钢铁冶炼行业气体在线监测解决方案

应用背景

钢铁冶炼是工业发展的重要支柱,但同时也是环境污染的主要来源之一。在钢铁生产过程中,从原料准备、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢,每个环节都会产生大量废气。不仅对环境造成严重污染,还可能对生产安全构成威胁。

气体类别

钢铁冶炼废气

废气中含有一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物等有害气体

执行国家标准

GB50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》

GB 28662《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》

GB/T 16157《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》

GB 16171.1-2024《炼焦化学工业大气污染物排放标准》

检测原理

催化燃烧原理

催化燃烧传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号,通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

红外原理

红外传感器是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器,从容器可以透光的两个端面中的一个端面侧边射入一束红外光。当红外线传感器波长与被测气体吸收谱线相吻合时,红外能量被吸收,红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律,气体浓度越大,对光的衰减也越大。这时红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比数据,由此可通过测量气体对红外光线的衰减来测出气体浓度。

电化学原理

电化学传感器通常由三个部分组成: 电极、电解质和半导体电极是传感器的核心部分,它是由金属或半导体材料制成的,可以与气体分子发生化学反应。电解质是一种导电液体,可以将电极与半导体连接起来,形成一个完整的电路。半导体是一种特殊的材料可以将电极和电解质之间的电流信号转换为数字信号,从而实现气体浓度的检测。

监测区域及安装位置

在烧结风机房、烧结区域、高炉风机房、喷煤区域、卷称区域、高炉体区域以及布袋区域等关键位置,都需要安装气体检测报警仪,实时监测环境中的有害气体浓度。这些仪器能够检测多种气体,包括可燃气体、氧气、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢以及氮氧化物等,确保一旦有害气体浓度超标,能够立即发出警报。

监测方式

在线式气体探测器

将在线式气体探测器固定在现场,连续自动检测可燃或有毒气体,气体超限自动报警,还可自动联动排风机、电磁阀等设备,可以通过RS485总线制数字信号、4-20mA三线制电流信号或4G/GPRS无线传输形式,将检测到的气体浓度数据实时传到气体报警控制器或PLC、DCS系统或监控中心,数据大屏上集中呈现。

气体报警控制器

气体报警控制器安装于监控中心,可适用于标准4~20mA电流信号以及RS485总线制信号的控制与通讯,控制器采用高性能单片机进行控制及处理,整机工作状态稳定。数据记录、报警记录、系统日志以及报警通道均可通过菜单查询,并可通过继电器输出来控制外部设备,如排风系统或其它外部设备。

监测平台

工业安全物联网平台

基于物联网、云计算理念,整合企业的可燃和有毒气体等信息,实现日常监管、在线监测、应急救援于一体的智能化管理平台。通过在一些危险源或存在有安全生产事故隐患的作业区域内安装各类报警器或监测设备,通过有线或无线形式将各仪器仪表数据采集汇总,统一由平台进行智能分析和处理,为企业的日常监管和应急处理提供信息基础和决策依据。满足企业从日常生产、在线监测、职业健康、教育训练、应急救援、知识库建设等实施一体化管理。

系统采用传感器、即时通讯、移动互联、无线通讯、GIS地图等技术于一体,通过人防、物防与技防相结合,有效提高危化企业本身的安全意识,提升企业的安全生产信息化管理。

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