CN101526495A - 炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法及其实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法及其实现装置，该方法是在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样及含氧量分析。该方法能够检测炼焦炉的各燃烧室中的废气含氧量，实现整个炼焦炉的蓄热室废气含氧量的横向检测，又能通过对各蓄热室废气含氧量检测值取平均值实现纵向检测，能保证很低的运行成本和维护量。

Description

炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法及其实现装置

技术领域

本发明涉及炼焦工业生产过程中的自动检测技术，特别是一种用于检测炼焦炉中燃烧废气的横向含氧量的检测方法及实现该检测方法的装置。

背景技术

炼焦工业生产过程，从工序上可分为备煤、焦炉、化产三个阶段。其中，焦炉的生产过程具有非线性、强干扰、大滞后的特点，导致一些新的自动控制方法无法运用，可以说，检测技术落后阻碍了炼焦工业自动化水平的提高。在炼焦炉的生产过程控制中，首先要保证燃烧室的温度，其次要降低能耗。保证燃烧室的温度即是控制通入燃烧室的煤气流量和空气流量并使煤气充分燃烧，而降低能耗即是优化煤气流量和空气流量。现在，行业内普遍使用煤气燃烧完后的废气中的含氧量来衡量燃烧是否充分，判断参与燃烧的煤气和空气的配比是否合适。

在炼焦炉的生产过程中，需要对每个换向周期的燃烧废气含氧量进行实时检测，以便判断燃烧状况的好坏从而对煤气流量和空气流量进行调节。现在，一种最普遍的检测炼焦炉燃烧废气含氧量的方法是在机侧、焦侧分烟道处分别安装一台氧化锆氧量分析仪用以实时检测分烟道中的废气含氧量。由于这种方法在一座炼焦炉中仅使用两台氧化锆氧量分析仪，所以投资成本较低。

然而，一座炼焦炉包括多个燃烧室，煤气和空气在燃烧室燃烧变成高温废气，依次经蓄热室、分烟道到达烟囱，最终排到大气中。从多个蓄热室出来的燃烧废气均到达分烟道并在这里混和，所以，在分烟道中安装氧化锆氧量分析仪所检测到的是各燃烧室燃烧废气混和后的含氧量，即全部燃烧废气含氧量的平均值，这种方法不能获得各燃烧室废气含氧量。而在实际生产中正是参考机侧、焦侧分烟道含氧量的高低，来调节煤气流量和空气流量的配比，从这个层面上来说，此时对煤气流量和空气流量的调节完成的是一种纵向调节，即对进入全部燃烧室的煤气和空气量的整体加或减。这里把分烟道中的燃烧废气含氧量检测称作纵向检测，而把各燃烧室中燃烧废气含氧量检测称作横向检测。然而，一座炼焦炉的各个燃烧室的工况差异较大，即使在相邻的燃烧室中通入相同流量的煤气和空气也不能保证产生相同的燃烧状况和燃烧温度。所以，仅仅根据分烟道废气含氧量来判断整个炼焦炉的燃烧状况并调节煤气流量和空气流量是不充分的，虽然能使得分烟道废气含氧量处在正常范围内，但整个炼焦炉的燃烧状况可能很差，此时各个燃烧室的燃烧状况参差不齐，有的燃烧室燃烧过剩，有的燃烧室燃烧不足，这就造成了能量的损失。

为了克服这个缺陷，作为燃烧废气含氧量检测手段的补充，炼焦行业中还普遍设置了一个化验员岗位，使用奥氏气体分析仪人工检测各燃烧室的废气含氧量。虽然设置的化验员岗位可对各燃烧室废气含氧量人工测量，然而，这种人工检测方法一天之内只能检测一个燃烧室的废气含氧量，对于一座42孔的炼焦炉来说，检测完所有燃烧室就需要一个半月的时间。这种人工检测方法不仅检测精度低，而且检测周期长，对炼焦炉的生产控制没有太大作用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，能够检测炼焦炉的各燃烧室中的废气含氧量，实现整个炼焦炉的蓄热室废气含氧量的横向检测，本发明还涉及一种实现该检测方法的装置。

