西門子在線分析儀器在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

　　1. 引言

　　鋼鐵行業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)中，占有舉足輕重的地位。作為全球制造業(yè)中心，中國的工業(yè)化發(fā)展的潛力很大，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，會為鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供動力。而今，中國的鋼鐵行業(yè)正經(jīng)歷著兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實現(xiàn)節(jié)能減排的過程。鋼鐵行業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展，關(guān)系重大。

　　鋼鐵的冶煉過程實質(zhì)上是原材料、燃料和成品的流轉(zhuǎn)過程，在流轉(zhuǎn)中伴隨著大量氣體產(chǎn)生，而在線檢測分析這些過程氣體是冶金工業(yè)生產(chǎn)工藝優(yōu)化控制、安全和環(huán)保監(jiān)控必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。西門子公司是中國鋼鐵工業(yè)的合作伙伴，一直致力于推動中國鋼鐵工業(yè)自動化水平的不斷提高。西門子分析儀器能夠應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)中的煉鋼、煉鐵及燒結(jié)等各個裝置，對降低能源消耗、保證生產(chǎn)安全等起著十分重要的作用，還對鋼鐵企業(yè)增大產(chǎn)能，提高產(chǎn)品質(zhì)量有積極的效果。

　　2. 分析儀簡介

　　西門子分析儀器含蓋了氣體分析儀的各類產(chǎn)品，可以為客戶提供各種各樣的解決方案。西門子分析儀器包括在線色譜分析儀、紅外分析儀、氧分析儀、熱導(dǎo)分析儀和激光分析儀等。

　　其中，MAXUM II在線色譜分析儀憑借其強(qiáng)大的功能，可以用于分析測量各種復(fù)雜樣品中的各個氣體組分含量，比如高爐煤氣中的CO、CO2、N2、H2，焦?fàn)t煤氣中的CO、CO2、H2、CH4、O2、N2和微量H2S等。再加上西門子強(qiáng)大的EZChrom色譜工作站軟件，還可以用于實驗室分析。

　　多組分非分光紅外分析儀ULTRAMAT 6/23 通過分析被測氣體對測量光束的吸收獲得被測氣體濃度，由于其較寬的光源，可以同時測量CO、CO2、SO2等多個組分。OXYMAT 6磁壓氧分析儀則通過測量含氧混合氣的體積磁化率得到混合氣中氧氣的濃度，快速的響應(yīng)時間使其能夠用于安全控制和優(yōu)化控制。

　　激光分析儀LDS 6和SITRANS SL可以在線原位測量，實時獲取數(shù)據(jù)。較低的維護(hù)成本，最低1s的響應(yīng)時間使其逐步代替部分傳統(tǒng)分析儀，成為鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中的新寵。下一章節(jié)就具體介紹這些分析儀分別在鋼鐵行業(yè)中各個裝置的應(yīng)用。

　　3. 西門子分析儀在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

　　3.1. 煉鐵中的應(yīng)用

　　高爐冶煉是當(dāng)今煉鐵工藝中最主要的煉鐵方法。時事檢測出高爐煤氣中各組分的含量可以及時反應(yīng)出爐內(nèi)狀況，指導(dǎo)高爐的操作，從而保證了高爐穩(wěn)定順利的運行，同時為提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量起著十分重要的作用。

　　西門子MAXUM II色譜分析儀可以在線檢測高爐煤氣中N2、CO、CO、H2的含量，每一個周期自動向高爐控制中心提供一組準(zhǔn)確、可靠的高爐煤氣中各組份的百分含量。通過計算CO2/ (CO+CO2) 的比值來判斷煤氣利用率，控制焦煤比，一般在焦炭負(fù)荷不變的情況下比價降低，說明煤氣利用率降低，預(yù)示著高爐轉(zhuǎn)涼；通過觀察H2的含量判斷風(fēng)口中小套高壓水及爐身冷卻壁常壓水是否漏水，如果H2值增加，說明存在漏水，為防止爆炸，需盡快解決；通過對N2含量的檢測，可推測出高爐的泄漏率。一般采樣點選在重力除塵器后，布袋除塵前的煤氣水平管道上。由于西門子色譜分析儀擁有多檢測器、并行色譜、無閥切換、電子壓力控制等諸多技術(shù)優(yōu)勢，提高了測量的響應(yīng)時間，保證了測量數(shù)據(jù)的可靠性。還有，分析儀表可以幫助測量熱風(fēng)爐出口的O2含量，優(yōu)化高爐燃燒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　另外，為了提高煉鐵的經(jīng)濟(jì)性，降低成本，國內(nèi)許多高爐采用噴煙煤或參噴煙煤完成煉鐵工藝。由于煙煤揮發(fā)性和可燃性比較高，在磨煤機(jī)磨煤時，進(jìn)入過多的氧氣易引起爆炸，所以在磨煤機(jī)前的熱風(fēng)管道上以及磨煤機(jī)之后的布袋除塵器之后都要檢測氧的含量，若氧含量過高，則要報警。在煤粉倉中，還要檢測CO的含量，當(dāng)CO含量過高時，需要及時沖氮，防止事故發(fā)生。

　　在高爐噴煤的應(yīng)用中，西門子的OXYMAT 6磁壓氧分析儀、ULTRAMAT 6/23非分光紅外分析儀LDS 6和SLTRANS SL激光分析儀都有很好的應(yīng)用。其中，激光分析儀比起傳統(tǒng)的抽取式的分析儀有他本身自有的優(yōu)勢。首先，激光分析儀采用原位式安裝，直接安裝于工藝管道上，省去了采樣探頭、采樣管線和預(yù)處理系統(tǒng)。其次，激光分析儀維護(hù)起來非常簡便，降低了維護(hù)費用。最后，激光分析儀的響應(yīng)時間最低可達(dá)1秒，為安全保護(hù)系統(tǒng)及時提供數(shù)據(jù)，可以勝任關(guān)鍵點的測量。值得一提的是，雖然激光分析儀有諸多優(yōu)勢，但其不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分析儀表。在一些測量點上，比如磨煤機(jī)出口，煤粉倉等，由于含塵量非常大，激光的透光率會受到很大的影響，從而使得測量效果變差。這個時候只能采用傳統(tǒng)抽取式分析儀來測量。