干熄焦循环气体检测

图1  干熄焦循环气体在线检测系统

干熄焦循环气体是由O₂(0.2%~1%)，CO(2%~25%)，H₂(2%~10%)，CO₂(3%~15%)，H₂O(4.62%)，N₂组成，在循环气体中的O₂，CO，H₂的浓度达到一定比例时会引起爆炸，进入干熄槽内O₂过多会使焦炭燃烧。从CO，H₂的含量情况可以间接检查锅炉系统是否有泄漏现象，同时，根据成分分析结果，可以调节空气适量，以使循环气体中的可燃组分燃尽。因此，及时准确地检测循环气体中O₂，CO，H₂(2%~10%)，CO₂等成分含量，对保证干熄焦生产安全、稳定地进行有很大意义。图1示出了日本横河电气公司成套的干熄焦循环气体在线检测系统图，精度为±2%，响应时间90ms。该系统主要由探头取样、气体净化和气体分析等三部分组成。取样部分包括两个取样探头和取样探头吹扫控制装置(一用一备)，探头中的主要部件为网状滤芯，主要作用是对循环气体进行初步净化，滤除样气中颗粒大于20μm的灰尘。为了防止取样探头堵塞，每隔半小时需对探头吹扫一次，吹扫气体为氮气。气体净化单元包括三级过滤装置水洗、二次过滤器和三次过滤器。气体首先通过水洗将其携带的灰尘去除，然后经分离器将气体中的水分分离出来，最后经过二次纵过滤器和三次薄膜过滤器进一步除掉小颗粒的尘土和水分。气体分析部分包括三台分析仪表：MG8G–MA型磁氧式氧分析仪，IR8B型热传导式氢分析仪，ZAF型测量CO，CO₂成分的红外式分析仪。仪表除在本地显示分析结果外，还可输出4~20mA的标准信号远传至位于主控室的DCS系统，为了保证系统的测量精度，每台分析仪应定期进行零点、量程校正。取样探头连续工作时，会有很多灰尘附着在表面，必须进行定期吹扫，才能保证测量顺利进行。吹扫有自动或手动两种方式，一般情况下系统都运行在自动吹扫方式下。自动吹扫由PLC控制，吹扫模式为：吹扫30s后间歇10s，再吹扫30s，其控制时序为：(1)1号探头吹扫时，2号探头测量；(2)设定时间(T₁₀+T₁₁+T₁₀=70s)到后，1号转到测量，2号转到吹扫；(3)一般在1号转到测量进行到30min~70s后，2号开始吹扫；(4)2号吹扫70s(T₁₃+T₁₄+T₁₃=70s)后，1号停止测量，2号开始测量；(5)2号测量30min(T₂=30min)后，运行(1)。然后重复(1)~(2)步骤，其时序见图2。

图2  干熄焦循环气体成分检测自动吹扫时序图