本发明的技术方案如下：

一种炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样及含氧量分析。

所述取样是将一个取样管插入某空气蓄热室小烟道的测温孔来取样该蓄热室中的燃烧废气。

所述含氧量分析是将取样后的废气通过氧化锆氧量分析仪检测含氧量。

取样后的燃烧废气均连接至一真空总管，并用一个三通管分别连接真空总管、氧化锆氧量分析仪和真空发生器，采用真空发生器产生负压，把取样后的燃烧废气抽出来并流经真空总管和三通管，到达氧化锆氧量分析仪进行含氧量分析。

由工业控制器自动打开和关闭在各取样管上安装的取样管电磁阀，完成燃烧废气的自动取样。

将检测到的各蓄热室中的燃烧废气的含氧量进行压力、温度补偿计算使其换算为标准状况下的含氧量。

由工业控制器自动读取和存储由氧化锆氧量分析仪检测到的各蓄热室中的燃烧废气含氧量数据，并将该燃烧废气含氧量数据输送至显示设备，由显示设备生成显示各蓄热室燃烧废气含氧量及其统计信息的柱状图，所述统计信息包括均值和方差。

一种实现所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，其特征在于，包括若干个取样管及取样管电磁阀、还包括真空总管、三通管、氧化锆氧量分析仪、真空发生器、压缩空气电磁阀和工业控制器，所述各取样管的一端分别与各空气蓄热室小烟道的测温孔相连通，各取样管的另一端均通过取样管电磁阀与真空总管相连，所述真空总管与三通管的一端相连，所述三通管的另外两端分别连接氧化锆氧量分析仪的氧化锆探头和真空发生器的真空口，所述真空发生器的气源口的气源管上设置有压缩空气电磁阀，所述取样管电磁阀、压缩空气电磁阀、氧化锆氧量分析仪的氧化锆转换器均连接工业控制器。

在三通管处还设置有绝对压力传感器和温度变送器，绝对压力传感器和温度变送器均连接工业控制器，所述绝对压力传感器检测三通管内的燃烧废气的实时绝对压力，所述温度变送器检测三通管内的实时温度。

所述真空总管采用夹套管结构。

所述取样管的一端与空气蓄热室小烟道的测温孔的连通处套有锥形铸铁塞。

本发明的技术效果如下：

本发明提供的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法是在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样及含氧量分析，该方法能够检测炼焦炉的各燃烧室中的废气含氧量，实现整个炼焦炉的蓄热室废气含氧量的横向检测，消除了现有纵向检测中只能通过得到的全部燃烧废气含氧量的平均值来纵向调节煤气流量和空气流量的弊端，能够依据检测到的各燃烧室的废气含氧量而单独调节各燃烧室的煤气流量和空气流量，使得分散的多点测量问题简化为集中的一点测量，同时能够控制何时对哪个蓄热室的燃烧废气取样、含氧量分析。

在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样，所述的取样是将一个取样管插入某空气蓄热室小烟道的测温孔来取样该蓄热室中的燃烧废气。将空气蓄热室小烟道作为取样点，而没有将取样管设置在各个燃烧室顶部，即在炉顶区安装取样管，虽然在炉顶区取样更直接，但炉顶区环境恶劣、废气温度高、有碍炉顶区生产操作，所以取样点选择在了废气温度更低、环境更好的空气蓄热室小烟道处。

取样后的燃烧废气均连接至一真空总管，并用一个三通管分别连接真空总管、氧化锆氧量分析仪和真空发生器，采用真空发生器产生负压，把取样后的燃烧废气抽出来并流经真空总管和三通管，到达氧化锆氧量分析仪进行含氧量分析。这样各蓄热室中的燃烧废气能够被抽出来并向真空发生器流动，经过三通管时由氧化锆氧量分析仪进行含氧量分析，这样只需一台氧化锆氧量分析仪就能依次完成各蓄热室中燃烧废气的检测，结构合理，降低了设备投资成本、运行成本和维护成本。

