WF100 武漢正元在線煙氣分析系統(tǒng) 高爐煤氣分析系統(tǒng) 多成份氣體分析系統(tǒng)

系統(tǒng)概述
　　WF100型在線煙氣分析系統(tǒng)是以在線氣體自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感器技術、自動測量技術、自動控制技術、計算應用技術以及相關的專業(yè)分析田間和通訊網(wǎng)絡所組成的新一代工業(yè)在線分析氣體分析系統(tǒng)。根據(jù)用戶具體情況條件要求系統(tǒng)，用于工業(yè)在線連續(xù)監(jiān)測氣體濃度（如CO、CO2、H2、O2、CH4等成分并控制生產(chǎn)過程）。主要用于鋼鐵、冶煉、化工、水泥等行業(yè)。
　　系統(tǒng)主要由取樣探頭、反吹裝置、樣氣預處理裝置、PLC控制器、分析儀器、數(shù)據(jù)處理單元等組成。
 
系統(tǒng)技術指標
一、樣氣處理系統(tǒng)技術指標
　●全不銹鋼取樣探頭運行時間≥5年，且免維護
　●經(jīng)處理后潔凈樣氣含塵粒度≤0.3μm
　●系統(tǒng)滯后時間≤4min（管線長度≤50米）
　●系統(tǒng)單線連續(xù)采樣在線運行時間≤24小時
　●過濾裝置不更換時間≥3年
　●所有取樣過濾裝置均為全不銹鋼焊接，*免維護

二、分析系統(tǒng)技術指標
　●分析系統(tǒng)檢測量程
　　CO  0-50%   （紅外檢測）
　　CO2  0-50%   （紅外檢測）
　　H2  0-10%    （熱導檢測）
　　CH4  0-5%    （可選） （紅外檢測）
　　N2  0-*   （歸一法）
　●零漂≤±1.0%/周SF　　★線性度≤±1.0%/周SF
　●重復性≤±1.0%/周SF　★靈敏度≤±0.5%
　●環(huán)境溫度：+5～45℃
　●輸出信號：標準電流4～20mA信號
　●數(shù)據(jù)通訊：PROFIBUS、ETHERNET
　●報警狀態(tài)信號：無源干接點
系統(tǒng)適用條件
　●取樣探頭安裝在高爐重力（旋風）除塵出口水平煤氣管道
　●樣氣溫度：≤600℃
　●樣氣含水量：≤30%VOL　★樣氣含塵：≤200g/Nm3　★樣氣壓力：0.05MPa～0.4MPa
環(huán)境條件
　●環(huán)境溫度：+5～45℃
　●相對濕度：≤90%
　●大氣壓：60-108KPa
　●運輸及存儲溫度：-25～65℃
介質(zhì)條件
　●工作電源：220VAC  50HZ  5KVA（不含增壓泵電源）
　●工作氣源：潔凈氮源≥1.6MPa  30NM3/24H（無高壓氮源可選用氮增壓系統(tǒng)）
　●工業(yè)凈化水≥0.6MPa  4T/24H
 
關鍵技術特點
1、的DBE樣氣預處理技術（第44屆世界發(fā)明博覽會上榮獲“尤里卡”金獎）
　　我們的樣氣預處理技術曾用在轉(zhuǎn)爐熱端達到上萬爐不堵的記錄，在冶金高爐的高壓、多塵、高濕、大流量工況下，也能夠長達24小時的連續(xù)在線分析。
　　系統(tǒng)取樣探頭與過濾反吹采用“憋氣爆破”的原理，即將氮氣（吹掃氣源）憋至待吹掃裝置（探頭、過濾器）達到恒定眼里，通過快速動作的氣動控制單元，瞬間開啟產(chǎn)生強大“爆破力”，將過濾樣氣的粉塵及殘留水*排除，使取樣探頭與過濾器具有強大的“再生”能力。
　　系統(tǒng)針對煙氣中金屬粉塵具有磁性的特點，在預過濾級中研制設計了磁浮過濾裝置，可將煙氣中金屬粉塵俘獲并予排除，從而改變了后級煙塵結(jié)垢的特點。
　　針對粉塵、水汽的結(jié)垢特點，設計了保護過濾裝置，可將絕大部分的粉塵、水汽俘獲，并能使在其形成結(jié)垢層（沒有了金屬粉塵）被破碎（憋氣暴破的方法）后排除，保護過濾裝置還具有吸水能力，減少了致密結(jié)垢層的形成。有利于發(fā)揮防堵排放功能，并能使大部分水汽被排出，大大減輕了精密過濾器工作的負擔。
　　針對多塵、高濕、大流量特點，取樣探頭利用液體力學原理，能夠保證中≥100μ的顆粒煙塵不能進入至分析室管路，它還具有承受大流量的能力，具有使多水汽煙氣在其表面遇冷后凝結(jié)成的水分與俘獲的煙塵形成的結(jié)構(gòu)層，絕大部分被排放出去保持其連續(xù)工作的能力，減輕取樣系統(tǒng)后面諸級過濾器的工作負擔。

