高炉炉顶煤气连续分析系统的开发与应用

　　高炉炉顶煤气连续分析系统的开发与应用王平李家新周莉英（安徽工业大学冶金与资源学院，马鞍山243002）阐述了样气净化装置的工作原理，介绍了炉顶煤气连续分析系统的构成、安装、功能和使用注意事项。在马鞍山钢铁股份有限公司新1号高炉上应用实践表明：该系统对炉况判断、冷却设备检漏、喷煤速率变化监测和热风炉烧炉都有重要意义中图法分类号TF543.2A①1刖言高炉炉顶综合煤气成分有COC2H2和N2煤气中COC2含量与比值是判断炉内反应情况与煤气利用的重要参数；通过对煤气中H2含量的监测可判断冷却设备漏水的程度和喷煤在不同时间段的均匀程度。因此开发炉顶综合煤气成分连续自动分析系统对工长判断炉况和喷煤状况看水工发现冷却器漏水等有极大帮助。

　　目前国内外炉顶煤气成分分析仪器主要有工业气相色谱分析仪、红外线气体分析仪和热导分析仪日本美国用工业气相色谱分析仪居多；西欧用红外分析仪分析COCO2，用热导分析仪分析H2居多热导式气体分析仪具有结构简单、体积小价格便宜响应快和使用维护方便等特点，但只能分析煤气中单一成分的含量红外线气体分析仪测量对象主要是COCO2等，但不能分析对称结构无极性双原子分子及单原子分子气体红外线气体分析仪具有结构简单和价格便宜等特点，缺点是误差较大零漂移大、标定周期短和灵敏性差。

　　气相色谱分析仪具有分离效能高样品用量少、可进行多组分分析、分析精度高和标定周期长等特点，其缺点是价格高和对样品质量要求高炉顶煤气连续分析系统开发的难点在于样气的净化处理，而且安装、调试、维护都较复杂，因此国内真正运转得好的不多，样气处理装置的价格几乎与分析仪价格相当。故开发维护简单、寿命长价格低、符合分析系统对样气质量要求的样气预处理系统十分重要安徽工业大学研究开发了样气采集与净化装置，并在此基础上开发了以气相色谱分析技术为中（1）净化装置对冷却水的要求是：冷却水压力>0.1MPa，水质为工业净水或自来水，水温不要超过40C断水将烧坏样气净化装置。

　　业气相气的要求。，装置工作原净化装置需要交流；心的炉顶煤气连续分析系统，该分析系统在马钢（马鞍山钢铁股份有限公司）梅山（上海宝钢集团梅山钢铁股份有限公司）等企业得到推广应用，本文重点对此进行阐述与分柝2研制开发21系统开发难点具体分析湿法炉顶煤气除尘系统样气净化处理难点洗采用的是湿式串联文氏管系统。重力除尘器出口煤气含尘量为2.32~3.28g/m3，煤气含水量为5%c，温度100~ 300C；二级文氏管出口含尘量为2~4mg/m3，出口煤气含水量为6~（其中含机械水），温度为3（h60C"，大气湿度为25~358“3，喷煤煤粉挥发分为20%~ 24%条件下，B含量正常值应在3.0%~3.6%.24日后，H2含量连续4天在4.0%以上，后经查实属高炉冷却器漏水造成。

　　炉腹冷却壁7层17号热面冷却水管烧坏前后煤气氢气含量变化示于，2003年8月9日14：49H2含量由正常的2. 92%跳至3.5%，15：41升到6.36%，15：05看水工查出该冷却壁热面出水管断水并切断进水管进水，至16：49H2含量才降至正常值能反映喷煤在不同时间段的均匀性2002年6月26日当高炉断煤时（煤比从150kg/t下降到0），H2含量从3. 6%下降到1.7%.料慢与快速减煤对炉顶煤气B含量的影响示于2003年10月23日炉顶煤气H2由9：15的炉温上行，料速变慢，虽然小时煤量未变，但实际煤比由119kg/t上升到138kg/t所致B由9：39的281%下降到10：06的1.80%，是由于8：45工长下令减煤，煤量由28t/h减至25t/h，在剩余的短暂时间（8：45至9：00）减煤3t，喷煤速率由0.467t/min减至0.267t/min所致。H2含量从10：3呢逐渐降至240%左右，是因为9：量减至23t/h所致。

　　为热风工烧好热风炉提供依据每4min有1个高炉煤气热值数据，热风工可依据该热值及时调节空燃比依据煤气热值在线分析，马钢新1号高炉正在开发热风炉自动燃烧优化控制模型。

　　4.3维护工作量小工业气相色谱仪1个半月需要更换1瓶氩气和进行1次标定，净化装置8个月需要清洗1次过滤芯，除此以外本分析系统各装置均不需操作维护。

　　该系统己在梅山、马钢2座高炉运行2年多，运行效果良妊5结语炉顶综合煤气成分对工长判断炉况和喷煤均匀状况、看水工发现冷却器漏水、热风工烧好热风炉有极大帮助，故该系统对高炉炉况稳定、长寿高产、节焦降耗防止炉温向凉甚至炉缸冻结都是非常有益的该系统建立为下一步开发高炉专家系统奠定了基础。

　　样气采集与净化装置具有取样与净化一体化功能，能连续取样净化，满足气相色谱仪正常工作的要求该装置取样位置设计合理，有效减轻了净化装置的工作负荷。

　　以工业气相色谱分析技术为中心的煤气成分连续分析系统，不仅具有分析准确，实时性好和工作稳定性好等特点外，还具有维护简单、维护量小、标定周期长特点。由于自主开发的样气采集与净化装置价格便宜，故该煤气成分连续分析系统具有优良的性能价格比对安徽工业大学糜克勤教授的帮助和支持深表感谢。