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石灰窑煤气在线分析系统应用

来源:黄千敏/www.plc-fa.hk2008.10.31阅读 2919

 1  引言
        石灰是炼钢重要辅助原料之一,炼钢生产需要优质、活性度高的治金石灰。气烧石灰竖窑是以煤气为主要燃料的一种窑形,石灰的焙烧对温度要求较为严格,入炉煤气流量和热值均要求保持均衡稳定。在钢铁企业里,存在着高炉、焦炉、转炉多种煤气,其成份和热值均有较大的差别,如何及时掌握入炉煤气成份、热值CONTROL ENGINEERING China版权所有,以便实时调节炉况,对于气烧石灰生产而言就显得极为重要。

2  系统设计
        三钢矿山公司1-7#气烧窑均由一总管供应煤气,经加压机加压后,分送至各座气烧窑,其总管前端所用气源既有高炉煤气,又有转炉煤气,焦炉煤气,煤气成份热值随各种煤气配入量的不同而大幅波动,以往纯靠司炉工观察火色来指导操作,生产调控极为困难。为解决煤气成份热值波动无法实时掌握的难题,根据现场具体工艺要求,三钢矿山公司1-7#气烧窑在煤气总管上安装取样探头,采用zd101-64煤气成份在线分析系统,来实时跟踪分析co、ch4、h2的含量

,并与1-7#气烧窑plc系统联网通讯,实现检测自动化,入炉热值积算,自动化控制工程网版权所有,系统其有外控运行和自动化运行两种状态,在分析状态下具备了完善上、下限控制、报警及曲线记录功能。

2.1 配置与总体设计
        (1) 分析单元 
        气体分析仪采用德国abbel3000 ,分析精度±1%fs,线性度≤±0.5%fs,零点漂移<0.5%fs/months。
        (2) 免维护取样探头
        采用南京智达公司自主研制的探头控制工程网版权所有,专利号zl002 20707.9。
        (3) 取样预处理系统
        包含高精度复合硫过滤器、报警监视过滤器、抽气泵(knf)/冷凝气、自动排液式气液分离器组。
        (4) 反吹系统
        包含以下部分:大流量防腐电磁阀组(ckd)、气源净化器组、超低声能自清灰装置、自动试漏装置等。
        (5) 控制中心
        采用西门子s7-300系统,软件采用step7 v5.3控制工程网版权所有,工控机采用台湾研华,界面软件采用wincc6.0。
        (6) 标准气 (连铝合金钢瓶、气体减压阀)。
        控制系统如附图所示。

 

附图  控制系统

         关键技术措施
        (1) 煤气中粉尘含尘量大的防堵措施。回收煤气虽经多方处理,煤气中粉尘含量仍然很大,而且粉尘粒度分布中,密度大而粘,细尘较多,这对于取样分析是十分恶劣和困难的情况。气体的成份分析,预处理是关键。以往取样探头前级过滤器承受最恶劣的环境也最易堵,这一现象是由于传统的过滤器采用钢性表面微孔过滤原理造成的。钢性表面微孔过滤器只靠表面积过滤,介质间隙很小,分析时大量烟尘阻挡过滤器的表面CONTROL ENGINEERING China版权所有,易造成堵塞。同时一部分灰尘进入微孔,也有硫化物以气态和雾状进入微孔,在内部结成固体,在反吹时,间隙内的烟尘和结晶物无法清除,造成堵塞。解决这一问题必须从过滤原理上来找方法。现场采用的大容量介质过滤器,以保证分析精度,提高过滤效率,不仅靠表面积过滤,还利用本身容积进行过滤,容尘量大,反吹时间隙变大,使清灰率大大增加,长期使用不堵塞。

        (2) 复合能量反吹系统。任何取样系统,必须经过反吹的

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