專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)時在線分析控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是提出一種煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回實(shí)時分析控制方法。
背景技術(shù)：
在轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉過程中，由于激烈的氧化反應(yīng)在爐內(nèi)產(chǎn)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(jìn)行冷卻、凈化，然后進(jìn)行回收或者由放散塔排入大氣。轉(zhuǎn)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(yè)重要的二次能源發(fā)熱量為5975kJ/m3。國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣回收氣體分析系統(tǒng)多為將樣氣取至分析設(shè)備，要樣氣途經(jīng)采樣探頭、取氣管路、壓力調(diào)節(jié)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(dǎo)致煤氣分析結(jié)果滯后，使得轉(zhuǎn)爐煤氣資源被白白的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)時在線分析控制方法，解決了現(xiàn)有煤氣分析系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)滯后；分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；安全隱患等問題，該方法可實(shí)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(shù)據(jù)準(zhǔn)確、安全等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)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(wǎng)脫水器與除塵風(fēng)機(jī)中部 (見圖1)，安裝點(diǎn)選擇，起始位置在絲網(wǎng)脫水器后距離應(yīng)大于X米(X=內(nèi)徑+1000X5)至除塵風(fēng)機(jī)前X米(X =內(nèi)徑+1000 X 5)，若氣體分析儀表安裝位置與絲網(wǎng)脫水器距離在0米至X米(X=內(nèi)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(diǎn)選擇好后在管路兩側(cè)水平位置兩側(cè)開孔并焊接法蘭， 一側(cè)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(fā)射端；另一側(cè)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?？芍苯訉?shí)時在轉(zhuǎn)爐除塵管路上實(shí)時在線分析。因此減少了氣體成分分析周期，大幅提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。這種轉(zhuǎn)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(dǎo)致分析數(shù)據(jù)滯后等問題。原有回收系統(tǒng)是人為手動，在轉(zhuǎn)爐主控室通上位機(jī)人機(jī)界面手動控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收。在原有手動回收基礎(chǔ)上增加一套PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)的主要功能是通過邏輯判斷自動控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收，PLC系統(tǒng)安裝位置在風(fēng)機(jī)過程站，PLC系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)爐煤氣自動回收，PLC系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過邏輯判斷，當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣濃度大于350000ppm且氧氣濃度小于 15000ppm時進(jìn)行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)至回收側(cè)，自動進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煤氣回收?；厥战Y(jié)束后步驟依次為回收放散三通閥轉(zhuǎn)至放散側(cè)、關(guān)閉水封逆止閥，進(jìn)行放散。當(dāng)煤氣濃度大于150000ppm并小于350000ppm點(diǎn)燃放散火炬，避免了人為操縱出現(xiàn)誤操作。原有煤氣回收系統(tǒng)的氣體濃度分析設(shè)備為紅外氣體分析儀，缺點(diǎn)設(shè)備體積大； 操作繁瑣；設(shè)備過多；所用樣氣需在一次除塵管路上取氣，經(jīng)取氣管、采樣探頭、壓力調(diào)節(jié)單元、過濾單元與脫濕單元、分析儀表等設(shè)備，由于取氣管路過長導(dǎo)致分析滯后，分析后樣氣對空排放，因漏氣或?qū)盏仍蛞自斐蓴?shù)據(jù)不準(zhǔn)確與人員傷亡等情況。原有轉(zhuǎn)爐煤氣回收平均時間僅為8分鐘，經(jīng)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(yù)回收，容易誤操作。改造后轉(zhuǎn)爐煤氣回收時間> 10分鐘，不但提高產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐自動回收，使得噸鋼煤氣回收率> 108m3/t，大幅超過國內(nèi)同類煤氣回收系統(tǒng)噸鋼回收率，既增加了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量又減少一氧化碳的排放量，為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。


圖1為本發(fā)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(tǒng)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(wǎng)模塊5、模擬量輸入模塊6、模擬量輸出模塊7、數(shù)字量輸入模塊8、數(shù)字量輸出模塊9。
