煤粉自燃CO/O2在线监测系统

来源：陕西卓宇佳创仪器仪表有限公司 时间：2024-10-31 13:03:43 [举报]

高炉喷煤煤磨机入口气体在线分析仪(CO O2)

产品概况高炉喷煤煤磨机入口气体在线分析仪是针对高温、常压、工况恶劣而设计生产的气体检测在线分析系统，该系统主要由红外线气体分析仪、高温取样探头和预处理等部件组成，特别适用于冶金、石化、建材、电力等行业在线气体检测。

钢铁及其他金属的冶炼会产生大量的气体，这些气体的分析测量，对钢铁冶金企业的生产优化、能源气回收、环保节能和安全控制具有非常重要的作用。在线分析系统，不受背景气体交叉干扰，排除了粉尘和视窗污染的影响，响应速度快，是钢铁冶金工业过程气体分析的选择。

高炉喷煤煤磨机入口气体在线分析仪采用微正压防尘仪表柜式结构，系统由取样单元、预处理单元、分析单元、标定单元、 PLC联锁控制单元几部分组成。因此是国内为完善的防尘分析系统。

一、分析控制装置主要技术参数

1．取样探头采用不锈钢材质和电加热控温干法直接取样方式，相对比其它方法辅助环节少，可靠性高，并真实反映气体成份含量，无附加误差，测量精度高，并且避免了管道冷凝水产生，***了冷凝酸雾对管道的腐蚀，取样探头寿命可达10年以上。

2． 探头过滤器采用特殊工艺制造的过滤器，具有强度高、适应性好、再生能力强、过滤效***等特点。现场维护周期大于120天，。过滤器的采用、合理的过滤环节、取样管道自动吹扫的配置，***了系统在高粉尘工况条件下连续采样的可靠运行，并已被多家用户得到现场运行实践证明。

3.系统全干法流程，取样器、取样管、各类管接头、抽气泵等均采用防腐不锈钢、聚四氟乙烯材料，***了系统的使用寿命。

4．采用压缩机式除湿器对气体进行物理降温，从而达到样气干燥的目的，避免了水汽对仪器的干扰，该除湿器具有控温恒定，使用寿命长维护量小，除湿效果稳定等特点。

5．系统采用PLC控制，智能化分析仪表，具有自动化程度高、维护工作量小、数据处理快速方便。

⑴具有取样管道及取样探头自动吹扫防堵功能；

⑵具有取样管道及取样探头温度自动设定控制功能；

⑶具有数据比较、处理、自动校对、量程范围设定、超限报警联锁功能；

⑷系统部分故障自诊断功能；

6．装置内部分析仪及核心部件全部配置***，并配置国内***的取样预处理系统，具有维护周期长、维护量小、操作简单等特点，以较高的性能价格比，制造的分析成套装置。

二、控制单位

a、PLC可编程控制器为本装配的控制，自动实现体系取样管道和取样探头过滤器的二级自动吹扫，实现体系自动标定，探头梗塞自诊断反吹及压缩气氛压力报警等自动化功能，泵前负压电接点传感器可以监测取样和过滤体系梗塞情况，当发生局部梗塞时负压增大，临界负压的接点信号关照PLC将举行自诊断反吹。

b、体系内可以设计巡检多路取样体系，当第路取样点工作剖析监测时，体系自动启动***路取样体系对***个取样点举行滞换，当路剖析时间实现时自动切换到***路正在滞换的取样体系内，同时，***路取样点自动切换到第路取样点举行滞换，体系就这样自动巡环切换举行剖析监测、滞换并举行反吹。（多点检验工况下选用此项方案）

c、剖析体系内设有自动和手动两个检验状况，（b）为自动巡环检验。若把按钮切换得手动状况，在检验过程中，需求检验第几路取样点，就按第几路的启动按钮，也可按第几路的启动反吹按钮举行反吹。不管自动巡检或是手动巡检，当碰到取样探头梗塞时，取样管道负压就会增大，带触电的负压表会自动给出一个梗塞信号，当PLC接到这个信号时，会自动休止取样剖析,启动反吹举行脉冲式吹扫。本体系自动化程度高，剖析数据可靠，确保整体装备的安全运行。

过程气体剖析仪有：焦炉煤气氧含量在线剖析仪；水泥厂（窑尾、煤粉仓、筒）气体在线剖析仪；CEMS烟气剖析仪、脱硫脱硝后二氧化硫、氮氧化物气体剖析仪、电石厂电石炉尾气（净化前后）在线剖析仪、冶金行业（转炉煤气、高炉煤气、有色金属煤气）气体在线剖析仪、CEMS烟气监测在线剖析体系、合成氨气体剖析仪、乙炔中氧含量剖析仪、空分厂气体剖析仪、石化工艺气体剖析仪、各行业煤气剖析仪仪及煤气热值剖析仪,VOCs在线监测仪，饮食业油烟监测仪

一般而言，煤磨机气体发生燃爆的主要原因为煤磨机出口温度过高，而发生燃爆的物质除了煤粉之外，还包括可燃易爆气体氢气、甲烷和一氧化碳等。在现场安装使用煤磨机厂房气体检测报警仪器主要就是为了能够实现连续实时在线监测煤磨机泄漏积聚的可燃易爆气体，防止其发生爆炸事故。

co是煤的不完全燃烧而成易燃，
在封闭空间易爆相当危险！
检测主要是控制CO含量，
磨煤机工作时必定产生热，
甚至火星，如果CO含量过高，
遇到高温或火星就有起火或爆炸危险，
所以控制CO含量！
安全，生产第二！

