CN102534103A

CN102534103A - 一种转炉煤气回收实时在线分析控制方法

Info

Publication number: CN102534103A
Application number: CN2012100737625A
Authority: CN
Inventors: 王�琦; 杜殿辉; 杨栋梁; 安俊君; 张雷
Original assignee: Beijing Shougang Automation Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Automation Information Technology Co Ltd
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2012-07-04

Abstract

一种转炉煤气回收实时在线分析控制方法，属于转炉煤气回收技术领域。在转炉煤气回收系统中增加激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表各一块，直接在转炉除尘管路上实时在线分析；在原有手动回收基础上增加一套PLC系统，PLC系统的通过逻辑判断自动控制转炉煤气回收。优点在于，解决现有煤气分析系统分析数据滞后；分析数据不准确；安全隐患等问题，可实时在线分析除尘管路上烟气中的O₂与CO；实现了分析成分速度快、数据准确、安全。

Description

一种转炉煤气回收实时在线分析控制方法

技术领域

本发明属于转炉煤气回收技术领域，特别是提出一种炼钢转炉煤气回实时分析控制方法。

背景技术

在转炉炼钢吹炼过程中，由于激烈的氧化反应在炉内产生大量的高温、高浓度的一氧化碳烟气，含量在35～65％，把这些烟气进行冷却、净化，然后进行回收或者由放散塔排入大气。转炉煤气是一种非常理想的化工原料气和燃料气，是冶金工业重要的二次能源发热量为5975kJ/m³。国内现有转炉煤气回收气体分析系统多为将样气取至分析设备，要样气途经采样探头、取气管路、压力调节单元、过滤单元与脱湿单元、分析仪表，分析后样气对空排放(易造成人员伤亡)。因取样管路过长导致煤气分析结果滞后，使得转炉煤气资源被白白的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉煤气回收实时在线分析控制方法，解决了现有煤气分析系统分析数据滞后；分析数据不准确；安全隐患等问题，该方法可实时在线分析，直接在除尘管路上分析烟气中的O₂与CO。具有分析成分速度快、数据准确、安全等优点。

本发明在转炉煤气回收系统中增加激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表各一块，激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表安装在丝网脱水器与除尘风机中部(见图1)，安装点选择，起始位置在丝网脱水器后距离应大于X米(X＝内径÷1000×5)至除尘风机前X米(X＝内径÷1000×5)，若气体分析仪表安装位置与丝网脱水器距离在0米至X米(X＝内径÷1000×5)因水雾而影响激光过程气体装置的透光率。激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表安装点选择好后在管路两侧水平位置两侧开孔并焊接法兰，一侧法兰安装激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表的激光发射端；另一侧安装激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表的激光接收端。可直接实时在转炉除尘管路上实时在线分析。因此减少了气体成分分析周期，大幅提高了转炉煤气回收量。这种转炉煤气分析方式也避免了由于样气对空排放造成人员伤亡；管路过长导致分析数据滞后等问题。

原有回收系统是人为手动，在转炉主控室通上位机人机界面手动控制转炉煤气回收。在原有手动回收基础上增加一套PLC系统，PLC系统的主要功能是通过逻辑判断自动控制转炉煤气回收，PLC系统安装位置在风机过程站，PLC系统控制转炉煤气自动回收，PLC系统采用施耐德-昆腾系列PLC(详见表1可选用不同厂家型号PLC)，将激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表数据通过模拟量输入模块(模拟量输入模块安装在背板总线上)采集至PLC系统，PLC系统通过逻辑判断，当转炉煤气浓度大于350000ppm且氧气浓度小于15000ppm时进行转炉煤气自动回收操作(见图2)，操作步骤依次为打开水封逆止阀、回收放散三通阀转至回收侧，自动进行转炉煤气回收。回收结束后步骤依次为回收放散三通阀转至放散侧、关闭水封逆止阀，进行放散。当煤气浓度大于150000ppm并小于350000ppm点燃放散火炬，避免了人为操纵出现误操作。

原有煤气回收系统的气体浓度分析设备为红外气体分析仪，缺点：设备体积大；操作繁琐；设备过多；所用样气需在一次除尘管路上取气，经取气管、采样探头、压力调节单元、过滤单元与脱湿单元、分析仪表等设备，由于取气管路过长导致分析滞后，分析后样气对空排放，因漏气或对空等原因易造成数据不准确与人员伤亡等情况。原有转炉煤气回收平均时间仅为8分钟，经计算得出吨钢煤气回收量为70～80m³/t，且煤气回收控制是人为干预回收，容易误操作。

