)散側(ce)(ce)杯閥(fa)則正常關(guan)(guan)閉。

    當(dang)一(yi)氧(yang)化碳含(han)量小于(yu)10%時(shi)，兩個閥(fa)同時(shi)動作(zuo)，直(zhi)到放散側(ce)全(quan)開，回(hui)收側(ce)全(quan)關。在事(shi)故狀態下，液(ye)壓閥(fa)臺(tai)上的電(dian)磁閥(fa)全(quan)部(bu)失電(dian)，閥(fa)門依靠本身自重，快速動作(zuo)。

 四、半(ban)導體(ti)(ti)激(ji)光氣體(ti)(ti)分析(xi)儀(yi)的(de)測(ce)量原(yuan)理(li)

   SLAS-100型(xing)半導體(ti)激光(guang)(guang)氣(qi)體(ti)分析儀的測(ce)量原理基(ji)于朗伯(bo)-比(bi)爾定律(lv)，即Lambert定律(lv)：光(guang)(guang)被透明(ming)介(jie)質吸(xi)收(shou)的比(bi)例與(yu)入(ru)射光(guang)(guang)的強度(du)無關；在光(guang)(guang)程上每等厚層介(jie)質吸(xi)收(shou)相同比(bi)例值的光(guang)(guang)。Beer定律(lv)：光(guang)(guang)被吸(xi)收(shou)的量正比(bi)于光(guang)(guang)程中產(chan)生光(guang)(guang)吸(xi)收(shou)的分子數(shu)目。

由于半導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器發射出(chu)特定波長的(de)激(ji)光(guang)(guang)束，在(zai)穿過(guo)(guo)被(bei)測(ce)(ce)氣(qi)體(ti)時，被(bei)測(ce)(ce)氣(qi)體(ti)分子將選頻吸收光(guang)(guang)源發出(chu)的(de)光(guang)(guang)能量，表(biao)現為光(guang)(guang)電傳(chuan)感模塊探測(ce)(ce)到的(de)激(ji)光(guang)(guang)透(tou)過(guo)(guo)率發生(sheng)了(le)衰減，而(er)此衰減程度與被(bei)測(ce)(ce)氣(qi)體(ti)的(de)濃(nong)度具有強相關的(de)正比函數(shu)關系，因(yin)此，通過(guo)(guo)測(ce)(ce)量激(ji)光(guang)(guang)強度衰減信號就可以(yi)分析(xi)推算出(chu)被(bei)測(ce)(ce)氣(qi)體(ti)介質的(de)濃(nong)度值。

 五、半導(dao)體(ti)激光氣體(ti)分(fen)析儀組成與安裝

SLAS-100型半(ban)導體激光(guang)氣體分析(xi)儀主要由(you)發射(she)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、接收裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、中央分析(xi)儀器和吹掃裝(zhuang)置(zhi)(zhi)四大部分構(gou)成。

1、發(fa)射裝置由激光(guang)(guang)發(fa)射模塊、光(guang)(guang)學視窗和(he)精密光(guang)(guang)路調整(zheng)機構等(deng)組成，安裝在CO氣體管道上(shang)。主要(yao)功能是(shi)發(fa)射準直激光(guang)(guang)束(shu)。

2、接受裝置由光(guang)傳(chuan)感器、信號處(chu)理(li)電路、光(guang)學(xue)視(shi)窗和精密光(guang)路調整機構等(deng)組(zu)成， 安(an)裝在CO氣體(ti)管道與發射裝置相對應(ying)的(de)一面(mian)。主要功能是接收(shou)發射裝置發出的(de)，通過被(bei)測(ce)氣體(ti)后的(de)激光(guang)信息，并實現(xian)光(guang)電轉換和信號處(chu)理(li)。

3、中(zhong)(zhong)央分(fen)(fen)析儀器是儀器的(de)核(he)心部分(fen)(fen)。主要包括半導體(ti)(ti)激光(guang)(guang)器、驅動、信號(hao)處理、鎖相(xiang)放大、接(jie)口(kou)電路和(he)人機界(jie)面等部分(fen)(fen)。通過光(guang)(guang)纖與(yu)發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)連(lian)接(jie)。由激光(guang)(guang)發(fa)射(she)模(mo)塊發(fa)出的(de)激光(guang)(guang)束，穿過管道中(zhong)(zhong)的(de)被(bei)測氣體(ti)(ti)介質，被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)直徑相(xiang)對方向上接(jie)收(shou)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)光(guang)(guang)電傳感模(mo)塊的(de)探測器接(jie)收(shou)，接(jie)收(shou)裝(zhuang)置(zhi)傳回的(de)電信號(hao)經(jing)信號(hao)處理和(he)鎖相(xiang)放大后，模(mo)數轉化成數字信號(hao)送至以(yi)微(wei)處理器為核(he)心的(de)信號(hao)處理與(yu)控制電路，經(jing)過一系列數據處理后，得到被(bei)測氣體(ti)(ti)介質的(de)濃度(du)值。

4、吹(chui)(chui)掃(sao)裝置(zhi)是為防止被測(ce)環境(jing)中(zhong)粉塵對(dui)(dui)發(fa)射(she)和接收裝置(zhi)上的光學視窗造(zao)成(cheng)污染的設備單(dan)元。吹(chui)(chui)掃(sao)裝置(zhi)可(ke)連續(xu)提供(gong)干燥壓(ya)縮氮氣，對(dui)(dui)發(fa)射(she)裝置(zhi)和接收裝置(zhi)上的氣體接口持續(xu)吹(chui)(chui)掃(sao)，使光學視窗前(qian)形成(cheng)一層清(qing)(qing)潔氣幕，從而對(dui)(dui)視窗起到清(qing)(qing)潔保護作用。

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