本发明还提供了一种实现该炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，该装置中的各取样管的一端分别与各空气蓄热室小烟道的测温孔相连通，各取样管的另一端均通过取样管电磁阀与真空总管相连，真空总管与三通管的一端相连，三通管的另外两端分别连接氧化锆氧量分析仪的氧化锆探头和真空发生器的真空口，真空发生器的气源口的气源管上设置有压缩空气电磁阀，真空发生器作为动力元件，利用压缩空气提供动能在管路中产生一个负压，因真空发生器、三通管、真空总管以及取样管组成了密闭的空间，可将真空总管和该取样管中的废气抽出来，当压缩空气电磁阀和某取样管电磁阀打开时，能够把空气蓄热室小烟道中的燃烧废气抽出来，形成连续、稳定的气流，最终流经氧化锆氧量分析仪的氧化锆探头，该氧化锆探头可检测该燃烧废气中所含氧的浓度，并通过氧化锆转换器将该含氧浓度转换成标准信号送给工业控制器。设置各取样管的一端分别与各空气蓄热室小烟道的测温孔相连通，将空气蓄热室小烟道作为取样点，而没有将取样管设置在各个燃烧室顶部，即在炉顶区安装取样管，虽然在炉顶区取样更直接，但炉顶区环境恶劣、废气温度高、有碍炉顶区生产操作，所以取样点选择在了废气温度更低、环境更好的空气蓄热室小烟道处。该装置能够检测炼焦炉的各燃烧室中的废气含氧量，实现整个炼焦炉的蓄热室废气含氧量的横向检测，能够依据检测到的各燃烧室的废气含氧量单独调节各燃烧室的煤气流量和空气流量，同时本装置在完成横向检测后，还能够通过对各蓄热室废气含氧量检测值取平均值实现纵向检测，而无需在机侧、焦侧分烟道处分别安装一台氧化锆氧量分析仪，能保证很低的运行成本和维护量。此外，通过工业控制器控制取样管电磁阀和压缩空气电磁阀的开启与关闭，使得该装置能够自动运行，完成自动在线检测，能够显示实时含氧量数据，也可对这些数据进行进一步分析。

在三通管处还设置有绝对压力传感器和温度变送器，绝对压力传感器检测三通管内所抽出的燃烧废气的实时绝对压力，温度变送器检测三通管内的实时温度。燃烧废气中的含氧量与其密度成正比，而密度又与燃烧废气的绝对压力成正比，与温度成反比，工业控制器通过记录各蓄热室的燃烧废气的含氧量数值，并读取来自绝对压力传感器的实时绝对压力信号，和温度变送器的实时温度信号对废气含氧量进行补偿计算，使得检测出的各蓄热室燃烧废气含氧量均被换算到标准状况下的含氧量。

为了避免从空气蓄热室小烟道抽出的废气温度在流动过程中不致降低过多，真空总管采用了夹套管结构，从取样管抽出的燃烧废气在夹套管的内管流动，而用于加热的水蒸汽在夹套管的套管流动，使得燃烧废气在流动过程中仍保证一定的温度，避免了燃烧废气中的水分和焦油等因温度降低而冷凝和析出。

附图说明

图1为本发明一种优选的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置的结构框图；

图2为本发明另一种优选的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置的结构框图；

图3为图1所示的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置检测到的燃烧废气含氧量的横向数据。

图中各标号列示如下：

1、取样管，2、取样管电磁阀，3、真空总管，4、三通管，5、真空发生器，6、氧化锆探头，7、氧化锆转换器，8、压缩空气电磁阀，9、PLC控制器，10、空气蓄热室小烟道，11、绝对压力传感器，12、温度变送器，13、燃烧室，14、煤气蓄热室，15、空气蓄热室，16、压缩空气，17、疏水阀，18、计算机。

