[实用新型]烟煤煤粉仓内氧和一氧化碳自动检测装置

说明书

本实用新型属于气体检测装置领域。主要适用于含有高粉尘气体中的气体成分自动检测，特别适用于高炉喷吹烟煤煤粉仓内O₂和CO浓度的自动检测。

在高炉喷吹烟煤工艺中，最关键的安全措施是引用热风炉废气、高温烟气、氮气对喷煤系统进行惰化，以降低气氛中含氧量，防止烟煤发生自燃与爆炸。为使操作人员及时了解惰化程度，必须对系统中气氛的O₂含量进行在线分析。另外在系统中某些容易停留与积存煤粉的部位如煤粉仓、布袋等容易发生自燃。煤粉自燃最灵敏的信号是产生CO，因此需要对这些部位的微量CO产生量进行连续检测。

上述分析检测的难点在于取样点为高湿度、高粉尘环境，因此国内外应用的分析装置在取样和预处理方面进行了精心设计，以使样品气达到干燥无尘状态，并以稳定的流量送入分析仪器，满足分析仪器的严格要求。

日本横河公司在“MITAKA INSTRUMENT”说明书中提供了一种高炉喷煤煤粉仓内气体自动检测装置。该装置由取样探头、预处理系统、分析单元、时间控制单元组成。该装置采用一个抽气泵抽取样品气，一旦气泵发生故障时，检测则停止，故安全系数小；对样品气净化采用三级过滤；在预处理系统中采用水封式调压筒对样品气进行稳压，该稳压方式效果不佳。另外，该装置只能进行单参数测量(即只测O₂或只测CO)，如在煤粉仓内要求同时测O₂和CO两个参数时，则需两套装置，加大了投资；再者，该装置的时间控制单元采用继电器组合方式，其结构复杂，元件较多，抗干扰能力差。

本实用新型的目的在于提供一套设计合理，功能完善，适合高炉喷吹烟煤安全监测且能同时检测O₂和CO两个参数的烟煤煤粉仓内氧和一氧化碳自动检测装置。

根据上述目的，本实用新型仍由取样装置、预处理系统、分析单元、记录报警和程序控制单元组成，其主要技术特征或技术方案如下：

1、取样装置设有两个或两个以上的带有过滤器的取样探头。另外，取样探头过滤器由不锈钢材质制成。取样后用氮气反吹清洗。

2、在预处理系统中采用两个并联的抽气泵，以便轮流工作。

3、根据取样点高粉尘的工况特点，对样品气的净化采用四级过滤除尘，即探头过滤器、筒形过滤器、膜式过滤器和精密过滤器。

取样探头直接安装于煤粉仓内，接触高浓度粉尘，为第一级过滤，筒形过滤器放在取样探头后边和抽气泵之前，为第二级过滤，膜式过滤器放在电子致冷器与气体稳压器之间，为第三级过滤，精密过滤器放在浮子流量计与氧气分析仪和一氧化碳分析仪之间，为第四过滤。

4、在整个喷煤系统中，煤粉仓内的气体含水蒸汽相对较低，且不含机械水。根据这一工况条件，对样品气的脱湿处理进行简化，即省略了一般预处理系统中常用的汽水分离器，而使用了一台两级串联气路的电子致冷器，对样品气进行冷却脱湿。

5、在样品气稳压稳流方面采取了独特设计，膜式过滤器后设有高性能气体稳压器，再配合针形阀调节流量，使样品气达到稳压稳流。

6、分析单元配备两台分析仪，一台分析氧，另一台分析一氧化碳。

7、控制单元采用了先进可靠的可编程序控制器(PLC)。

8、采用零点气钢瓶和标准气钢瓶对分析仪进行定期标定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、一套分析装置设有两个或两个以上探头，可以对两个或多个取样点进行巡回取样。

2、由于采用了两个抽气泵轮流工作，保证了气体分析的连续性和可靠性。即使一个泵出现故障或损坏需更换或维修时，也不影响整个系统连续运转。

3、对样品气的净化处理采用了四级过滤除尘，保证了进入分析仪器的样品气达到超净要求，有效地延长了仪器工作周期。由于各级过滤器设计的体积精巧，既保证了过滤效果又不延长分析滞后时间。

4、在预处理系统中，由于省略了汽水分离器，只采用电子致冷器，简化了脱湿过程。样品气在电子致冷器中经串联气路受到两级冷却，温度在1℃左右，除掉冷凝水，得到彻底干燥，送入分析仪。该设计缩短了气路，减少了阻力，提高了仪器响应速度。