激光气体分析仪在炼钢煤气回收系统中的应用

　　1 引言

　　转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂生产技术水平的重要标志，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。其中，转炉煤气的回收利用是负能炼钢中的一个重要组成部分，而气体成分含量的检测则关系到生产安全和回收效率问题。

　　转炉烟气中的主要成分是：CO、CO2、O2、饱和水蒸气等。其中CO关系到煤气回收的热值，O2含量关系到煤气回收的安全。邯钢集团邯宝钢铁有限公司为了加强炼钢厂的转炉煤气回收，减少转炉煤气放散率，实现负能炼钢，并减少设备维护工作量，提高自动化程度，在煤气回收过程中采用激光气体分析仪，实现烟气含量的精确测量和控制。

　　2 气体分析仪选型

　　在转炉煤气回收过程中，为保证有效、安全的回收和利用煤气，就必须在风机前或后安装CO2/CO/O2分析系统，以实时监测煤气管道中CO2/CO/O2的含量，避免煤气中的氧气含量过高导致在回收或使用中发生爆炸及避免不合格煤气的回收。煤气回收现场工况见表1

　　在设计时，对煤气分析仪提出了如下要求：

　　(1)在线气体分析系统要求实现“在位”测量和毫秒级响应，响应时间<1s，以避免采样预处理响应滞后带来的安全隐患。

　　(2)测量的准确性关系到对安全隐患判断的准确性问题，要求分析仪对原始气体进行分析时不改变气体成份，测量误差<±1%。

　　(3)转炉煤气风机前/后管道气是燃爆性很强的气体，如果煤气泄露会有爆炸危险，所以测量系统必须具有防爆功能。

　　(4)尽量减少系统维护和标定的工作量，减少开表维护率。

　　(5)减少分析仪设备将来的运行和维护成本。

　　针对上述选型要求，经过比较红外和激光气体分析仪的特点，我们最终选用了西门子LDS6激光气体分析仪作为转炉炼钢煤气回收的检测仪表。该分析仪具有快速响应、免抽气校验、测量误差<±1%等特点，而且只需两年标定一次，无需备品备件，具有防爆功能。

　　3 LDS6激光气体分析仪测量原理

　　3.1 总介

　　LDS 6是一个在线原位气体分析系统，它可以连续地对气体进行精确和实时的测量。使用单行分子吸收光谱来测量气体浓度。因为激光的频率纯度可以高度选择地检测单独的吸收光谱，所以在测量中没有其它气体的交叉干扰。

　　LDS6包含一个传感器对(测量头)和一个中心单元，它们使用光导纤维电缆来进行互联。中心单元和传感器的安装位置可以相距几公里。