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加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備,，要使其氧化燒損率低,，加熱工序能耗低，就必須對加熱爐進(jìn)行燃燒控制,。而加熱爐燃?xì)饨橘|(zhì)的熱值,，則是直接關(guān)系加熱質(zhì)量及工序消耗的重要參數(shù)。

現(xiàn)以銳意自控的寬厚板生產(chǎn)線加熱爐為例,，其加熱爐使用的燃料為高爐煤氣,、焦?fàn)t煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣的混合煤氣，存在煤氣成分及熱值波動較大,、較頻繁的情況,，而且無準(zhǔn)確的熱值參數(shù)等問題，給加熱爐燃燒控制帶來很大的困難,，直接影響板坯加熱質(zhì)量及氧化燒損率,，導(dǎo)致煤氣消耗指標(biāo)居高不下。

因此,，加熱爐燃?xì)饨橘|(zhì)的熱值是直接關(guān)系加熱質(zhì)量及工序消耗的重要參數(shù),。目前，通用的熱值測試方法有人工分析方式和燃燒熱值儀兩種,。

人工分析方式

人工分析方式是奧氏氣體分析儀進(jìn)行煤氣成分分析,。全分析項(xiàng)為CO2、CnHm,，O2,、CO、CH4,、H2和N2,，前4項(xiàng)用吸收法測定，CH4,、H2用燃燒法測定,，剩余氣體視為N2的體積。后通過經(jīng)驗(yàn)公式Q=K1*V（CO）+K2*（H2）+K3*V（CH4）算的煤氣熱值（其中K1,、K2,、K3為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)）。

這樣化驗(yàn)過程就產(chǎn)生了人工取樣誤差,、時間滯后操作誤差,、人工讀數(shù)視覺誤差和人工計算誤差等。其次分析取樣間隔是2h甚至更長,，無法滿足加熱爐在線燃燒控制實(shí)時調(diào)節(jié)的需求,。

燃燒熱值儀

燃燒法熱值儀可以實(shí)現(xiàn)對煤氣熱值的連續(xù)自動分析，但使用維護(hù)要求較高,，成本相對昂貴,，在實(shí)際應(yīng)用中還存在一下問題：

（1）由于煤氣中雜質(zhì)較多，例如高爐煤氣中的粉塵,、焦?fàn)t煤氣中的焦油等,，經(jīng)常造成（預(yù)處理裝置中的減壓閥和精過濾器堵塞）,，進(jìn)氣壓力過低，終導(dǎo)致分析值較低,，甚至造成熄火,，分析終止；

（2）另外煤氣中的濕度較大時,，分過程中容易會在管道內(nèi)產(chǎn)生冷凝水,，導(dǎo)致管路堵塞，嚴(yán)重影響分析,；

（3）熱值儀測量值有少許滯后,，往往與計算值相差1MJ左右，導(dǎo)致熱值波動較大時燃燒控制不能及時提前響應(yīng)控制,。

（4）熱值分析室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的廢氣充斥在整個分析室,，沒有缺的有效排放，影響分析時熱平衡,，也會導(dǎo)致測量產(chǎn)生誤差,。

紅外煤氣分析儀

煤氣分析儀Gasboard-3100P

紅外煤氣分析儀則克服了人工分析方法及燃燒法熱值儀的使用弊端，其采用紅外傳感器測量煤氣成分中的CO,、CO2,、CH4、CnHm的濃度,，使用熱導(dǎo)傳感器測量H2的濃度,，使用電化學(xué)傳感器測量O2濃度，同時根據(jù)測量成分的濃度,，計算得到煤氣的理論熱值,。混合煤氣熱值的計算方法如下：

Q=126[CO]+108[H2)+359[CH4]+652[CnHm] MJ/m3

式中：[CO],、[H2],、[CH4]、[CnHm]分別代表氣體中可燃?xì)獬煞值捏w積濃度,。

紅外煤氣分析儀取代了奧氏氣體分析儀的人工取樣和人工分析環(huán)節(jié),，可實(shí)現(xiàn)自動化測量，避免了人工誤差,；同時預(yù)處理系統(tǒng)和儀器相對燃燒法熱值儀具有結(jié)構(gòu)簡單,，操作維護(hù)方便的特點(diǎn)，更加適合加熱爐燃燒系統(tǒng)實(shí)時在線的分析要求,。

在線紅外煤氣分析儀還設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸接口,，可通過RS-232 或RS-485、4-20mA 輸出接口傳輸?shù)缴霞壖訜釥t集中控制系統(tǒng),。這便為加熱爐燃燒系統(tǒng)控制提供了遠(yuǎn)程監(jiān)控參數(shù)和自動控制設(shè)定參數(shù),。

使用煤氣分析儀后對燃燒控制的優(yōu)化的前景

紅外煤氣分析儀在萊鋼寬厚板加熱爐使用后,，可根據(jù)煤氣成分及熱值指導(dǎo)操作人員調(diào)節(jié)各燒嘴及各溫度控制分區(qū)的空燃比、長短火焰控制,，可大幅提高爐內(nèi)溫度場均勻性,，提高燃料的燃燒效率這對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)線的綜合效益的提升具有顯著意義。同時,，各燒嘴及分區(qū)的空燃比的控制也可降低NOX等污染物的生成量，符合現(xiàn)下節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)的實(shí)際要求,。