在線煤氣分析係統在轉爐冶煉過程中常見故障及解決方法

轉爐在線氣體(ti) 分析係統一般安裝在ID風機後，該設備在使用過程中一旦出現故障，將影響到轉爐煤氣能否回收，直接左右轉爐負能煉鋼指標，影響煉鋼的成本。但在線氣體(ti) 分析係統在使用過程中卻又不可避免的會(hui) 出現各類問題，所以解決(jue) 這些出現的問題則顯得必要而迫切。

1 在線氣體(ti) 分析係統的功能

轉爐冶煉產(chan) 生的煙氣中含CO，CO2，O2等成分，通過在線氣體(ti) 分析係統對煙氣中的CO、CO2、O2等含量進行分析，再選擇CO含量、O2含量合格的煙氣進行回收利用，將大大降低煉鋼的成本。在線氣體(ti) 分析係統一般由預處理采樣單元、控製係統單元、氣體(ti) 分析單元等構成。

2 在線氣體(ti) 分析係統常見故障及解決(jue) 方法

2.1 轉爐冶煉過程中全程氧高

現象：O2在冶煉全程中保持在10％左右。

2.1.1 原因分析

1）冶煉過程中，轉爐產(chan) 生的煙氣溫度在1600℃左右，根據CO+O2=CO2知，高溫狀態下，CO與(yu) O2不能共存。故可排除煙氣中因含有O2而帶來的氧高的情況；

2）按照當時係統風量約為(wei) 100000Nm3/h估算，若懷疑外界空氣進入，則進入的空氣量約為(wei) 100000×10%/21%≈48000Nm3/h，吸入如此大的風量，按管道負壓為(wei) -17KPa計算，需要約570mm大的圓孔漏氣才有可能，故此也可排除；

3）如果排除了以上煙氣本身的問題，則可能是在線氣體(ti) 分析係統在采樣過程中進入了空氣。

2.1.2 解決(jue) 措施

1）用標準氣對分析儀(yi) 進行標定；

2）檢查參比氮氣壓力是否在規定範圍內(nei) ；進入分析儀(yi) 的流量是否有波動，是否在規定範圍內(nei) ；

3）查漏。開啟采樣泵，使泵出口至分析儀(yi) 樣氣入口的管路處於(yu) 正壓；塗抹肥皂水於(yu) 該管路的每個(ge) 接口處，觀察是否有漏氣現象；由於(yu) 采樣探頭至采樣泵入口的管路處於(yu) 負壓段，若塗抹肥皂水，不利於(yu) 檢查，可采用將采樣泵入口管路接至泵出口側(ce) ，使該段管路處於(yu) 正壓，再進行塗抹肥皂水查漏。一般情況下，將漏點漏氣問題解決(jue) ，即可解除冶煉過程中全程氧高的問題。

2.2 轉爐冶煉過程中CO波動大

現象：冶煉過程中，CO成分波動大，造成煤氣時而回收，時而放散。而在分析空氣時，能保持CO在0％左右。

2.2.1 原因分析

1）一般來說，冶煉過程中，CO成分在到達回收要求後，如果轉爐沒有大噴或者事故吹煉中斷，CO成分一般都會(hui) 維持在45％~60％之間，而不會(hui) 造成煤氣反複回收的情況；

2）分析出來的成分大小取決(jue) 於(yu) 進入分析儀(yi) 的CO氣體(ti) 量。如果分析出來的CO成分波動大，則表明進入分析儀(yi) 的CO的氣體(ti) 量變化大；

3）引起氣體(ti) 量變化大的因素有流量計故障：損壞、積水、進水等。流量計積灰、進水原因：前道處理工序出現異常，如冷凝器排水、過濾器排水用蠕動泵不能正常排水；

4）引起氣體(ti) 量變化大的另一個(ge) 因素為(wei) 煙霧過濾器濾芯堵塞，由於(yu) 濾芯堵塞，將影響到通過濾芯的流量，終影響進入分析儀(yi) 的流量；