具体实施方式

本发明提供的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法是在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样及含氧量分析。其取样和含氧量分析可以选择为将一个取样管插入某空气蓄热室小烟道的测温孔来取样该蓄热室中的燃烧废气，由工业控制器自动打开和关闭在各取样管上安装的取样管电磁阀，完成燃烧废气的自动取样，取样后的燃烧废气均连接至一真空总管，并用一个三通管分别连接真空总管、氧化锆氧量分析仪和真空发生器，采用真空发生器产生负压，把取样后的燃烧废气抽出来并流经真空总管和三通管，到达氧化锆氧量分析仪进行含氧量分析，再将检测到的各蓄热室中的燃烧废气的含氧量进行压力、温度补偿计算使其换算为标准状况下的含氧量，然后由工业控制器自动读取和存储由氧化锆氧量分析仪检测到的各蓄热室中的燃烧废气含氧量数据，并将该燃烧废气含氧量数据输送至显示设备，由显示设备生成显示各蓄热室燃烧废气含氧量及其统计信息的柱状图，所述统计信息包括均值和方差。该方法能够实现整个炼焦炉的蓄热室废气含氧量的横向检测，由于纵向检测是横向检测功能的延伸，通过对各蓄热室废气含氧量检测值取平均值就能实现纵向检测，有了这个纵向检测功能，就可以取消机侧、焦侧分烟道处的两台氧化锆氧量分析仪，使得炼焦炉加热的纵向调节得以继续工作，还可降低额外的投资。

本发明还涉及一种实现该炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法的装置，即炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，下面结合附图对本发明的该装置以及检测方法进行说明。

该实施例中炼焦炉为42孔炼焦炉，具有43个燃烧室和44个蓄热室，每个蓄热室均包括煤气蓄热室和空气蓄热室两部分，图1为本发明一种优选的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置的结构框图，该装置包括44个取样管1及44个相应的取样管电磁阀2、还包括真空总管3、三通管4、氧化锆氧量分析仪、真空发生器5、压缩空气电磁阀8、工业控制器、绝对压力传感器11、温度变送器12，其中氧化锆氧量分析仪包括氧化锆探头6和氧化锆转换器7，工业控制器选择PLC控制器9，各取样管1的一端分别与各空气蓄热室小烟道10的测温孔相连通，各取样管1的另一端均通过取样管电磁阀2与真空总管3相连，真空总管3与三通管4的一端相连，三通管可以为碳钢三通管，该三通管4的另外两端分别连接氧化锆氧量分析仪的氧化锆探头6和真空发生器5的真空口，真空发生器5的排气口通过管道排放至分烟道，真空发生器5的气源口的气源管上设置有压缩空气电磁阀8，通过该压缩空气电磁阀8与外供的压缩空气16相通，取样管电磁阀2、压缩空气电磁阀8、氧化锆氧量分析仪的氧化锆转换器7均连接PLC控制器9，在三通管4处还设置有绝对压力传感器11和温度变送器12，绝对压力传感器11和温度变送器12均连接PLC控制器9，绝对压力传感器11检测三通管4内的燃烧废气的实时绝对压力，温度变送器12检测三通管4内的实时温度。

为了避免从空气蓄热室小烟道抽出的废气温度在流动过程中不致降低过多，真空总管3采用了夹套管结构，夹套管的结构是内管走工艺介质，外管套在内管上，内管和外管之间有一定的空间用来走提供热量的流体，即内管走废气，套管走水蒸汽，水蒸汽在夹套管的套管一端进入，从另一端排出，水蒸汽在夹套管上的出口处安装有疏水阀17，疏水阀可自动打开、关闭，以排出疏水阀中阀腔内的冷凝水，使得夹套管的套管中的水蒸气保持流动状态，这样，既能保证夹套管的温度又能减少水蒸汽的直接排放带来的损失。从取样管抽出的燃烧废气在内管流动，而用于保温的水蒸汽在套管流动，使得燃烧废气在流动过程中仍保证一定的温度，避免了燃烧废气中的水分和焦油等因温度降低而冷凝和析出。

