專利名稱：一種轉爐煤氣回收實時在線分析控制方法
技術領域：
本發明屬于轉爐煤氣回收技術領域，特別是提出一種煉鋼轉爐煤氣回實時分析控制方法。
背景技術：
在轉爐煉鋼吹煉過程中，由于激烈的氧化反應在爐內產生大量的高溫、高濃度的一氧化碳煙氣，含量在35 65%，把這些煙氣進行冷卻、凈化，然后進行回收或者由放散塔排入大氣。轉爐煤氣是一種非常理想的化工原料氣和燃料氣，是冶金工業重要的二次能源發熱量為5975kJ/m3。國內現有轉爐煤氣回收氣體分析系統多為將樣氣取至分析設備，要樣氣途經采樣探頭、取氣管路、壓力調節單元、過濾單元與脫濕單元、分析儀表，分析后樣氣對空排放(易造成人員傷亡)。因取樣管路過長導致煤氣分析結果滯后，使得轉爐煤氣資源被白白的浪費。

發明內容
本發明的目的在于提供一種轉爐煤氣回收實時在線分析控制方法，解決了現有煤氣分析系統分析數據滯后；分析數據不準確；安全隱患等問題，該方法可實時在線分析，直接在除塵管路上分析煙氣中的A與co。具有分析成分速度快、數據準確、安全等優點。本發明在轉爐煤氣回收系統中增加激光A氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表各一塊，激光O2氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表安裝在絲網脫水器與除塵風機中部 (見圖1)，安裝點選擇，起始位置在絲網脫水器后距離應大于X米(X=內徑+1000X5)至除塵風機前X米(X =內徑+1000 X 5)，若氣體分析儀表安裝位置與絲網脫水器距離在0米至X米(X=內徑+1000X5)因水霧而影響激光過程氣體裝置的透光率。激光⑶氣體分析儀表、激光化氣體分析儀表安裝點選擇好后在管路兩側水平位置兩側開孔并焊接法蘭， 一側法蘭安裝激光CO氣體分析儀表、激光A氣體分析儀表的激光發射端；另一側安裝激光 CO氣體分析儀表、激光O2氣體分析儀表的激光接收端。可直接實時在轉爐除塵管路上實時在線分析。因此減少了氣體成分分析周期，大幅提高了轉爐煤氣回收量。這種轉爐煤氣分析方式也避免了由于樣氣對空排放造成人員傷亡；管路過長導致分析數據滯后等問題。原有回收系統是人為手動，在轉爐主控室通上位機人機界面手動控制轉爐煤氣回收。在原有手動回收基礎上增加一套PLC系統，PLC系統的主要功能是通過邏輯判斷自動控制轉爐煤氣回收，PLC系統安裝位置在風機過程站，PLC系統控制轉爐煤氣自動回收，PLC系統采用施耐德-昆騰系列PLC(詳見表1可選用不同廠家型號PLC)，將激光CO氣體分析儀表、激光A氣體分析儀表數據通過模擬量輸入模塊(模擬量輸入模塊安裝在背板總線上) 采集至PLC系統，PLC系統通過邏輯判斷，當轉爐煤氣濃度大于350000ppm且氧氣濃度小于 15000ppm時進行轉爐煤氣自動回收操作(見圖2)，操作步驟依次為打開水封逆止閥、回收放散三通閥轉至回收側，自動進行轉爐煤氣回收。回收結束后步驟依次為回收放散三通閥轉至放散側、關閉水封逆止閥，進行放散。當煤氣濃度大于150000ppm并小于350000ppm點燃放散火炬，避免了人為操縱出現誤操作。原有煤氣回收系統的氣體濃度分析設備為紅外氣體分析儀，缺點設備體積大； 操作繁瑣；設備過多；所用樣氣需在一次除塵管路上取氣，經取氣管、采樣探頭、壓力調節單元、過濾單元與脫濕單元、分析儀表等設備，由于取氣管路過長導致分析滯后，分析后樣氣對空排放，因漏氣或對空等原因易造成數據不準確與人員傷亡等情況。原有轉爐煤氣回收平均時間僅為8分鐘，經計算得出噸鋼煤氣回收量為70 80m3/t，且煤氣回收控制是人為干預回收，容易誤操作。改造后轉爐煤氣回收時間> 10分鐘，不但提高產量，并且實現轉爐自動回收，使得噸鋼煤氣回收率> 108m3/t，大幅超過國內同類煤氣回收系統噸鋼回收率，既增加了轉爐煤氣回收量又減少一氧化碳的排放量，為節能減排做出貢獻。


圖1為本發明安裝位置示意圖。圖2為自動回收條件程序圖。圖3為PLC系統安裝圖。其中，模塊1、背板總線2、電源模塊3、CPU模塊4、以太網模塊5、模擬量輸入模塊6、模擬量輸出模塊7、數字量輸入模塊8、數字量輸出模塊9。
具體實施例方式圖1 3為本發明的具體實施方式
