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氧化炉高温高粉尘下氧气浓度在线监测解决方案

更新时间:2023-10-31  |  点击率:692

一、方案概述

氧化炉是一种用于高温氧化金属材料的设备,其原理是在高温下将金属材料与氧气反应,从而实现氧化作用。

具体来说,氧化炉中要先将金属材料加热至一定温度,这个温度需要高于金属材料的氧化温度。然后,通过加入氧气或氧化气体,使金属材料与氧气发生化学反应,从而形成氧化物。这个过程可以类比为燃烧过程,金属材料相当于燃料,氧气相当于氧化剂,氧化过程会释放出热量,加速反应的进行。

在氧化炉的设计和选择上,需要考虑材料的耐氧化性、温度和气氛控制等因素。不同的气氛条件(例如氧气含量、气体种类等)对氧化反应的速率和产物形成也有影响,需要根据具体材料的情况进行调节。

其中氧气供应是氧化技术中至关重要的一环为了确保炉内的氧化金属能充分氧化,因此实际工程中要控制氧气浓度的不能太低,所以需要有一台氧气浓度检测仪能实时在线监测炉内氧气浓度

但是由于炉内温度太高,必须定制一套预处理单元,对炉内的高温样气进行降温除尘除湿处理GY8700-O2-Q系列爆式氧气浓度在线监测预处理系统专为此工况而定制

系统核心采用高精度传感器,可实时监测炉内的氧含量变化,另有高效不锈钢过滤器、蠕动泵、样气采样泵、高效降温除湿冷凝器、不锈钢转子流量计、反吹电磁阀、24V电源转换器与漏电保护器等等。该系统具有寿命长、稳定性好、抗干扰能力强、安装简单方便等优点。同时具有4-20mA、RS485信号输出或无线数据远传,采用LCDTFT高清液晶显示,还可以联动工厂中的氧气顶吹转炉等设备来使用。当氧气浓度过低时即时报警,同时启动联动设备往炉内输送氧气

 

 

系统主要功能包括:

1、实时监测炉内中的含量。

2、可通过第三方平台实时了解内的现场情况。

3、第三方平台实时记录以上各监测数据,对数据统一集中管理。

4、并能通过声光报警发出报警信息,及时告知现场工作人员

5、可选配搭载7寸触摸显示屏,储存历史数据。

二、执行标准

GB3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第一部分:通用要求》

GB3836.2-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第二部分:隔爆型“d” 》

GB 3836.15-2000 《爆炸性气体环境用电气设备第 15 部分:危险场所电气安装( 煤矿除外) 》

GBT50493-2019 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》

GB12358-2006 《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》

GBZ 2.1-2007 《工作场所有害因素职业接触限值》

GB 4208-2008 《外壳防护等级(IP 代码)》

GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》

GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》

HJ/T 76-2017《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

HG/T 20507-2014 《自动化仪表选型设计规范》

三、监测方案的设计

3.1 检测点的定位

首先通过对场所的细致分析,初步确定设置气体监测仪的最佳位置或必要设置点。从而保证氧气充分被监测到,使低氧情况及时被探知。

3. 氧气浓度检测仪的选择

针对常见实际环境与条件,选用电化学原理的氧气传感器

3.3 采集控制器(选配)

数据采集控制器用来集中显示监测点的氧气浓度值。同时控制器与联动设备关联,当氧气浓度值低过预设报警值时能够自动报警或控制联动设备。

采集控制器一般安装在值班室中,与检测仪采用四芯线RS485协议连接。控制器内部要有继电器报警开关量输出用于控制联动设备。

3.4 联动设备

氧气顶吹转炉等设备由控制器联动,当氧气浓度超时自动启动;当氧气浓度恢复正常时,自动停止。

四、产品参数

氧气在线监测预处理系统

箱体材质

防爆不锈钢箱体

输出信号

4-20mA信号:标准的12位精度4-20mA输出芯片,传输距离1Km

RS485信号:采用标准MODBUS RTU协议,传输距离1.2Km

电压信号:0.4-2V,0-5V、0-10V输出,选配(电压输出与电流输出二选一)

开关量信号:标配组无源触点继电器,容量24VDC 3A

⑤GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等无线信号(选配)

接收设备

用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、DDC等

工作方式

泵吸式,连续在线监测

检测介质

氧气,可定制其它可燃、有毒有害气体,详情请联系业务员

检测原理

电化学

检测范围

0-1%/5%/30%/100%VOL可定制

  