5）氣體(ti) 采樣泵工作異常，也將影響到進入分析儀(yi) 的流量；

6）分析儀(yi) 的輸出接線端子鬆動，導致輸出異常。

2.2.2 解決(jue) 措施

1）用標準氣對分析儀(yi) 進行標定；

2）檢查流量計的流量是否在規定範圍內(nei) （約1L/min），如果流量波動則需要進行檢查流量計和其他元器件的狀態；

3）如果流量計積水，則進行排水或更換流量計，然後檢查排水蠕動泵的工作狀態；

4）如果流量計無積水則需檢查煙霧過濾器濾芯顏色是否呈現黑色，如果是則更換濾芯 ；

5）如果流量計無積水、蠕動泵、濾芯等正常，則檢查蠕動泵的工作狀態。檢查可以通過將采樣泵出口直接連通放散流量計，觀察、調整放散流量計的流量是否在泵的額定流量左右，如果相差大，則更換采樣泵；

6）若排除流量計積水、蠕動泵、濾芯、采樣泵等異常的因素，則流量計本身可能已經損壞，則更換流量計；

7）觀察分析儀(yi) 的顯示屏數據與(yu) 遠程數據是否一致。

2.3 非冶煉過程，CO及CO2出現波動

現象：非冶煉過程中，分析儀(yi) 係統的采樣泵處於(yu) 停止狀態，進入分析儀(yi) 的流量為(wei) 零，但此時CO、CO2卻以同一趨勢出現，保持在2％~5％。

2.3.1 原因分析

1）分析儀(yi) 的輸出接線端子鬆動，導致輸出異常；

2）采樣泵處於(yu) 非工作狀態，但分析儀(yi) 卻分析出CO、CO2的成分，表明分析儀(yi) 內(nei) 部尚有氣體(ti) 存在，並一直存在著，無法放散。無法放散的原因，是由於(yu) 經過分析儀(yi) 分析後的氣體(ti) 需要通過緩衝(chong) 罐來進行放散，而緩衝(chong) 罐堵塞後，分析儀(yi) 內(nei) 的樣氣無法流通，就將導致這一故障的出現；

3）分析儀(yi) 出現漂移現象。

2.3.2 解決(jue) 措施

1）檢查分析儀(yi) 的顯示屏數據與(yu) 遠程數據是否一致；

2）將分析儀(yi) 的放散管直接排放至大氣，觀察CO、CO2數據是否馬上歸0；

3）用標準氣對分析儀(yi) 進行標定。

3 在線氣體(ti) 分析儀(yi) 係統在設計時需要考慮的問題

3.1 預處理采樣單元的設計

由於(yu) 煙氣中含有水分與(yu) 粉塵，通過采樣探頭對煙氣進行取樣時，如若不采取措施，高溫煙氣中的水分遇冷發生凝結，並與(yu) 樣氣處理過程中所沉積下來的粉塵接觸，極易造成結垢堵塞，致使探頭無法正常工作甚至損壞，從(cong) 而導致以上三大問題的出現。

針對探頭堵塞問題，一般建議在取樣探頭中增加加熱器與(yu) 反吹係統。探頭通過取樣管采集管路中的樣氣，濾芯對樣氣的粉塵進行一級過濾後，利用加熱器對樣氣進行加熱，使煙氣溫度控製在150~200℃間，保證在露點溫度之上，防止樣氣出現凝結。對於(yu) 樣氣處理過程中所沉積下來的粉塵，設置內(nei) 反吹係統對探頭進行吹掃，清除探頭濾芯中的粉塵，可有效防止探頭出現堵塞。

