趙騰飛

（承德中灤煤化工有限公司，河北 承德 067002）

雖然基于DLAS技術(shù)的激光氣體分析儀已有應(yīng)用，能夠?qū)ρh(huán)氣體中的O2、CO、CO2進(jìn)行原位分析，但是對(duì)H2的分析還需采取取樣分析。實(shí)際生產(chǎn)中，基于取樣分析的干熄焦氣體分析儀的故障多表現(xiàn)為取樣系統(tǒng)堵塞，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，因而對(duì)取樣系統(tǒng)堵塞的原因進(jìn)行分析和采取防治措施是十分必要的。

1 干熄焦技術(shù)的原理

干熄焦技術(shù)的原理主要涉及到以下幾個(gè)方面：濕熄焦方式的突出特征在于對(duì)焦炭進(jìn)行噴水冷卻，這種方式不僅會(huì)浪費(fèi)不必要的熱能，還會(huì)降低焦炭質(zhì)量，這對(duì)于高爐生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)工作的開展都是非常不利的。干熄焦技術(shù)指的是在干熄爐內(nèi)通過(guò)對(duì)惰性氣體進(jìn)行合理應(yīng)用的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅焦的冷卻而，而惰性氣體在冷卻后也可以通過(guò)特定除塵設(shè)備的處理后，再次投入使用。與濕熄焦技術(shù)相比，干熄焦技術(shù)無(wú)論在煤炭質(zhì)量、使用成本還是在環(huán)境保護(hù)方面，都具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

2 分析儀系統(tǒng)裝置構(gòu)成

干熄焦循環(huán)氣體分析儀裝置主要由樣氣采集和處理裝置及氣體分析儀表組成，外接能源介質(zhì)管道和排放設(shè)施。首先是樣氣采集和處理系統(tǒng)樣氣采集和處理系統(tǒng)從循環(huán)氣體管道中采集循環(huán)氣體，并將采集的樣氣進(jìn)行除塵除水干燥降溫等一系列處理后，為分析儀器提供合格的樣氣，主要由蒸汽引射器、水洗器、水冷器、旋風(fēng)制冷器、過(guò)濾器、排凝器、水過(guò)濾器等裝置組成。其次是氣體分析儀器凈化后的樣氣干燥過(guò)濾后，分成3路，分別經(jīng)玻璃管流量計(jì)送往O2分析儀、H2分析儀、CO/CO2分析儀進(jìn)行分析。玻璃管流量計(jì)主要顯示和調(diào)節(jié)送往分析儀器的樣氣的流量，流量的大小將影響儀器的準(zhǔn)確測(cè)量。氣體分析儀器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，測(cè)量均在此單元進(jìn)行，測(cè)量數(shù)據(jù)也在此單元生成。

3 氣體分析儀工作流程

氣體分析儀工作流程主要涉及到以下方面：氣體分析儀用樣氣從干熄爐入口處采集，采樣氣時(shí)，蒸汽通過(guò)探頭蒸汽引射器的文丘里噴嘴形成文丘里效應(yīng)，在文丘里噴嘴（一級(jí)引射器）處形成負(fù)壓抽取氣樣，樣氣和蒸汽的混合氣經(jīng)過(guò)取樣管線進(jìn)入分析柜，通過(guò)水噴射裝置（二級(jí)引射器）二次增壓及與冷卻水混合、凈化、降溫后，從上部進(jìn)入氣水分離器，除去氣樣雜質(zhì)和水分，進(jìn)行氣水分離后再進(jìn)入旋風(fēng)冷卻器，用壓縮空氣冷卻至10℃～15℃進(jìn)入自動(dòng)排凝器中。

4 分析儀在干熄焦工藝的應(yīng)用

4.1 熱導(dǎo)氣體分析儀

分析儀在干熄焦工藝的應(yīng)用之一是熱導(dǎo)氣體分析儀。熱導(dǎo)氣體分析儀利用氣體的體積分?jǐn)?shù)與氣體導(dǎo)熱系數(shù)λm有關(guān)這一物理特性。通過(guò)熱導(dǎo)池把多組分混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)λm的大小轉(zhuǎn)化為電阻值的變化。圓柱形腔體中，垂直懸掛一根熱敏電阻元件，通過(guò)兩端引線通以電流。被測(cè)氣體通過(guò)熱導(dǎo)池時(shí)，在熱敏電阻上通過(guò)恒定電流，電阻絲產(chǎn)生的熱量會(huì)向四周散發(fā)，熱量通過(guò)氣體導(dǎo)熱換熱的方式向氣室壁傳出。當(dāng)混合氣體中氫氣含量增加后，混合氣體的λm則會(huì)增大，電阻絲產(chǎn)生的熱量通過(guò)氣體傳導(dǎo)到熱導(dǎo)池壁的熱量必然也會(huì)增大，電阻絲的平衡溫度就會(huì)下降，導(dǎo)致電阻絲電阻值減小。通過(guò)測(cè)量熱絲阻值的大小來(lái)確定氫氣的含量。