0.01/0.1/1 

检测误差

≤±3%F.S 更高精度可订制

  

≤±1%

线性误差

≤±1%

响应时间

30

工作电压

AC220V,最大功率:100W

工作温度

-20℃~50℃  (高温可定制)

工作湿度

10-95%RH(无冷凝)(高湿度可定制)

工作压力

106KPa±20KPa

采样温度

-20℃~200℃

采样湿度

0-90%RH

传感器寿命

2~6年(根据传感器原理与使用的环境而定)

防爆形式

防爆不锈钢箱体

防爆等级

检测仪:ExdIICT6Gb

ExdIICT6Gb/ExtDA21IP66 T80℃

防护等级

IP66 防水溅和短时间雨淋,长时间雨淋需配防雨罩

连接电缆

①4~20mA 选三芯屏蔽电缆,RS485 选四芯,距离超 1000 米(带一台检测仪)时单根线径≥1.5mm, 屏蔽层接大地。

②无线传输:可内置LORA、Zigbeg模块,近距离无线传输;可外置GPRS/4G模块,远程数据传输到云平台,可电脑端和手机端查看历史记录,不受距离限制(选配)

报警方式

现场声光报警外置报警器远程控制器报警电脑数据采集软件报警等(选配)

报警设置

标准配置两级报警,可设置报警方式:常规高低报警、区间控制报警

外形尺寸

待定,定制化产品以出厂为准

安装方式

落地式安装

  

可选,费用客户自付

    

包装箱、说明书、合格证、出货单各一份

选配附件

干燥筒、减压阀、焦油过滤器、蠕动泵、7寸触摸显示屏、高效降温除湿冷凝器、标气接口

电脑监控配件:免费上位机软件、USB 转 RS485 转换连接线,如果要网络传输还需 RS485 转网口转换器

五、安装注意事项

5.1 安装方式

5.1.1 机柜固定 

⑴机柜采用立柜式放置,地面应保持平整,机柜不得倾斜放置。 

⑵机柜有散热风扇,空间应不小于 1m,便于散热;顶部不得放置其他物品。

5.1.2 供电

机柜采用 220V AC 供电,须确保地线接地良好。

5.1.3 确定安装位置

⑴主机箱安装位置的选择

首先内部传感器元件的耐受温度范围为-20℃~+50℃,最佳工作温度为+20℃左右,所以要选择环境温度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安装。

⑵采样点与主机箱管路距离

主机箱内部使用的是2升抽气泵管路长度的原则是温度合适的前提下越短越好,管路越长数据延迟越长,一般20米内是没有问题的。还是需要结合现场实际情况而定。

5.2 注意事项

5.2.1 在安装在线气体分析仪设备时可能会涉及动火,必须确保氧化炉关闭状态,以免发生爆炸或中毒危险。

5.2. 取样点应选择在样气温度、压力、清洁度和其他条件尽可能接近分析仪要求的位置。并且该位置要易于接近与操作。

5.2. 安装在平稳或震动较小的平台,经过取样管路连接至预处理及分析系统。

3 管路接口

一路采样进气口进入系统;一路检测后的气体排出口;二路过滤除水气体排出口。接口默认是φ6大小,可以使用外径6mm内径4mm的PU软管;

5.4 采样管的安装

采样管插入待测气体的管道,使用配套法兰固定。如果待测管道气体温度高于采样管的耐热温度,采样前段的管路应采取耐热管路并进行预降温再接PU软管连接检测系统的采样接口。

5.5 气路排出接口的接法 

排气口:使用φ6的PU软管连接,主要排放的是从流经检测仪里检测后的气体, 

排水口:使用φ6的PU软管连接,大部分的采样气体和水汽从这里排出,如果管道待测气体管道温度高、湿气大所含水汽较多,那排水口会有水流出,所以排水管应向下安装,以保证水流顺利排出。

 

 

 

(管路示意图,图片仅供参考,以出厂为准

 

 

 

6 使用调试中的注意事项

5.6.1流量控制

系统运行中,通过调整流量计和冷凝器下端排水管道上的节流阀,控制流过检测仪表的气体流量在0.3~0.in左右。

5.6.2冷凝器

冷凝器的目标冷凝温度使用默认温度即可。

5.6.3过滤器

需要定期手动维护清洗粉尘过滤器,防止粉尘堵塞气路。

6.4 检测仪的使用详见检测仪的使用说明书