2、*的取樣方式
　　總結(jié)多年實踐中的經(jīng)驗，已往國外以及大部分國內(nèi)分析廠家均將過濾裝置設計在頂部探頭中，管道中煙氣與過濾后的潔凈樣氣僅通過一只墊圈壓緊隔離，維護人員很容易在維護過程中安裝稍不注意或由于墊圈的老化，將會造成管道中的部分煙氣不經(jīng)過過濾器而直接通過取樣管道進入分析系統(tǒng)，導致儀器的損壞。由于探頭過濾器裝置安裝在工藝煙氣管道上，不僅給維護人員的工作帶來了安全隱患，而且增大了維護量。
　　我們系統(tǒng)中將過濾器安裝在預處理柜中，煤氣管道上僅有不銹鋼取樣探頭，結(jié)構(gòu)簡潔而且是不需要任何維護工作的。針對煙氣含水份較重，有時高達20-30%NM3，有些國外公司的分析取樣系統(tǒng)的探頭和管路均采用保溫方式（電或蒸汽），志在防止樣氣結(jié)露致堵。這樣不僅增大了系統(tǒng)維護量，而且一旦停電/停汽，將會造成整體套取樣系統(tǒng)堵塞，系統(tǒng)無法運行。*的樣氣處理系統(tǒng)無需任何伴熱處理，預處理以及分析儀表采取地面安裝方式，樣氣采用五級過濾、可確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、*運行。

3、分級排放具有強大的系統(tǒng)再生能力
　　系統(tǒng)采用分級吹掃排放，具有強大的再生能力。因此能保證系統(tǒng)取樣探頭與過濾裝置常期可靠運行。取樣探頭以及預處理裝置在正常工況下可保5年不堵不換。
 
4、全過程PLC自動控制
　　系統(tǒng)實現(xiàn)全過程有穩(wěn)定可靠的PLC自動控制，完成系統(tǒng)的自動取樣、反吹、備線以及故障診斷等功能。不僅可提供標準隔離電流信號輸出，而且可根據(jù)用戶要求提供各種通訊形式以供集成。
　　用戶可通過分析機柜面板實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行與手動維護的狀態(tài)操作。自動方式下，用戶無需任何干預，系統(tǒng)將自動完成取樣、反吹、分析等功能。在維護狀態(tài)下，用戶可簡單的通過分析機柜面板上的按鈕及相應信號指示燈進行系統(tǒng)分析診斷操作。

5、快速抽氣單元
　　由抽氣泵、壓力檢測器、旁路流量計組成，抽氣泵將被測樣氣快速抽到分析柜并穩(wěn)流后通過旁路流量計加速排放，若取樣壓力達不到額定范圍，PLC將會發(fā)出報警信號。

6、預處理單元的自動清掃功能
　　該系統(tǒng)會定期自動進行反吹，將濾留下的煙塵和冷凝水清掃干凈，同時啟動另一套取樣線， 實現(xiàn)無擾動切換。待吹掃完畢后，進入預備狀態(tài)，等待下次投入運行。

7、分級排放具有強大的系統(tǒng)
　　再生能力系統(tǒng)采用分級吹掃排放，具有強大的再生能力。因此能保證系統(tǒng)取樣探頭與過濾裝置*可靠運行。取樣探頭以及預處理裝置在正常工況下可保3年不堵不換。

8、快速、準確的取樣真實反應氣體成分含量
　　系統(tǒng)采用大流量加速定排的方法，以提高系統(tǒng)流速，采集真實樣氣。為回路的調(diào)節(jié)控制提供實時、真實的氣體含量。
 
系統(tǒng)配置
　　系統(tǒng)由防塵水全不銹鋼取樣探頭、樣氣預處理單元（全不銹鋼且免維護）、快速抽氣單元、分析單元、自動清掃單元、順序控制單元、控制操作單元和標定單元等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框如（圖一.單線單表式系統(tǒng)配置）、（圖二.雙線單表式系統(tǒng)配置）、（圖三.雙線雙表式系統(tǒng)配置）分析系統(tǒng)所示：
　　單線單表即系統(tǒng)采用單線取樣系統(tǒng)，樣氣預處理系統(tǒng)和一套分析檢測裝置。通過PLC全自動控制，完成系統(tǒng)采樣、反吹、排水以及故障處理等功能，從而實現(xiàn)氣體成分的連續(xù)檢測。
 　　雙線單表型系統(tǒng)即采用雙套取樣裝置“一用一備”工作方式，冗余切換、連續(xù)采樣，將經(jīng)過處理后的潔凈樣氣送至一套分析系統(tǒng)，檢測出煤氣中的CO、CO2、H2、CH4、N2成分含量。具體系統(tǒng)配置如圖二所示。
　　雙線雙表型系統(tǒng)中，分析儀表和取樣裝置均為“一用一備”工作方式，冗余切換，也可以作為雙表參比運行，系統(tǒng)采用“冷備機”控制方式，當系統(tǒng)產(chǎn)生故障，運行機組自動啟動冷備機組運行，并實現(xiàn)無擾自動切換，次系統(tǒng)多為高爐“專家系統(tǒng)”配合選用。系統(tǒng)配置如圖三所示。