[实用新型]一种炼钢转炉一文前炉气成分分析在线取样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种炼钢转炉炉气成分分析在线取样装置，尤其涉及一种炼钢转炉一文前炉气成分分析在线取样装置。

背景技术

近年来，利用转炉冶炼优质钢的需求日益迫切，炼钢转炉吹炼控制不仅要提高终点温度和碳的命中率，而且要准确控制P、Mn等含量。因此，连续地掌握废气信息作为吹炼控制参数是十分必要的。许多钢铁企业将废气分析的检测点放在转炉烟气净化系统第一文氏管的前面，用以检测CO、CO₂、O₂、N₂、H₂、Ar、CH₄、He等成分。但在钢水吹炼过程中，尤其是吹炼前期的一级文氏管前炉气中含有大量的金属粉尘、石灰等杂质，炉气温度高达1100℃以上。而传统采用的取样方式主要存在以下问题：⑴在转炉烟道上开孔抽取取样的方式无法保证这个样本的代表性，流体处于层流、紊流、湍流状态时难以保证取出样本的代表性；同时在烟道壁积存的污物极易被吸入取样孔造成取样口的堵塞；⑵传统的取样装置一般能将800~1100℃取样气体冷却至500℃，可能导致将后续的预处理设备烧损；⑶传统的取样装置将粗过滤器安装于探头内部，样气过滤处理后的仍难以达到分析仪所需的洁净度要求，必须经多道过滤器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种长期、可靠、实用的炼钢转炉一文前炉气成分分析在线取样装置。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种炼钢转炉一文前炉气成分分析在线取样装置，其特征在于：该装置包括通过连接法兰连接在一起的刚玉取样管和不锈钢取样管；所述刚玉取样管的端头迎流面呈45°坡口，且带端头的一部分插入转炉一级文氏管前烟道内，其另一部分外侧设有短节；所述不锈钢取样管上分别设有水冷外套管、水冷内套管；所述水冷内套管内设有带进水口的进水管；所述水冷外套管下部设有带出水口的排水管；所述不锈钢取样管末端通过管道Ⅰ连有底部设有排污阀V2的旋风分离除尘器，该旋风分离除尘器出口连接两路可切换的金属烧结过滤器；所述金属烧结过滤器出口连有膜式抽气泵，该膜式抽气泵的出口安装三通管；所述三通管的一端设有放散阀V12，其另一端连接2只并联的低温水洗罐；所述低温水洗罐的出口管路连接一只纸质过滤器，该纸质过滤器连有在线气体分析仪。

所述短节与所述刚玉取样管之间设有石棉填料。

所述连接法兰中的上法兰与所述刚玉取样管之间设有zs-1071无机粘合剂。

所述不锈钢取样管与所述旋风分离除尘器之间的管道Ⅱ上设有测温元件。

所述金属烧结过滤器与所述膜式抽气泵之间的管道Ⅲ上分别设有吹扫氮气管、取样阀V7；所述吹扫氮气管上设有控制阀。

所述纸质过滤器上设有湿度报警器。

所述纸质过滤器与所述在线气体分析仪之间的管道Ⅳ上设有浮子流量计。

所述排水管上设有冷却出水流量调整阀门V1。

所述两路可切换的金属烧结过滤器的两端分别设有切断阀V3、切断阀V4、切断阀V5、切断阀V6。

所述2只并联的低温水洗罐的出口管路上分别设有切断阀V8、切断阀V9、切断阀V10、切断阀V11。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型采用耐高温、抗冲刷的刚玉材质取样管插入一级文氏管内取样的方式，既能将烟道中心点代表性炉内样气取出，又能够长期在线使用，从而防止因高温炉气烧蚀及转炉冶炼中大量烟尘对取样管路的冲刷。

2、本实用新型采用双层水冷套的结构方式，直接将900~1400℃的取样气体冷却至60℃以下，达到了后续抽吸泵、过滤单元对样气温度的要求，防止高温气体对后续设备的烧损，为后续炉气成分分析提供有效的保证；同时在水冷套后的取样管路上安装测温元件，实时测量样气温度，根据样气出口温度的高低，调整冷却出水流量调整阀门V1开度，从而达到动态降温目的。

3、本实用新型采用旋风分离除尘、金属烧结过滤、低温水洗、纸质过滤器等一系列设备将转炉冶炼烟气含尘量净化，满足在线气体分析仪器的长期、可靠实用。

4、本实用新型纸质过滤器上设有湿度报警器，一旦样气湿度超限，可连锁停运膜式泵，防止水进入分析仪器，造成设备损坏。

5、本实用新型在纸质过滤器出口管路连接浮子流量计，可用以随时监测、调整进入分析仪的样气流量，满足分析仪器对氧气流量的要求；并且浮子流量计出口连接在线气体分析仪，可用以实时检测样气成分。

6、本实用新型为方便日后在线检修需要，设置两路可切换的金属烧结过滤器互为备用，利用V3~V6四个切断阀实现管路切换，一路运行时，另一只过滤器可以进行检修、清洗。