，下面結合附圖對本發明做進一步說明。本發明轉爐煤氣在線分析與控制方法設備包括兩大類1轉爐煤氣分析設備，即激光02、CO分析儀表。2PLC系統(轉爐煤氣回收控制設備)。實施示例1 第一步，02、CO分析儀表安裝位置的選擇，激光02、CO氣體分析儀表安裝在絲網脫水器與除塵風機中部，安裝點選擇，起始位置在絲網脫水器后距離應大于X米(X =內徑+1000X0至除塵風機前X米(X=內徑+1000X0，若氣體分析儀表安裝位置與絲網脫水器距離在0米至X米(X =內徑+1000X0因水霧而影響激光過程氣體裝置的透光率。第二步，激光CO、O2氣體分析儀表的安裝，CO、O2氣體分析儀表安裝位置選擇好后在管路兩側水平位置兩側開孔并焊接法蘭，在一側法蘭安裝激光發射端；另一側安裝激光接收端。即可實時在轉爐除塵管路上實時在線分析。第三步，將激CO、O2光氣體分析儀表數據通過模擬量輸入模塊(模擬量輸入模塊安裝在背板總線上)采集至PLC系統。第四步，轉爐煤氣自動回收控制，PLC系統通過邏輯判斷，當轉爐煤氣濃度大于 350000ppm且氧氣濃度小于15000ppm時進行轉爐煤氣自動回收操作(見圖2)，操作步驟依次為打開水封逆止閥、回收放散三通閥轉至回收側，自動進行轉爐煤氣回收。回收結束后步驟依次為回收放散三通閥轉至放散側、關閉水封逆止閥，進行放散。圖1激光02、CO分析儀表為該氣體分析儀表安裝位置，設備安裝在轉爐除塵風機前。圖2為該分析系統的工作原理，激光器發射出特定波長的激光束，穿過被測氣體時，返回氣體濃度數據。
圖3煤氣回收PLC系統模塊安裝位置及組成原理(PLC系統由功能模塊組成)表1自動回收PLC系統所使用模塊具體型號，可選用不同廠家PLC系統根據實際情況而定。表 權利要求
1.一種轉爐煤氣回收實時在線分析控制方法，其特征在于，工藝步驟為在轉爐煤氣回收系統中增加激光A氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表各一塊，激光 O2氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表安裝在絲網脫水器與除塵風機中部，激光CO氣體分析儀表、激光A氣體分析儀表安裝點選擇好后在管路兩側水平位置兩側開孔并焊接法蘭， 一側法蘭安裝激光co氣體分析儀表、激光&氣體分析儀表的激光發射端；另一側安裝激光 co氣體分析儀表、激光O2氣體分析儀表的激光接收端，直接在轉爐除塵管路上實時在線分析；在原有手動回收基礎上增加一套PLC系統，PLC系統的通過邏輯判斷自動控制轉爐煤氣回收，PLC系統安裝位置在風機過程站，PLC系統控制轉爐煤氣自動回收，將激光CO氣體分析儀表、激光化氣體分析儀表數據通過模擬量輸入模塊采集至PLC系統，PLC系統通過邏輯判斷，當轉爐煤氣濃度大于350000ppm且氧氣濃度小于15000ppm時進行轉爐煤氣自動回收操作，操作步驟依次為打開水封逆止閥、回收放散三通閥轉至回收側，自動進行轉爐煤氣回；回收結束后步驟依次為回收放散三通閥轉至放散側、關閉水封逆止閥，進行放散；當煤氣濃度大于150000ppm并小于350000ppm點燃放散火炬，避免了人為操縱出現誤操作；所述的模擬量輸入模塊安裝在背板總線上。
2.根據權利要求1所述的轉爐煤氣回收實時在線分析控制方法，其特征在于，激光& 氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表安裝點選擇，起始位置在絲網脫水器后距離應大于X 米，至除塵風機前X米，X =內徑+1000X5。
全文摘要
一種轉爐煤氣回收實時在線分析控制方法，屬于轉爐煤氣回收技術領域。在轉爐煤氣回收系統中增加激光O2氣體分析儀表、激光CO氣體分析儀表各一塊，直接在轉爐除塵管路上實時在線分析；在原有手動回收基礎上增加一套PLC系統，PLC系統的通過邏輯判斷自動控制轉爐煤氣回收。優點在于，解決現有煤氣分析系統分析數據滯后；分析數據不準確；安全隱患等問題，可實時在線分析除塵管路上煙氣中的O2與CO；實現了分析成分速度快、數據準確、安全。
文檔編號C21C5/40GK102534103SQ20121007376
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者安俊君, 張雷, 杜殿輝, 楊棟梁, 王 琦 申請人:北京首鋼自動化信息技術有限公司