3.2 控製係統單元的設計

在係統投入運行後，分析儀(yi) 測量參數呈逐漸增大的趨勢。這是由於(yu) 沒有定期對分析儀(yi) 進行標定，分析儀(yi) 工作不穩定，出現漂移現象，導致誤差越來越大，測量結果失真。因此在日常巡檢維護中，應當定期對分析儀(yi) 進行標定，降低分析儀(yi) 的測量誤差。一般建議在線氣體(ti) 分析係統配備一個(ge) 調零電磁閥，電磁閥得電時切斷樣氣、標準氣進入，失電時常態樣氣進入、標準氣切斷，以實現對分析儀(yi) 的定期標定。

3.3 氣體(ti) 分析單元的設計

對於(yu) 在線氣體(ti) 分係統的氣體(ti) 分析儀(yi) 單元，廠家通常會(hui) 選用一台順磁氧氣分析儀(yi) 檢測煙氣氧含量，一台紅外氣體(ti) 分析儀(yi) 檢測煙氣CO、CO2含量，但這樣的在線氣體(ti) 分析係統結構相對複雜，使用和維護成本較高。因此，在對在線氣體(ti) 分析係統進行設計與(yu) 選型時，一般建議廠家設計並選用僅(jin) 一台器就可解決(jue) CO、CO2、O2等氣體(ti) 含量同時測量的氣體(ti) 分析單元，如在線氣體(ti) 分析係統，其氣體(ti) 分析單元現在煙氣分析儀(yi) 可同時測量CO、CO2、O2等氣體(ti) 含量，可有效降低企業(ye) 的使用和維護成本。

3.4 氣體(ti) 分析儀(yi) 的響應時間

分析儀(yi) 的延時是其本身的一個(ge) 物理特性，不可消除，因為(wei) 樣氣從(cong) 采集、處理、分析都要經過一些管路、元器件。延時控製在一定範圍內(nei) 是可以容忍的，但是如果設計調試不周引起分析延時過長，導致回收的煤氣成分不合格，那就必須立即進行解決(jue) 了，否則，嚴(yan) 重時可引起轉爐煤氣的爆炸。

3.5 各元器件的規格匹配及安裝位置

1）根據t=L/V（t:時間，L:管路長度，V:樣氣流速）知，t就是延時時間，要求t愈小愈好，就必須L小或者V大。故探頭的安裝位置到分析儀(yi) 的距離要求盡量的短，另外，分析儀(yi) 係統內(nei) 各元器件的連接管路也要考慮布置緊湊些；

2）根據V=Q/A（V:樣氣流速，Q:樣氣流量，A:管路橫截麵積）以及1）知，V大可縮短t，而Q大或者A小可以滿足這一條件；其中，Q主要取決(jue) 於(yu) 采樣泵的能力，當然也與(yu) 使用工況相關(guan) ，因為(wei) Q＝Q1+Q2（Q1:放散流量，Q2:進入分析儀(yi) 的氣體(ti) 流量）故在保證Q2在約為(wei) 1L/min的基礎上，使Q1盡量的大。麵積A可以通過選擇8mm或者6mm的管徑；

3）各元器件的安裝需充分考慮排水能力，如汽水分離裝置應該安裝在進汽管比排水管高的位置，冷凝器入口前所有管路要比排水口管路高等。

4 在線氣體(ti) 分係統維護要點

1）排水：每天檢查冷凝器、汽水分離器、排水蠕動泵的排水狀態，確保流量計內(nei) 無積水，如有積水應查明原因並排除；

2）流量調整：進入分析儀(yi) 的流量確保在1L/min；

3）探頭：每2個(ge) 月對探頭濾芯進行清洗，並對采集管進行清灰；

4）濾芯、濾紙更換：煙霧過濾器濾芯應2月更換一次，高分子薄膜過濾器濾紙每周更換一次；

5）標定：每3個(ge) 月對分析儀(yi) 進行一次標定。

5 結論

從(cong) 設計到選型、從(cong) 常規維護到故障快速解除的係統學習(xi) ，可以提高對在線氣體(ti) 分析係統的認識，有效的縮短解除故障時間，降低煉鋼成本。