由于蓄热室中的温度在1000℃以上，为保证取样管1与空气蓄热室小烟道10的安全性和密闭性，可设置该取样管1为耐高温取样管，其管径与空气蓄热室小烟道10的测温孔匹配，并在取样管1与空气蓄热室小烟道10的测温孔的连通处套有锥形铸铁塞，该铸铁塞可耐高温、密封性好。同时为提高对蓄热室中的废气取样的效率，可将取样管1通过空气蓄热室小烟道10的测温孔至少插入到空气蓄热室的中部。

标号13为燃烧室，其中的1#、2#......分别代表1号燃烧室、2号燃烧室......；蓄热室中的1#、2#......分别代表1号蓄热室、2号蓄热室......，每个蓄热室包括煤气蓄热室14和空气蓄热室15，当前时刻，假设炼焦炉的单号蓄热室是下降气流，即1号燃烧室的双号立火道有燃烧废气下降，1号燃烧室的单号立火道有煤气燃烧上升，2号燃烧室的双号立火道有煤气燃烧上升，2号燃烧室的单号立火道有燃烧废气下降，3号燃烧室的双号立火道有燃烧废气下降，3号燃烧室的单号立火道又煤气燃烧上升，依次类推，则与本检测装置相连的44个蓄热室中的单号蓄热室，即1号、3号、5号等蓄热室是下降气流，本装置将依次自动检测1号、3号、5号等蓄热室的废气含氧量。

空气蓄热室小烟道10中的燃烧废气来自与当前蓄热室同号的燃烧室和前一个号的燃烧室的燃烧废气，如2号空气蓄热室小烟道中的燃烧废气来自2号燃烧室和1号燃烧室的燃烧废气。如果在当次交换周期内检测到燃烧废气含氧量异常，说明当前蓄热室上部的两个燃烧室的其中一个或两个其废气含氧量异常，此时，可根据在下一个换向周期内检测到的相邻两个蓄热室的燃烧废气含氧量是否异常来判断出是哪个燃烧室的燃烧废气含氧量出现了异常。检测精度、实时性大大提高。