改造后转炉煤气回收时间≥10分钟，不但提高产量，并且实现转炉自动回收，使得吨钢煤气回收率≥108m³/t，大幅超过国内同类煤气回收系统吨钢回收率，既增加了转炉煤气回收量又减少一氧化碳的排放量，为节能减排做出贡献。

附图说明

图1为本发明安装位置示意图。

图2为自动回收条件程序图。

图3为PLC系统安装图。其中，模块1、背板总线2、电源模块3、CPU模块4、以太网模块5、模拟量输入模块6、模拟量输出模块7、数字量输入模块8、数字量输出模块9。

具体实施方式

图1～3为本发明的具体实施方式，下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明转炉煤气在线分析与控制方法设备包括两大类：1转炉煤气分析设备，即激光O₂、CO分析仪表。2PLC系统(转炉煤气回收控制设备)。

实施示例1：

第一步，O₂、CO分析仪表安装位置的选择，激光O₂、CO气体分析仪表安装在丝网脱水器与除尘风机中部，安装点选择，起始位置在丝网脱水器后距离应大于X米(X＝内径÷1000×5)至除尘风机前X米(X＝内径÷1000×5)，若气体分析仪表安装位置与丝网脱水器距离在0米至X米(X＝内径÷1000×5)因水雾而影响激光过程气体装置的透光率。

第二步，激光CO、O₂气体分析仪表的安装，CO、O₂气体分析仪表安装位置选择好后在管路两侧水平位置两侧开孔并焊接法兰，在一侧法兰安装激光发射端；另一侧安装激光接收端。即可实时在转炉除尘管路上实时在线分析。

第三步，将激CO、O₂光气体分析仪表数据通过模拟量输入模块(模拟量输入模块安装在背板总线上)采集至PLC系统。

第四步，转炉煤气自动回收控制，PLC系统通过逻辑判断，当转炉煤气浓度大于350000ppm且氧气浓度小于15000ppm时进行转炉煤气自动回收操作(见图2)，操作步骤依次为打开水封逆止阀、回收放散三通阀转至回收侧，自动进行转炉煤气回收。回收结束后步骤依次为回收放散三通阀转至放散侧、关闭水封逆止阀，进行放散。

图1激光O₂、CO分析仪表为该气体分析仪表安装位置，设备安装在转炉除尘风机前。

图2为该分析系统的工作原理，激光器发射出特定波长的激光束，穿过被测气体时，返回气体浓度数据。

图3煤气回收PLC系统模块安装位置及组成原理(PLC系统由功能模块组成)

表1自动回收PLC系统所使用模块具体型号，可选用不同厂家PLC系统根据实际情况而定。

表1

Claims

1.一种转炉煤气回收实时在线分析控制方法，其特征在于，工艺步骤为：

在转炉煤气回收系统中增加激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表各一块，激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表安装在丝网脱水器与除尘风机中部，激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表安装点选择好后在管路两侧水平位置两侧开孔并焊接法兰，一侧法兰安装激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表的激光发射端；另一侧安装激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表的激光接收端，直接在转炉除尘管路上实时在线分析；

在原有手动回收基础上增加一套PLC系统，PLC系统的通过逻辑判断自动控制转炉煤气回收，PLC系统安装位置在风机过程站，PLC系统控制转炉煤气自动回收，将激光CO气体分析仪表、激光O₂气体分析仪表数据通过模拟量输入模块采集至PLC系统，PLC系统通过逻辑判断，当转炉煤气浓度大于350000ppm且氧气浓度小于15000ppm时进行转炉煤气自动回收操作，操作步骤依次为打开水封逆止阀、回收放散三通阀转至回收侧，自动进行转炉煤气回；回收结束后步骤依次为回收放散三通阀转至放散侧、关闭水封逆止阀，进行放散；当煤气浓度大于150000ppm并小于350000ppm点燃放散火炬，避免了人为操纵出现误操作；所述的模拟量输入模块安装在背板总线上。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气回收实时在线分析控制方法，其特征在于，激光O₂气体分析仪表、激光CO气体分析仪表安装点选择，起始位置在丝网脱水器后距离应大于X米，至除尘风机前X米，X＝内径÷1000×5。