4.2 分格斜道技術(shù)

分析儀在干熄焦工藝的應(yīng)用之二是分格斜道技術(shù)。對(duì)于大型的干熄爐而言，對(duì)分格斜道的技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠在很大程度上斜道口焦炭上浮的現(xiàn)象進(jìn)行避免，從而提升干熄爐生產(chǎn)的穩(wěn)定程度，另外還可以對(duì)斜道區(qū)受力的情況加以改善，延長(zhǎng)斜道的使用壽命。在斜道的出口處合理應(yīng)用調(diào)節(jié)磚，能夠降低由于干熄焦溫度過(guò)高而引起調(diào)節(jié)板軟化、下墜甚至脫落問(wèn)題的發(fā)生幾率。

5 取樣系統(tǒng)堵塞以及預(yù)防堵塞措施

首先是取樣系統(tǒng)堵塞的原因：①循環(huán)氣體在流經(jīng)干熄爐內(nèi)焦炭層時(shí)會(huì)攜帶一定量的焦粉，雖然經(jīng)過(guò)兩級(jí)除塵。但在再次經(jīng)過(guò)紅焦層前的流路（含循環(huán)氣體取樣點(diǎn)）上，循環(huán)氣體中總會(huì)攜帶少量的焦粉。②當(dāng)煉焦配合煤的性質(zhì)和煉焦最終溫度發(fā)生變化時(shí)，特別是當(dāng)焦炭成熟度偏低時(shí)，焦炭在干熄爐內(nèi)分解出的焦油汽、H2S的析出量會(huì)增加很多，這些成分會(huì)進(jìn)入循環(huán)氣體中。③循環(huán)氣體中H2S完全氧化時(shí)生成SO2，而與氧發(fā)生不完全氧化反應(yīng)生成單質(zhì)硫。另外，H2S在高溫下也能分解成單質(zhì)硫。④采用空氣導(dǎo)入法控制可燃成分含量時(shí)，由環(huán)形風(fēng)道處導(dǎo)入的空氣并不能將上述組分完全燃燒。⑤氣體分析儀的取樣點(diǎn)通常設(shè)在副省煤器（鍋爐給水預(yù)熱器）后、干熄爐入口前的風(fēng)道上，循環(huán)氣從氣道中引出至分析儀表的過(guò)程中，循環(huán)氣體與外界大氣溫度有近100℃的溫差。如沒(méi)有適當(dāng)?shù)谋兀h(huán)氣體中的硫、焦油、水蒸汽等組分會(huì)在取樣口、取樣探頭、過(guò)濾器等處凝結(jié)。⑥采取降低配煤質(zhì)量、使用高硫煤、添加粘結(jié)劑或降低焦炭的成熟度等方法可以降低焦炭生產(chǎn)成本，但使干熄焦循環(huán)氣體中焦油、水蒸汽（氫氣燃燒）及硫的含量升高，從而加重了取樣系統(tǒng)的堵塞。其次是防止堵塞措施：增設(shè)在線吹掃裝置。在水氣分離器的出氣口和排水口各加裝一個(gè)閥門，當(dāng)要對(duì)探頭進(jìn)行吹掃時(shí)，關(guān)閉這兩個(gè)閥門，拆除蒸汽引射器內(nèi)的節(jié)流件，即可利用過(guò)熱蒸汽對(duì)探頭進(jìn)行充分的吹掃。另外，在進(jìn)儀表前的樣氣管道上加裝一個(gè)手動(dòng)排污裝置，可在儀表檢修后重啟時(shí)快速排水，也可用于輔助判斷樣氣管路是否堵塞。還可作為吹掃管道時(shí)的出氣口，免除吹掃時(shí)拆卸管道的麻煩。通過(guò)增設(shè)在線吹掃裝置后，維護(hù)人員通過(guò)開關(guān)相應(yīng)的閥門，很方便地利用蒸汽吹掃取樣探頭及樣氣管路。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，由氧分析儀、氫分析儀、紅外線分析儀，配以蒸汽引射、水洗水冷、空冷、過(guò)濾的樣氣處理裝置組成的干熄焦氣體分析系統(tǒng)，改進(jìn)后，循環(huán)氣體分析儀正常在線檢測(cè)，保證干熄焦系統(tǒng)的安全順產(chǎn)，可提高干熄焦系統(tǒng)的干熄率、干熄率的提高，有利于高爐煉鐵的操作控制，降低了高爐的焦比，降低了高爐的運(yùn)行成本。