单号蓄热室下降的交换信号发出6分钟后，PLC控制器9提前1分钟打开压缩空气电磁阀8，压缩空气16到达真空发生器5，即可在三通管4、真空总管3中产生负压，此时，PLC控制器9首先把控制1号蓄热室的燃烧废气的取样管电磁阀打开，该取样管电磁阀标记为取样管电磁阀OS1，其他电磁阀都是关闭的，则与真空总管3相连接的取样管1中也产生了负压，接着1号空气蓄热室小烟道10中的燃烧废气被抽出并依次经取样管1、取样管电磁阀2、真空总管3，到达三通管4，在这里燃烧废气流经氧化锆探头6，氧化锆探头6可检测出燃烧废气中的所含氧的浓度，并经氧化锆转换器7转换成标准4～20mA信号，传送给PLC控制器9，当含氧量信号稳定时，PLC控制器9可记录下此时1号蓄热室中的废气含氧量数值，并读取来自绝对压力传感器11的实时绝对压力信号，和温度变送器12的实时温度信号对废气含氧量进行补偿计算。接着关闭该取样管电磁阀OS1，从取样管电磁阀OS1打开到关闭，这个时间段称作蓄热室废气检测时间，从距离上计算，与三通管距离最近的蓄热室检测时间是最短的，与三通管距离最远的蓄热室的检测时间是最长的。接下来，PLC控制器9打开控制3号蓄热室的燃烧废气的取样管电磁阀，该取样管电磁阀标记为取样管电磁阀OS3，其他电磁阀仍是关闭的，而压缩空气16一直通入真空发生器5，此时3号空气蓄热室小烟道中的燃烧废气也被抽出来并在管路中流动到达三通管4，此时PLC控制器9读取道由氧化锆氧量分析仪(氧化锆探头6和氧化锆转换器7)传送来的3号蓄热室空气侧小烟道中的燃烧废气的含氧量，待信号稳定时记录下此时的含氧量数值，并结合三通管4处的废气压力、温度进行补偿计算，接着再关闭取样管电磁阀OS3。依次类推，其余的单号蓄热室的废气含氧量可被一一检测并存储起来，PLC控制器9可以与计算机18组成PLC控制系统，最终可形成整个炼焦炉当前所有下降气流蓄热室燃烧废气含氧量的横向数据——以柱状图表示，如图3所示。该柱状图可以直接显示在计算机18上。由PLC控制系统自动打开、关闭在取样管上安装的取样管电磁阀，完成燃烧废气的取样过程，PLC控制系统自动读取、存储由氧化锆氧量分析仪传送来的燃烧废气含氧量数据，生成一个柱状图用于表示各蓄热室燃烧废气含氧量，同时在柱状图上显示含氧量的统计信息，如均值、方差等。图3所示的横轴表示蓄热室号，纵轴表示含氧量，该实施例得出的均值为3.94％，方差为0.58。当所有单号蓄热室检测完毕后，延时1分钟，压缩空气电磁阀8关闭。本装置可在一个换向周期内，自动对各个处在下降气流的蓄热室废气含氧量进行分析，并生成一个包含各蓄热室的含氧量柱状图。

待下一个交换来临时，即炼焦炉的双号蓄热室是下降气流时，将重复上述动作，对2号、4号、6号等双号蓄热室的废气含氧量进行检测。

在实现该炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法的装置中，取样管1及相应取样管电磁阀2的个数可以增减，如图2所示的本发明另一种优选的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置的结构框图，该实施例的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置包括22个取样管1及22个相应的取样管电磁阀2，这样对于一座42孔的炼焦炉，若在机侧、焦侧均安装该检测装置，安装四套即可；而如1所示的检测装置由于包括44个取样管1及44个相应的取样管电磁阀2，若在一座42孔的炼焦炉的机侧、焦侧均安装该检测装置，安装两套即可。此外，炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置中的三通管4与真空总管3连接的位置可以不同，图1所示的检测装置的三通管4与真空总管3的中部相连，此时22号和23号蓄热室距离氧化锆探头最短，该蓄热室的燃烧废气含氧量检测时间也最短，而两端的1号蓄热室以及44号蓄热室距离氧化锆探头最长，这两个蓄热室的燃烧废气含氧量检测时间也相对长；图2所示的检测装置的三通管4与真空总管3的一端相连，此时1号蓄热室距离氧化锆探头最短，该蓄热室的燃烧废气含氧量检测时间也最短，而另一端的22号蓄热室距离氧化锆探头最长，该蓄热室的燃烧废气含氧量检测时间也最长。

取样管主动取样设计使得分散的多点测量问题简化为集中的一点测量，同时能够控制何时对哪个蓄热室废气取样、分析。单个蓄热室废气检测时间为取样管电磁阀2打开到关闭之间的时间间隔，由3部分构成：①管路中残留废气抽空时间②新废气气流稳定时间③氧化锆稳定时间，废气取样点距离氧化锆探头的距离越长，①和②所占时间越长。如图2所示的检测装置连接了22个取样点：22号蓄热室距离氧化锆探头最长，该蓄热室的燃烧废气被取样后流经真空总管的距离为27米，而22号蓄热室的废气含氧量检测时间为40秒；1号蓄热室距离氧化锆探头最短，该蓄热室的燃烧废气被取样后流经真空总管的距离为2米，而1号蓄热室的废气含氧量检测时间为20秒。在一个换向周期内只有11个蓄热室处在下降气流中是需要检测废气含氧量的，则总的检测时间为5.5分钟，本装置是在换向后6分钟开始检测废气含氧量的，而炼焦炉的换向时间为20分钟或30分钟，即，炼焦炉中所有呈下降气流的蓄热室废气含氧量检测过程在下一个交换来临之前就结束了，不受换向周期变化的影响。对一座42孔的炼焦炉只需安装四套带22个取样点的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置即可，此时炼焦炉中所有呈下降气流的蓄热室废气含氧量检测过程所需的时间还是5.5分钟。燃烧废气中的含氧量与其密度成正比，而密度又与燃烧废气的绝对压力成正比，与温度成反比，据此，可实时检测所抽出的燃烧废气在三通管4处的实时绝对压力P₁，实时温度T₁，实时含氧量C₁，经补偿计算，得到大气压力P₀和标准温度T₀下的含氧量C₀，如下：

