加熱爐的是冶金行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，加熱爐性能的好壞直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞,，而加熱爐燃料是影響加熱爐性能的重要因素,，因此根據(jù)生產(chǎn)需求合理控制、及時調(diào)整加熱爐燃料熱值,、壓力,、成份、流量等參數(shù)是提高加熱爐效率的有效措施,。

　　隨著河北省實施《煉焦化學(xué)工業(yè)大氣污染物超低排放標準》和《鋼鐵工業(yè)大氣污染物超低排放標準》,，國家環(huán)保進入了嚴階段，鋼鐵熱處理領(lǐng)域也面臨了嚴厲挑戰(zhàn),。越來越多的焦爐被關(guān)停,，焦爐煤氣正成為稀缺資源，沒有焦爐煤氣混合的高爐或轉(zhuǎn)爐煤氣熱值較低,，很難安全燃燒,，一直未能在高品質(zhì)熱處理爐上成功穩(wěn)定使用。而采用天然氣在很多地區(qū)又不具備條件,，并且價格昂貴,、噸鋼燃氣成本高。加上熱處理爐尾氣環(huán)節(jié)殘氧含量檢測方案的缺陷和缺失,，熱處理環(huán)節(jié)也經(jīng)常出現(xiàn)鋼坯發(fā)紅,，燒損嚴重等問題。

　　為保證軋鋼加熱爐運行,，需要綜合考慮燃料種類,、預(yù)熱溫度和在某一空氣系數(shù)下能保證*燃燒的控制操作系統(tǒng)和設(shè)備,，以達到優(yōu)良的燃燒效率與合適空燃比。此外,，空氣過剩系數(shù)過大,，會使廢氣量增加，廢氣熱損失增大,，燃燒溫度降低,；空氣過剩系數(shù)過小，就會造成燃料的不*燃燒,，浪費燃料,。故空燃比例不合理不僅影響加熱爐生產(chǎn)率，而且造成加熱爐單位燃耗的升高,。

　　因此，通過在熱處理爐前端對燃氣進行熱值檢測,，保證低熱值的高爐,、轉(zhuǎn)爐混合煤氣穩(wěn)定、安全,、加熱,；在熱處理爐后端進行尾氣成分及殘氧量變化檢測，優(yōu)化空燃比,，減少燒損,，提高能效，節(jié)能減排,。對實現(xiàn)熱處理環(huán)節(jié)閉環(huán)控制,、工藝優(yōu)化與節(jié)能環(huán)保具有重大意義。

　　2018年,，河北某鋼鐵中板廠熱處理線項目于11月成功點火,，該項目選用了四方光電（武漢）儀器有限公司的在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031和在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9050用于在線監(jiān)測加熱爐前端熱值，與后端尾氣含量與殘氧量變化,，幫助實現(xiàn)了加熱爐正火,、淬火、回火工藝的穩(wěn)定生產(chǎn)和污染排放控制,。同時該項目成功攻克了低熱值高爐煤氣超低排放加熱技術(shù)難題,，解決了低熱值煤氣不易點火、燃燒不穩(wěn)定,、爆燃等難題,，為鋼鐵企業(yè)因國家環(huán)保升級缺焦無法保證爐內(nèi)工藝穩(wěn)定問題提供了一條有效的解決途徑。

　　方案概述

　　項目采用四方光電（武漢）儀器有限公司在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031進行在線監(jiān)測CO,、CO2,、H2,、O2、CH4等氣體濃度及并自動計算熱值,，以此穩(wěn)定燃氣熱值,，降低單位能耗，保證加熱爐生產(chǎn)率,。采用在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9050在線連續(xù)監(jiān)測煙氣中O2,、CO、NOx及SO2含量,，優(yōu)化空燃比,，防止氧含量過高造成爐內(nèi)金屬被氧化，減少燒損,，控制污染排放,。

