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钢铁厂高温抽气式氧化锆分析仪的应用

更新时间:2025-02-09      浏览次数:443

一、钢铁厂核心应用场景

1. 烧结工艺

应用点:监测烧结机烟气中的氧含量,优化配风比例,控制烧结矿质量。

价值:减少过烧或欠烧现象,提高成品率,降低返工成本。

 

2. 高炉系统

应用点:

热风炉燃烧控制:实时调节煤气与空气配比,确保热风温度稳定(1200~1350℃);

高炉煤气回收:监测煤气中O₂浓度(要求≤1%),防止煤气爆炸风险。

价值:提升热效率10%~15%,保障煤气回收安全性。

 

3. 转炉/电炉炼钢

应用点:

转炉烟气监测:控制吹氧量,减少金属氧化损失;

余热锅炉氧含量检测:避免锅炉腐蚀,延长设备寿命。

价值:降低吨钢氧耗量,减少金属烧损(约0.5%~1%)。

 

4. 轧钢加热炉

应用点:实时反馈炉膛氧浓度(目标值2%~5%),联动调节燃气阀开度。

价值:减少钢坯氧化皮生成,提高成材率,同时节省天然气用量。

 

二、钢铁厂应用中的技术优势

1. 环境适应性

耐高温探头(最高1400℃)直接插入炉膛或烟道,抗热震性能强,避免传统电化学传感器因高温失效的问题。

抽气式设计+多级过滤(陶瓷滤芯+旋风除尘),应对钢铁厂高粉尘(>50g/m³)、高湿度烟气的挑战。 

2. 精准控制与节能

通过氧含量反馈闭环控制空燃比,使燃烧效率趋近理论值(残氧量2%~5%),减少无效热损失。

案例:某钢厂轧钢加热炉应用后,天然气单耗下降8%,年节省燃料费用超150万元。 

3. 环保合规保障

符合《钢铁行业超低排放改造指南》要求,数据实时上传至政府监管平台(CEMS联网),避免因氧含量监测缺失导致的环保处罚。 

 

三、钢铁厂安装与运维要点

1. 安装位置选择

高炉/热风炉:选择煤气管道上升段,避开涡流区,探头插入深度≥1.5m;

轧钢加热炉:安装在炉尾烟气汇总管道,距离炉体3~5米,避免辐射高温损坏。

注意事项:倾斜15°安装探头,配备压缩空气反吹系统,防止粉尘堆积堵塞。

2. 预处理系统配置

必选模块:

三级过滤:陶瓷初滤(耐800℃)+旋风除尘+PTFE膜精滤;

电伴热管线:维持样气温度>150℃,防止酸性气体(如SO₂)冷凝腐蚀管路。

选配模块:

针对高炉煤气含H₂S场景,加装脱硫预处理罐,保护氧化锆传感器。

 

3. 校准与维护

日常校准:每周通入高纯氮气(99.999%)进行零点校准,压缩空气(20.6% O₂)进行量程校准;

传感器寿命:正常工况下≥3年,若H2S浓度>100ppm,建议每年更换;

耗材更换:滤芯每月检查,粉尘负荷高时每15天反吹一次。 

 

四、典型问题与解决方案

问题现象:氧含量读数持续偏高

可能原因:采样管路漏气或滤芯堵塞

解决方案:检漏+更换滤芯,校准系统

 

问题现象:响应时间延长至>30秒

可能原因:抽气泵功率不足或伴热失效

解决方案:升级泵流量至2L/min,修复伴热

 

问题现象:传感器输出信号波动大

可能原因:参比空气污染或电极老化

解决方案:更换参比空气过滤器/传感器 

 

五、成功案例参考:

某大型钢铁集团应用实践

场景:2500m³高炉热风炉燃烧控制

配置:YK-500-A型高温抽气式氧化锆分析仪(量程0~25% O₂,4-20mA+HART输出),0-1600度烟气范围测量,再结晶碳化硅取气管,配备射流泵、压力表、高温三通、高温法兰、氧量液晶显示仪。

效果:

热风温度波动范围从±50℃缩小至±15℃,风温稳定性提升70%;

煤气消耗量降低12%,年节约成本约480万元;

设备连续运行18个月未更换传感器,故障率为0。

  

六、选型建议

1. 量程选择:

常规燃烧控制:0~25% O₂(窄量程,分辨率0.01%);

煤气安全监测:0~5% O₂(高精度,带超限报警功能)。

2. 防爆要求:煤气区域需选防爆型(Ex d IIC T4以上),探头材质推荐再结晶碳化硅。

3. 智能化升级:选配数据接入厂区MES系统,实现与PLC(如西门子S7-1500)的燃烧自动调控。

 

通过针对性部署高温抽气式氧化锆分析仪,钢铁企业可实现工艺优化、能耗降低、排放合规三重目标。如需具体型号参数或定制化方案,可进一步提供工艺细节(如烟气温度、成分、流量等)!