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便携式煤气分析仪在加热炉燃烧优化控制中的应用

2020.9.08

加热炉是轧钢生产线中的关键设备,要使其氧化烧损率低,加热工序能耗低,就必须对加热炉进行燃烧控制。而加热炉燃气介质的热值,则是直接关系加热质量及工序消耗的重要参数。

现以锐意自控的宽厚板生产线加热炉为例,其加热炉使用的燃料为高炉煤气、焦炉煤气及转炉煤气的混合煤气,存在煤气成分及热值波动较大、较频繁的情况,而且无准确的热值参数等问题,给加热炉燃烧控制带来很大的困难,直接影响板坯加热质量及氧化烧损率,导致煤气消耗指标居高不下。

因此,加热炉燃气介质的热值是直接关系加热质量及工序消耗的重要参数。目前,通用的热值测试方法有人工分析方式和燃烧热值仪两种。

 

人工分析方式

人工分析方式是奥氏气体分析仪进行煤气成分分析。全分析项为CO2、CnHm,O2、CO、CH4、H2和N2,前4项用吸收法测定,CH4、H2用燃烧法测定,剩余气体视为N2的体积。后通过经验公式Q=K1*V(CO)+K2*(H2)+K3*V(CH4)算的煤气热值(其中K1、K2、K3为经验参数)。

这样化验过程就产生了人工取样误差、时间滞后操作误差、人工读数视觉误差和人工计算误差等。其次分析取样间隔是2h甚至更长,无法满足加热炉在线燃烧控制实时调节的需求。

 

燃烧热值仪

燃烧法热值仪可以实现对煤气热值的连续自动分析,但使用维护要求较高,成本相对昂贵,在实际应用中还存在一下问题:

(1)由于煤气中杂质较多,例如高炉煤气中的粉尘、焦炉煤气中的焦油等,经常造成(预处理装置中的减压阀和精过滤器堵塞),进气压力过低,终导致分析值较低,甚至造成熄火,分析终止;

(2)另外煤气中的湿度较大时,分过程中容易会在管道内产生冷凝水,导致管路堵塞,严重影响分析;

(3)热值仪测量值有少许滞后,往往与计算值相差1MJ左右,导致热值波动较大时燃烧控制不能及时提前响应控制。

(4)热值分析室内燃烧后产生的废气充斥在整个分析室,没有缺的有效排放,影响分析时热平衡,也会导致测量产生误差。

 


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