KF300系列冶金行業(yè)在線監(jiān)測分析系統(tǒng)
鋼鐵以及其他金屬冶煉過程將產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體的分析測量對于生產(chǎn)優(yōu)化、能源氣體回收、節(jié)能環(huán)保以及安全控制起著極其重要的作用。 KF300系列在線監(jiān)測和分析系統(tǒng)不受背景氣體的交叉干擾，粉塵和污染的影響，并且響應(yīng)迅速，是冶金工業(yè)過程氣體分析的。
KF300系列監(jiān)控分析系統(tǒng)為防塵分析系統(tǒng)，采用正壓防塵柜結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)由采樣單元、預(yù)處理單元、分析單元、校準(zhǔn)單元和PLC互鎖控制單元組成。
應(yīng)用 | 采樣位置和組分分析 | 選用量程 | 儀器選擇 | |
噴粉煤 | 煤粉布袋出口 | 氧氣 | 0-10％ | KF300-11 |
一氧化碳 | 0 – 3000 ppm | KF300-61 | ||
磨煤機(jī)入口 | 氧氣 | 0-10％ | KF300-11 | |
煤炭倉庫 | 一氧化碳 | 0 – 3000 ppm | KF300-61 | |
轉(zhuǎn)爐煤氣 | 轉(zhuǎn)爐熱端 | 一氧化碳 | 0-80％ | KF300-61 |
氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | ||
轉(zhuǎn)爐冷端 | 一氧化碳 | 0-80％ | KF300-61 | |
氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | ||
煤氣柜前 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | |
煤氣柜后 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | |
應(yīng)用 | 采樣位置和組分分析 | 選用量程 | 儀器選擇 | |
高爐煤氣 | 粗/清煤氣煤氣 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 |
一氧化碳 | 0-40％ | KF300-61 | ||
二氧化碳 | 0-40％ | KF300-11 | ||
CH4 | 0-2％ | KF300-61 | ||
熱風(fēng)爐廢氣 | 氧氣 | 0-25％ | KF300-11 | |
一氧化碳 | 0-3000 ppm | KF300-61 | ||
混合煤氣 | 常溫（熱值分析） | 一氧化碳 | 0-40％ | KF300-61 |
H2 | 0-10％ | KF300-11 | ||
CH4 | 0-10％ | KF300-61 | ||
一. 系統(tǒng)簡介
KF300B CEMS由以下子系統(tǒng)組成，包括氣態(tài)污染物（SO2，NOX，O2，HCL，HF等）監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒污染物（煙塵）監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣環(huán)境參數(shù)（溫度，壓力） 、流量，濕度）監(jiān)控子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)。
該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和圖形數(shù)據(jù)分析等功能，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人值守操作模式。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、組網(wǎng)性能靈活、運(yùn)行成本低。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，易于組裝，并能夠與企業(yè)內(nèi)部的DCS和環(huán)境部門進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
二. 系統(tǒng)特點(diǎn)
1. 多成分分析儀器
智能：可選的空氣自動(dòng)校準(zhǔn)和N2校準(zhǔn)；
友好的人機(jī)界面：LCD顯示，操作簡單，菜單操作（用于輸入和輸出接口的選擇，校準(zhǔn)，測試），維護(hù)方便；
可顯示零值以下和檢測范圍以上的值，易于測量零漂移和保持范圍漂移，電磁兼容性好、抗力強(qiáng)、易于安裝。
2. 預(yù)處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用萃取冷凝法。高溫高濕煙氣由加熱采樣探頭采樣，并通過伴熱管全程傳輸。煙氣進(jìn)入分析室后，經(jīng)過冷凝脫水，減少了諸如SO2等水溶性成分的損失，從而提高了測量精度。
多級過濾，可顯著減少高溫高濕氣體中的水分和微粒進(jìn)入分析系統(tǒng)；