在对磨煤机出口高粉尘、多水分、高温烟气CO浓度进行实时在线监测时，样气预处理系统建议采用配备加热器与反吹的采样探头，以防止堵塞；并选择压缩机制冷对样气进行冷却与脱水，消除水分对检测结果的影响。可磨煤机出口CO浓度监测的连续性与可靠性。

在线气体分析系统采用NDIR CO监测单元，比电化学传感技术寿命长、系统维护少；IP65系统防护等级，采样探头配备伴热、反吹功能，可避免粉尘进入系统；搭载压缩机冷凝器，配置系统涡流制冷降温，避免环境温度超过45℃冷凝器失效。十分适用于高粉尘、多水分、高温条件下磨煤机CO气体监测需求，当CO浓度达到限制时报警，可提醒运行人员注意及时采取措施，防止磨煤机着火或爆炸，工艺现场安全。

经过对袋除尘器着火事故和CO浓度高隐患进行原因分析及采取措施后，至今已运行3年多，没有再发生类似事故。所以煤磨系统内部任何地方应严禁堆积原煤或煤粉，否则在较高温度环境下，原煤或煤粉会发生自燃，造成煤磨系统爆炸着火等严重的设备安全事故。另外，严格控制煤粉的挥发分指标、入磨和出磨风温，并密切监控袋除尘器的温度及CO浓度，根据煤质变化及时调整操作参数，煤磨参数出现异常及时采取措施，这样煤磨系统爆炸着火安全事故就完全可以避免。

煤磨利用窑尾烟气作为烘干介质，立磨入口温度一般在150℃左右，出口烟气温度露点温度15～30℃，一般控制在75℃左右。煤磨出口烟气温度均在着火或自燃温度范围外（煤粉的着火温度：500～530℃，自燃温度：140～350℃）。
2着火原因分析
2.1火源
除尘滤袋材质如果不防水、不防静电、不抗结露，会因原煤含水分偏高，出磨煤粉水分在3%左右，造成滤袋“板结”破损；除尘器内煤粉不能正常排空致使煤粉积聚，滤袋外表面煤粉附着严重而且存留时间长，当滤袋表面积聚的静电荷较多而不能释放时易产生静电火花，同时袋除尘器内温度过高，这时如有一定的氧气存在，就会使滞留的煤粉自燃。
2.2氧气
煤磨系统采用的窑尾废气，含氧量可控制在12%以下。但在生产过程中还存在以下问题：
1）系统风量调整不好，如果除尘器排风机拉风不够或者除尘器管道积灰较多造成废气排放系统不畅，而通过煤磨热风机鼓入的窑尾废气不断地进入煤磨和除尘器内，系统明显出现压力不平衡，并造成煤磨和除尘器内部正压，这样，进入除尘器内部空气在不断地增加，使得含氧量也在不断地增加。
2）袋除尘器使用的喷吹气源，为高压压缩空气，当除尘器内出现火源时，它便能加速煤粉的燃烧，使火势迅速扩大。2.3 CO 气体
当时该除尘器在线气体分析仪检测的其内部 CO气体浓度没有超限，没能及时发出报警信息，误导了中控操作员的操作。
2.4 工艺操作
岗位人员发现袋除尘器卸灰一室分格轮跳停并发现有冒烟现象，说明滤袋已燃烧，这时中控操作员未果断采取关闭除尘器入口阀、提升阀、喷吹系统以及停止排风机等措施， 使燃烧火焰进入其它各室，造成收尘滤袋全部烧损。
3 处理及措施
3.1 改进工艺设备及参数
1)做好对在线气体分析仪的日常维护，定期进行校验，各气体成分分析结果的准确性，为工艺控制提供有效参考数据。
2)针对煤粉制备系统的防燃、防爆要求 ，配备高灵敏度的温度预警装置和 CO2自动灭火装置，将目前灭火器控制方式由手动操作改为自动喷出方式，提高可靠性，降低事故发生的几率。 CO2自动灭火装置由固定的 CO2供给源，通过与之相连的带喷嘴的固定管道，在气体分析仪检测 CO 浓度到达爆炸极限或除尘器内部温度煤粉燃点值时，迅速向除尘器内部释放 CO2灭火剂，以达到防止煤粉燃烧爆炸的目的。
3)严格控制滤袋的产品质量，将其全部更换成抗静电、防水、抗结露的滤袋。
4)为减少煤粉在灰斗壁上的沉积，通过修改西门子 PLC 程序，适当缩短滤袋喷吹间隔时间，防止滤袋煤磨袋除尘器着火原因分析及处理煤粉积聚而“板结”。
3.2 改进工艺操作
1） 根据实际情况 ， 控制出磨煤粉水分在 0.5%～1.5%之间，增大磨机系统通风量，降低出磨气体的湿含量， 将磨机出口温度由原来的 75～80℃调整为65～70℃，使入煤粉仓的煤粉温度在 60℃以下。
2） 完善煤磨操作规程， 在停磨更换滤袋或进入除尘器内部检修前， 停机时则先停煤磨工艺系统设备，保持除尘器和排风机继续运行一段时间，再停排风机。 停排风机后再经过一段时间，将除尘器滤袋上的积灰清除干净，同时将灰斗内的积灰排净，才能关停除尘器， 以防止停机后积灰积聚在滤袋和灰斗内，产生煤粉堆积自然爆炸的危险。除尘器下部的煤粉输送设备也应充分排空。

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