干熄焦如何控制气体安全？

西安聚能仪器

1前言 干熄焦系统循环气体中H2、CO、O2等微量气体的含量是通过气体分析仪进行检测的。H2、CO是易燃易爆气体，O2是助燃气体，它们的含量多少不仅影响红焦的熄灭，而且一旦达到爆炸临界点，将直接影响到安全生产。故循环气体成份分析与操作控制是保证干熄炉安全生产的关键。 2气体分析仪的工作流程 掌握气体分析仪常见故障首先要了解其工艺流程。 气体分析仪用样气从干熄炉入口处采集，通过蒸汽的引射作用将样气带入气体分析仪的水洗器中与冷却用除盐水混合、净化、降温后，从上部进入气水分离器，在这里进行气水分离后再进入旋风冷却器，用压缩空气冷却至在10℃～15℃进入自动排凝器中，最后通过过滤器过滤后分三路分别进入H2表、O2表、CO和CO2表中进行样气分析。 3故障分析与处理 通过干熄焦投产半年多来的运行、观察与分析，工作中遇到的故障主要有以下4类。 3.1气体分析内小球飘浮管内进水，分析数据不准 3.1.1原因分析 冷却用除盐水温度高，压缩空气流量小，没有起到冷却作用，样气水份含量过高，在管路中凝结成水；水洗器的排水管被堵；气水分离器功能丧失或冬季被冻。 3.1.2处理方法 降低冷却用除盐水温度，加大压缩空气流量；疏通水洗器排水管或更换气水分离器；用标准样气标定四表，同时将管内水份全部带出。 3.2 CO、CO2表满量程，造成气体分析不准 3.2.1原因分析 用于吹扫CO、CO2表的压缩空气质量不合格，造成感光膜片功能下降。 3.2.2处理方法 更换吹扫CO、CO2表的气体，改用N2管路吹扫，经过一段时间使用观察，效果良好，此后未再次发现此类故障。注意压缩空气的标准应是无油、无水、无尘的仪表风。 3.3气体分析仪分析数据偏低，特别是CO2含量在10以下 3.3.1原因分析 CO、CO2表N2吹扫气压力大。样气接触不到感光膜片即被带走排出。 3.3.2处理方法 调整吹扫用N2压力使样气压力与N2吹扫压力平衡。 3.4 H2、O2、CO、CO2表的小球全不跳动 3.4.1原因分析 样气取样口被焦粉堵塞；引射用蒸汽温度压力低，造成样气中焦粉与蒸汽混合，在管内沉积，堵塞管路；蒸汽管路上疏水阀坏。 3.4.2处理方法 用反吹系统进行反吹，检查样气取样管是否被堵；提高蒸汽压力温度，同时疏通水洗器前样气与蒸汽混合管道，增加蒸汽管路疏水；更换蒸汽管路上疏水阀。气体分析仪用蒸汽标定要求：压力≥0.6MP的过热蒸汽。 4处理效果 通过以上对气体分析仪故障的分析与观察，在实际工作中，试用上述方法，基本上可随时处理出现的常见故障，确保了干熄炉的安全高效运行.

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干熄焦循环气体安全控制的核心在于H2、CO浓度控制（爆炸下限分别为4%、12.5%）及O2浓度控制（安全值需<5%）。结合气体分析仪运行经验，实际控制要点和应对措施如下：

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**一、关键控制参数及应对逻辑**
1. **防爆三要素控制**
   - H2浓度报警值设定在2.5%（爆炸下限的60%）
   - CO浓度报警值设定在8%（爆炸下限的65%）
   - O2浓度报警值设定在3%（留出2%安全余量）

2. **异常工况联锁**
   - 双氧水喷雾系统自动启动条件：H2≥3%且O2≥4%持续30秒
   - 紧急充氮条件：CO≥10%或H2≥3.5%持续20秒
   - 系统紧急停机条件：O2≥5%持续10秒

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**二、气体分析仪典型故障实战处理**

**3.1 管路进水导致数据漂移**
1. **排查顺序**
   - 先测冷却水温度（应≤25℃）
   - 检查压缩空气露点（需≤-40℃）
   - 拆检气水分离器滤芯（更换周期建议≤3个月）

2. **应急处理**
   - 临时切换备用分析管路（设计时应配置双路冗余）
   - 手动开启蒸汽伴热（维持管路温度≥50℃）

**3.2 CO/CO2表量程超标**
1. **根本原因**
   - 仪表风吹扫气带油（油雾含量需≤0.1mg/m）
   - 膜片污染（建议每季度用丙酮超声清洗）

2. **改进措施**
   - 增设冷冻式干燥机（压力露点≤-20℃）
   - 加装聚结过滤器（过滤精度0.01μm）

**3.3 取样管路堵塞**
1. **预防性维护**
   - 蒸汽引射压力维持0.6-0.8MPa
   - 每周执行管路脉冲反吹（0.5MPa氮气，每次5秒×3次）

2. **堵塞判断方法**
   - 观察蒸汽流量计波动（正常波动应≤5%）
   - 对比干熄炉顶/底部压力差（异常增大提示堵塞）

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**三、日常维护要点**
1. **校准管理**
   - 每周通标气校验（H2/CO用5%量程标气，O2用1%标气）
   - 每月进行零点漂移测试（偏差超过量程1%需标定）

2. **硬件检查清单**
   - 每日检查旋风冷却器结霜情况（结霜厚度＞2mm需除冰）
   - 每月检测膜式过滤器压差（压差＞5kPa需更换滤芯）

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**四、系统优化建议**
1. **增设冗余配置**
   - 平行安装两套分析仪（建议采用不同原理仪表，如红外+H2用热导式）
   - 设置双取样点（干熄炉环形烟道12点与6点位置）

2. **智能诊断升级**
   - 引入PLS（偏最小二乘）算法，通过H2/CO/O2浓度变化趋势预测结焦情况
   - 加装激光气体分析仪（TDLAS）作为在线比对装置

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通过上述措施，可将气体分析系统故障率降低60%以上，关键参数监测响应时间缩短至15秒内。实际应用中需特别注意：冬季运行时应将样气管路伴热温度提高至60-70℃，防止焦油凝结；检修后必须进行气密性测试（用肥皂水检测，保压30分钟压降≤5%）。   

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