　　技術(shù)方案

　　在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9031

　　該在線氣體分析系統(tǒng)由預(yù)處理單元、控制單元,、分析單元三部分組成,，測量點設(shè)置在加熱爐燃氣輸送管道上。

　　預(yù)處理單元：采用不銹鋼電加熱溫控干法取樣探頭+反吹掃技術(shù)解決探頭堵塞問題,，及電子冷凝器除去樣氣中的粉塵,、水分等諸多雜質(zhì)，為分析儀表提供潔凈樣氣,，同時具備可再生能力,，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

　　控制單元：采用SIEMENSPLC作為核心控制元件,，OMRON中間繼電器作為輸出元件,，控制系統(tǒng)自動運行。

　　分析單元：采用銳意自控自主知識產(chǎn)權(quán)的在線紅外煤氣分析儀Gasboard-3100,，配置NDIR紅外氣體分析,、H2熱導(dǎo)傳感器、O2電化學(xué)傳感器等核心技術(shù),，精度高,、響應(yīng)快、壽命長,、穩(wěn)定性高,，可實時快速檢測合成氣中CO、CO2,、H2,、O2、CH4等多組分濃度,，并根據(jù)氣體含量自動計算煤氣熱值,，為現(xiàn)場工藝調(diào)整提供實時依據(jù),。

　　主要參數(shù)

　　在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9050

　　該在線氣體分析系統(tǒng)由預(yù)處理單元、控制單元,、分析單元三部分組成,，測量點設(shè)置在加熱爐排煙管道上。

　　預(yù)處理單元：采用加熱抽取法連續(xù)監(jiān)測氣態(tài)污染物,，采樣探頭過濾面積大,，濾芯更換方便。預(yù)處理系統(tǒng)主設(shè)備采用進口器件,，有效防水,、防塵、防腐,、防堵,，適應(yīng)惡劣煙道環(huán)境。

　　控制單元：采用SIEMENSPLC作為核心控制元件,，OMRON中間繼電器作為輸出元件,，控制系統(tǒng)自動運行。系統(tǒng)功能豐富,，可實現(xiàn)自動取樣、吹掃,、校準,、故障自診斷、報警等功能,。

　　分析單元：采用銳意自控自主知識產(chǎn)權(quán)的低量程紅外煙氣分析儀Gasboard-3000Plus,，滿足國家環(huán)保超低排放標準?？上裏煔饬魉?、水分冷凝、氣體干擾等因素對檢測結(jié)果的影響,，準確測量O2,、CO、NOx,、SO2等氣體含量,。

　　主要參數(shù)

　　方案價值

　　項目業(yè)主根據(jù)實時燃氣熱值、尾氣成分監(jiān)測,，進行閉環(huán)工藝調(diào)節(jié),、優(yōu)化空燃比、控制污染排放,。在穩(wěn)定爐溫,，保障生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,，優(yōu)化燃燒，優(yōu)化燃氣利用率,，實現(xiàn)了高爐轉(zhuǎn)爐低熱值混合煤氣,，能夠在中厚板軋制這種高品質(zhì)熱處理爐上的穩(wěn)健運用。整套設(shè)備操作簡單,，響應(yīng)時間快,，并通過4~20mA信號輸出，連接其客戶中控平臺,，便于業(yè)主遠程監(jiān)測與工藝管控,。可以為后續(xù)產(chǎn)線進一步優(yōu)化以及后期自動燒鋼提供可靠的數(shù)據(jù)支持,。

　　該設(shè)備熱處理爐于2018年11月成功點火,，目前已經(jīng)實現(xiàn)正火、淬火,、回火工藝的穩(wěn)定生產(chǎn),。其中熱處理爐工作溫度300-980℃，采用低熱值煤氣超低排放型輻射管燒嘴脈沖燃燒,，可根據(jù)在線分析系統(tǒng)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù),，建立低熱值煤氣燃燒控制系統(tǒng)及控制策略，通過工藝過程的執(zhí)行,，爐溫控制精度±5℃以內(nèi),，實現(xiàn)了低熱值煤氣在熱處理爐上的成功穩(wěn)定應(yīng)用，為該項目的產(chǎn)品升級提供了可靠基礎(chǔ),。