具體實(shí)施例方式圖1 3為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣在線分析與控制方法設(shè)備包括兩大類1轉(zhuǎn)爐煤氣分析設(shè)備，即激光02、CO分析儀表。2PLC系統(tǒng)(轉(zhuǎn)爐煤氣回收控制設(shè)備)。實(shí)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(wǎng)脫水器與除塵風(fēng)機(jī)中部，安裝點(diǎn)選擇，起始位置在絲網(wǎng)脫水器后距離應(yīng)大于X米(X =內(nèi)徑+1000X0至除塵風(fēng)機(jī)前X米(X=內(nèi)徑+1000X0，若氣體分析儀表安裝位置與絲網(wǎng)脫水器距離在0米至X米(X =內(nèi)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(cè)水平位置兩側(cè)開孔并焊接法蘭，在一側(cè)法蘭安裝激光發(fā)射端；另一側(cè)安裝激光接收端。即可實(shí)時在轉(zhuǎn)爐除塵管路上實(shí)時在線分析。第三步，將激CO、O2光氣體分析儀表數(shù)據(jù)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(tǒng)。第四步，轉(zhuǎn)爐煤氣自動回收控制，PLC系統(tǒng)通過邏輯判斷，當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣濃度大于 350000ppm且氧氣濃度小于15000ppm時進(jìn)行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)至回收側(cè)，自動進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煤氣回收?；厥战Y(jié)束后步驟依次為回收放散三通閥轉(zhuǎn)至放散側(cè)、關(guān)閉水封逆止閥，進(jìn)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(shè)備安裝在轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)前。圖2為該分析系統(tǒng)的工作原理，激光器發(fā)射出特定波長的激光束，穿過被測氣體時，返回氣體濃度數(shù)據(jù)。
圖3煤氣回收PLC系統(tǒng)模塊安裝位置及組成原理(PLC系統(tǒng)由功能模塊組成)表1自動回收PLC系統(tǒng)所使用模塊具體型號，可選用不同廠家PLC系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況而定。表 權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)時在線分析控制方法，其特征在于，工藝步驟為在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)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(wǎng)脫水器與除塵風(fēng)機(jī)中部，激光CO氣體分析儀表、激光A氣體分析儀表安裝點(diǎn)選擇好后在管路兩側(cè)水平位置兩側(cè)開孔并焊接法蘭， 一側(cè)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(fā)射端；另一側(cè)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(zhuǎn)爐除塵管路上實(shí)時在線分析；在原有手動回收基礎(chǔ)上增加一套PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)的通過邏輯判斷自動控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收，PLC系統(tǒng)安裝位置在風(fēng)機(jī)過程站，PLC系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)通過模擬量輸入模塊采集至PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過邏輯判斷，當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣濃度大于350000ppm且氧氣濃度小于15000ppm時進(jìn)行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)至回收側(cè)，自動進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煤氣回；回收結(jié)束后步驟依次為回收放散三通閥轉(zhuǎn)至放散側(cè)、關(guān)閉水封逆止閥，進(jìn)行放散；當(dāng)煤氣濃度大于150000ppm并小于350000ppm點(diǎn)燃放散火炬，避免了人為操縱出現(xiàn)誤操作；所述的模擬量輸入模塊安裝在背板總線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)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(diǎn)選擇，起始位置在絲網(wǎng)脫水器后距離應(yīng)大于X 米，至除塵風(fēng)機(jī)前X米，X =內(nèi)徑+1000X5。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)時在線分析控制方法，屬于轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)領(lǐng)域。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)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(zhuǎn)爐除塵管路上實(shí)時在線分析；在原有手動回收基礎(chǔ)上增加一套PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)的通過邏輯判斷自動控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收。優(yōu)點(diǎn)在于，解決現(xiàn)有煤氣分析系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)滯后；分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；安全隱患等問題，可實(shí)時在線分析除塵管路上煙氣中的O2與CO；實(shí)現(xiàn)了分析成分速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)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(shù)有限公司