采樣探頭溫度控制器、伴熱管溫度控制器和冷凝器的溫度報(bào)警信號、以及預(yù)處理系統(tǒng)的工作條件都被傳送到PLC，然后通過PLC傳送到工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）進(jìn)行工作環(huán)境記錄；系統(tǒng)可自動(dòng)關(guān)閉，防任何故障。
3. 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
使用標(biāo)準(zhǔn)IPC和我公司自主開發(fā)的KF300B系統(tǒng)軟件來實(shí)時(shí)監(jiān)視測量參數(shù)的變化，并實(shí)現(xiàn)分鐘、每小時(shí)和每天的數(shù)據(jù)查詢以及自動(dòng)生成報(bào)告。
IPC配備有多通道RS232輸出端口，支持MODBUS協(xié)議、212協(xié)議和以太網(wǎng)傳輸。
使用了高精度的4-20 mA信號隔離器，可以將測量的參數(shù)傳輸?shù)狡髽I(yè)內(nèi)部DCS系統(tǒng)。
三，系統(tǒng)配置
3.1 氣態(tài)污染物監(jiān)測
3.1.1. KF100紫外激光微分吸收光譜儀（DOAS）
分光鏡原理：采用光吸收法分析SO2和NOX，采用電化學(xué)測量法分析O2。氣體可以吸收不同波長的紫外線光譜，這種的紫外線吸收特性可用于測量樣品氣體的濃度。
技術(shù)指標(biāo)：
物品 | 技術(shù)指標(biāo) |
SO2檢測范圍 | 0-200?1000 ppm |
一氧化氮檢測范圍 | 0-500?1000 ppm |
氧氣檢測范圍 | 0-25％ |
HF檢測范圍 | 0-100 ppm |
HCL檢測范圍 | 0-100 ppm |
檢測精度 | SO2 / NOX：1％，O2：0.05％ |
線性誤差 | ±1％F.S./7天 |
重復(fù)性誤差 | ±1％F.S./7天 |
零位漂移 | ±2％F.S./7天 |
量程漂移 | ±2％F.S./7天 |
T90響應(yīng)時(shí)間 | 30秒 |
氣體流量 | 1.5±0.5升/分鐘 |
溫度 | 5-45℃ |
濕度 | <90％相對濕度 |
模擬量輸出信號 | DC4?20 mA，4通道，可選+額外配置 |
模擬量輸入信號 | DC4?20 mA，4通道 |
數(shù)字輸入 | 特定功能，4通道（額外配置） |
開關(guān)量輸出 | 3通道，可選+2通道自動(dòng)校準(zhǔn)+額外配置 |
電源供應(yīng) | 170-264 V / 100 VA |
尺寸 | 23.9英寸* 3個(gè)單位 |
3.1.2.用科力賽克KF-200激光氣體分析儀測量HF和HCL的濃度。 KF200系列激光氣體分析儀有多種類型，包括原位探測型，旁路型，多通道和盤裝型。
可以分析諸如O2，CO，NH3，CO2，CH4，H2O，HC，HF等氣體。目標(biāo)氣體的濃度分析包括宏觀分析和微觀分析。
技術(shù)規(guī)格：
測量原理 | 可調(diào)激光吸收光譜（TDLAS） | |
技術(shù)數(shù)據(jù) | 線性誤差 | ≤±1％F.S. |
量程漂移 | ≤±1％F.S./6個(gè)月 | |
重復(fù)性 | ≤1％ | |
校準(zhǔn)期 | ≤1次/ 6個(gè)月 | |
防爆等級 | Exd IIC T6 Gb | |
保護(hù)等級 | IP66 | |
響應(yīng)時(shí)間 | 熱身時(shí)間 | ≤15分鐘 |
響應(yīng)時(shí)間（T90） | ≤1秒 | |
接口信號 | 模擬量輸出 | 2個(gè)輸出4-20mA，信號輸入（電隔離，負(fù)載750Ω） |
模擬量輸入 | 2路4-20 mA輸入（溫度-壓力補(bǔ)償） | |
通訊技術(shù) | RS485 / RS232 / GPRS | |
繼電器輸出 | 3個(gè)輸出繼電器（24 V DC / 1 A） | |
運(yùn)行條件 | 工作溫度 | -30℃?+ 60℃ |
儲存溫度 | -40℃?+ 80℃ | |
吹掃氣體 | 0.3-0.8 MPa氮?dú)饣騼x器空氣 | |
電源供應(yīng) | 200-240 V AC / 48-63 Hz，電源基于特定配置 | |
安裝 | 安裝方式 | 采樣探頭安裝在煙道/管道中，系統(tǒng)安裝在附近 |
3.2。 WT-602顆粒監(jiān)測儀
測量原理：激光反向散射法。
WT-602具有內(nèi)置的高穩(wěn)定性激光信號源，該信號源發(fā)射穿過煙道和煙道中的煙塵的激光束，反射信號強(qiáng)度與粉塵濃度呈正相關(guān)。 WT-602監(jiān)測器檢測到反射的弱激光信號，通過特定算法可以計(jì)算煙道粉塵濃度。
其電氣系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理技術(shù)，包括激光發(fā)射模塊，光接收模塊，處理模塊和接口模塊四個(gè)部分。
儀器的光學(xué)系統(tǒng)主要包括光源Po、阻塵劑G、聚光鏡L，如圖3.3所示：
圖3.3 WT-602顆粒監(jiān)測儀測量原理
LSS的接收電壓信號Pr ＝ Po×K1×K2×D×K1×K3。
如果Po、K1、K3恒定，則Pr與K2乘以D。在設(shè)備安裝后，可以通過校準(zhǔn)獲得Pr和D之間的對應(yīng)關(guān)系，然后可以通過以下公式計(jì)算粉塵濃度：