$C_0=\frac{P_0}{P_1}\·\frac{T_1}{T_0}\·C_1$

除此之外，在交换时刻的大约10分钟内，没有取样工作，这时可关闭压缩空气，以降低压缩空气消耗量。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (11)

1、一种炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，在炼焦炉的一个换向周期内对呈下降气流的各蓄热室中的燃烧废气分别进行取样及含氧量分析。

2、根据权利要求1所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，所述取样是将一个取样管插入某空气蓄热室小烟道的测温孔来取样该蓄热室中的燃烧废气。

3、根据权利要求1所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，所述含氧量分析是将取样后的废气通过氧化锆氧量分析仪检测含氧量。

4、根据权利要求3所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，取样后的燃烧废气均连接至一真空总管，并用一个三通管分别连接真空总管、氧化锆氧量分析仪和真空发生器，采用真空发生器产生负压，把取样后的燃烧废气抽出来并流经真空总管和三通管，到达氧化锆氧量分析仪进行含氧量分析。

5、根据权利要求2所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，由工业控制器自动打开和关闭在各取样管上安装的取样管电磁阀，完成燃烧废气的自动取样。

6、根据权利要求1所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，将检测到的各蓄热室中的燃烧废气的含氧量进行压力、温度补偿计算使其换算为标准状况下的含氧量。

7、根据权利要求3或4所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法，其特征在于，由工业控制器自动读取和存储由氧化锆氧量分析仪检测到的各蓄热室中的燃烧废气含氧量数据，并将该燃烧废气含氧量数据输送至显示设备，由显示设备生成显示各蓄热室燃烧废气含氧量及其统计信息的柱状图，所述统计信息包括均值和方差。

8、一种实现权利要求1-7之一所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测方法的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，其特征在于，包括若干个取样管及取样管电磁阀、还包括真空总管、三通管、氧化锆氧量分析仪、真空发生器、压缩空气电磁阀和工业控制器，所述各取样管的一端分别与各空气蓄热室小烟道的测温孔相连通，各取样管的另一端均通过取样管电磁阀与真空总管相连，所述真空总管与三通管的一端相连，所述三通管的另外两端分别连接氧化锆氧量分析仪的氧化锆探头和真空发生器的真空口，所述真空发生器的气源口的气源管上设置有压缩空气电磁阀，所述取样管电磁阀、压缩空气电磁阀、氧化锆氧量分析仪的氧化锆转换器均连接工业控制器。

9、根据权利要求8所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，其特征在于，在三通管处还设置有绝对压力传感器和温度变送器，绝对压力传感器和温度变送器均连接工业控制器，所述绝对压力传感器检测三通管内的燃烧废气的实时绝对压力，所述温度变送器检测三通管内的实时温度。

10、根据权利要求8或9所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，其特征在于，所述真空总管采用夹套管结构。

11、根据权利要求8或9所述的炼焦炉燃烧废气的横向含氧量检测装置，其特征在于，所述取样管的一端与空气蓄热室小烟道的测温孔的连通处套有锥形铸铁塞。

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