[实用新型]一种高炉综合煤气连续分析系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉综合煤气连续分析技术领域，更具体地说，涉及一种高炉综合煤气连续分析系统。

背景技术

高炉操作中检测炉顶煤气成分是一项非常重要的工作。准确连续自动检测高炉炉顶煤气中的CO、CO₂、H₂含量，对判断高炉炉况和设备工作情况，完成高炉高效操作非常重要。炉顶综合煤气连续分析系统的难点在于样气的取样净化处理。传统高炉综合煤气分析系统取样装置安装在重力除尘器后面，样气处理一般需要经过两个阶段：过滤与脱水。即取样的煤气在抽气泵的作用下进入除尘过滤器，经过多级除尘，除去大部分灰尘，再经过气水分离器（或干燥器）除去大部分水分，最后经过精过滤器进入分析仪器。另外，由于除尘后灰尘量大，需要增加定时N₂反吹装置保证管道畅通（谢永平．高炉综合煤气分析成套系统．分析仪器，1998，No.3：28~30；用炉顶煤气成分分析控制高炉操作．冶金译丛．1995，No.1：6~7），现有技术中常用的高炉综合煤气连续分析系统中，其样气预处理系统均需要定时N₂反吹，以保证样气预处理系统的管道畅通，这样使得样气预处理系统不能长期连续稳定的工作，这是一直困扰钢铁企业连续检测高炉炉顶煤气的重大难题。目前，国内外高炉炉顶煤气连续在线分析系统运转效果好的不多，其主要原因在于样气预处理系统过于复杂，维护量大，投资费用高（在国外，预处理系统与煤气分析仪价格相近），而且安装、调试、维护都较复杂，对维护人员技术水平要求也较高，给使用带来不便。

关于高炉炉顶煤气连续分析系统的开发，已有相关的技术文献公开，如：王平、李家新、周莉英等人研发的高炉炉顶综合煤气连续分析系统能够为高炉值班室提供连续在线的高炉煤气成分分析，取得了较好的应用效果（王平，李家新，周莉英等. 高炉炉顶综合煤气连续分析系统的开发与应用. 钢铁，2004，No.6：6~9），该论文中指出炉顶煤气连续分析系统开发的难点在于样气的净化处理，具体分析如下：

（1）湿法炉顶煤气除尘系统样气净化处理难点：马钢新1号高炉（有效容积为2545 m³）煤气清洗采用的是湿式串联文氏管系统。重力除尘器出口煤气含尘量为2.32~3.28 g/m³，煤气含水量为5%，温度100~300 ℃；二级文氏管出口含尘量为2~4 mg/m³，出口煤气含水量为6~10 g/m³（其中含机械水），温度为30~60 ℃（龚义书，丁宝忠，凌绍业等. 马钢2500 m³高炉煤气清洗系统的测试与研究. 炼铁，1996，15(2)：26~28）。由于各部位样气其含尘、温度和含水量不一样，故对其处理与净化方法也不可能一样。在重力除尘器出口取样，取样管道易结露堵塞，故要对样气进行保温，对取样管道要进行反吹扫，样气除尘负荷重。在二级文氏管出口取样，主要任务是要除样气的水分，其次是除样气的含尘。

（2）维护工作量：许多取样装置与分析仪器在实验室能用得很好且分析精度较高，但在现场用不了多久就不能正常运转、分析误差较大。究其主要原因是系统维护工作量大，对维护人员专业知识要求高和系统关键器件（如电动、气动阀门、滤芯）寿命短等。

（3）对异常炉况的适应性：炉况不正常时炉顶温度高，炉顶打水多，煤气含水量增大。故样气采集与净化装置要能应付煤气压力、温度与含水量波动大等异常情况。

但是，该公开的技术文献中仅介绍了煤气成分分析系统的框架构成，对于样气预处理装置这一关键结构设计，该公开文献只简要写明了工作原理，并未公开具体的结构设计，冶金领域的工作人员无法根据该文献的介绍再现该煤气成分分析系统，本专利的发明人在该研究论文的基础上，经过长期试验和分析，改进后重新设计出本实用新型的技术方案。

此外，通过专利检索，关于样气分析测试的预处理技术已有相关技术方案公开。如，中国专利申请号201110217370.7，申请日：2011年7月21日，发明创造名称为：一种用于烟气过滤、除湿、混合的装置，该申请案包括烟气引入管、烟气引出管、混合腔，整体装置呈圆筒状，装置分成上部分为除湿腔，下部分为混合腔，二者之间设置集水隔板，所述混合腔内分别装烟气引入管和烟气引出管穿过除湿腔通向外部，所述烟气引出管的下部连有过滤腔，混合腔的下部开有放灰口。另：中国专利号ZL201010548826.3，发明名称为：烟气采样脱水装置。上述的技术方案在一定程度上对烟气进行了预处理，但是其结构设计不尽合理，一般都需要采用N₂反吹装置以保证管道畅通，且维护成本大，不方便使用。