D = A / K2×Pr設(shè)定A = 1 /（Po×K1×K1×K3）
顆粒物污染物監(jiān)測儀參數(shù)
物品 | 技術(shù)指標(biāo) |
激光波長 | 650±20納米 |
檢測范圍 | 0-200-500-1000毫克/立方米 |
零位漂移 | ±2％F.S./7天 |
檢測范圍漂移 | ±2％F.S./7天 |
讀出錯(cuò)誤 | ±2％F.S. |
響應(yīng)時(shí)間 | ≤10秒 |
煙道直徑 | 0.7-20 m |
電源 | DC24 V / 3A |
模擬量輸出 | DC4-20 mA |
串口輸出 | RS485（可選的MODBUS協(xié)議） |
工作溫度 | -20-50℃ |
尺寸 | 205×160×160毫米 |
IP等級 | IP65 |
3.3 煙氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)控器
3.3.1 WT-TPF100流速，溫度和壓力監(jiān)控器
測量原理：皮托管
S型皮托管的測量原理如圖4所示，由兩個(gè)并聯(lián)的相同金屬管組成。在測量端有兩個(gè)方向相反的開口。其中一個(gè)面向氣流方向以測量總壓力，另一個(gè)背向氣流方向以測量靜壓力。皮托管的兩端連接到微型壓力傳感器和放大器，其中輸出信號被放大和調(diào)制。根據(jù)伯努利方程，輸出電壓和壓差彼此成正比。
圖3.4煙氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)測儀測量原理
溫度的測量是通過溫度變送器使用PT100通過輸出4-20 mA模擬量進(jìn)行的。
該儀器具有多種校準(zhǔn)模式，可以通過RS232接口使用專用軟件進(jìn)行校準(zhǔn)，也可以通過電位計(jì)進(jìn)行手動(dòng)校準(zhǔn)。
煙道環(huán)境參數(shù)：
物品 | 技術(shù)指標(biāo) |
流速測量范圍 | 0-40 m / s（> 5 m / s） |
準(zhǔn)確性 | ≤10 m / s，誤差≤±12％ > 10 m / s，相對誤差≤±10％ |
響應(yīng)時(shí)間 | ≤20秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
靜壓測量范圍 | -2500-2500 pa檢測可選 |
準(zhǔn)確性 | ≤±1％ |
響應(yīng)時(shí)間 | ≤10秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
溫度測量范圍 | 0-300℃ |
準(zhǔn)確性 | ±3℃ |
響應(yīng)時(shí)間 | ≤10秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
電源供應(yīng) | 交流220 V |
3.3.2。 HMS545水分測定儀
測量原理：電阻電容傳感器。
測量原理是根據(jù)廢氣中水分含量的變化與電阻，電容值的變化之間的函數(shù)關(guān)系，直接測定廢氣中的水分。
該方法測量簡便靈敏，不會對其他氣體造成交叉干擾。但是在測量高溫和強(qiáng)腐蝕性煙氣時(shí)必須注意對測量探頭的保護(hù)。根據(jù)測量環(huán)境中電阻電容法的要求，有必要采用防凝結(jié)和腐蝕的熱補(bǔ)償技術(shù)，其中鉑電阻溫度傳感器用于測量煙氣的溫度并進(jìn)行伴熱。通過智能判斷開始補(bǔ)償，以確保沒有結(jié)露，以防止傳感器的腐蝕和損壞。此外，由于煙道氣的濕度隨煙道氣的溫度而變化，因此使用溫度補(bǔ)償還可以減少水分測量中的誤差并進(jìn)一步提高測量精度。
技術(shù)指標(biāo)
物品 | 數(shù)值 |
濕度測量范圍 | 0-40％Vol |
準(zhǔn)確性 | ≤5％，誤差≤±1.5％ > 5％，相對誤差≤±20％ |
模擬量輸出 | 4 – 20毫安 |
電源供應(yīng) | 交流220 V |
IP等級 | IP 65 |
IV 系統(tǒng)與外圍設(shè)備之間的連接
4.1 電氣接口：
1）多通道高精度4 – 20 mA輸出信號；
2） 4路RS232輸出信號，支持MODBUS協(xié)議（用于公司的DCS，數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通信），212協(xié)議（用于數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通信，或用于連接TU（傳輸單元）以將數(shù)據(jù)上傳到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門），靈活配置污染物成分?jǐn)?shù)據(jù)。 ;
3） 一個(gè)以太網(wǎng)接口，用于直接上傳數(shù)據(jù)；
4） 4通道開關(guān)量數(shù)值輸出信號，指示當(dāng)前狀態(tài)（正常測量，探頭吹掃，歸零校準(zhǔn)，測量范圍校準(zhǔn)）。
4.2 空氣回路接頭：連接壓縮空氣以進(jìn)行探頭吹掃和電流表，壓力范圍為0.2 – 0.4 MPa。
