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鋼鐵冶金過程氣體監測-邯鄲某鋼鐵企業熱處理爐尾氣一氧化碳監測項目

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四方光電（武漢）儀器有限公司
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　　項目背景

　　合作背景

　　在全球綠色低碳轉型的浪潮下，鋼鐵行業作為傳統高耗能、高排放領域，面臨著節能減排的重大壓力。近年來，隨著我國“雙碳"目標的明確提出以及環保政策的日益嚴格，鋼鐵企業被賦予了更高的環保責任與使命。特別是針對一氧化碳這一在鋼鐵生產過程中難以避免產生的有害氣體，其脫除與監測問題愈發受到行業與監管部門的高度重視。

　　一氧化碳的排放不僅會對環境造成嚴重污染，還可能引發諸多安全隱患，如爆炸和中毒事故等。在鋼鐵熱處理環節，由于工藝特性，CO的產生難以避免，且因其較高的化學穩定性與復雜的工藝環境難以通過常規手段脫除，這無疑要增加企業的生產成本，同時也降低了能源利用效率。因此，如何高效、精準地監測并脫除CO，成為了鋼鐵企業亟待解決的關鍵問題。

　　項目介紹

　　該項目的用戶是一家位于河北邯鄲的中外合資綜合型鋼鐵企業，其業務范圍廣泛，涵蓋燒結、煉鐵、煉鋼、軋材以及科研等環節。近年來，盡管鋼鐵行業整體行情下行，該企業卻仍然持續盈利。隨著邯鄲市生態環境局實施《關于重點一氧化碳排放點位安裝在線監測裝置的通知》，鋼鐵熱處理領域的碳排放也面臨著嚴峻挑戰。CO特性有異于NOx與SO2，難以簡單脫除，低濃度CO二次燃燒需要消耗較多的能源。為避免能效浪費，企業需在熱處理爐的煙道處配備具有實時監測功能的氣體分析裝置，通過優化空燃比來減少燒損，提升能效，最終實現熱處理環節閉環控制，這對于工藝優化與節能環保具有雙重層面的重大意義。

　　在該企業熱處理線項目中，最終選用了四方儀器公司的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀。目前，該設備已助力產線實現正火、淬火、回火工藝的穩定生產，為企業綜合實現能源利用與環保優化提供著穩定的數據支持。

　　產品原型

　　原位激光過程氣體分析儀 GasTDL-3100

　　主要參數

性能參數
測量原理	TDLAS
測量組分	CO
測試范圍	0～10000ppm
量程漂移	≤±1%F.S.
重復性誤差	≤±1%F.S.
輸出波動	≤±1%F.S.
線性度	≤±1%F.S.
響應時間	充分預熱后，T₉₀≤1s
技術參數
機箱	隔爆和粉塵雙防爆結構
防爆等級	Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db
防護等級	IP66
傳感器壽命	＞6年（正常使用）
工作參數
工作方式	在線
電源	24VDC
校準周期	建議每隔一年校準一次
被測氣體溫度	＜800℃
環境溫度	-20～60℃
吹掃氣體	0.3～0.8MPa工業氮氣
吹掃氣純度	N₂≥99.99%
輸入輸出參數
通訊方式	RS-485/RS-232
輸出模式	2路4~20mA輸出，3路繼電器輸出

　　項目實施

　　技術方案

　　我司為該項目提供的GasTDL-3100原位激光過程氣體分析儀，憑借其性能，已廣泛應用于冶金、電力和水泥等多個行業。整套系統由取樣單元、預處理單元、控制單元和分析單元等部分組成，采用手動控制采樣與反吹操作，確保系統長期穩定、準確且連續地自動在線運行。

　　分析儀運用了TDLAS(可調諧半導體激光吸收光譜)技術。該儀表具備靈敏度高、響應速度快、不受背景氣體干擾以及非接觸式測量等顯著特點，在熱處理爐尾部的排氣管道上采用原位測量的形式安裝，測量數據不易失真且測量精度高，為實時準確反映氣體濃度變化提供了可靠的數據保障。

　　氣體分析單元主要由發射、接收、機械固定、吹掃和數據導出等部分組成：

　　發射與接收單元：集成了激光發射模塊、信號調制模塊和中央控制綜合功能，負責信號的發射與接收處理。

　　機械固定單元：由法蘭、閥門、吹掃接口和光學器件組成，確保分析儀的穩定安裝。

　　吹掃單元：采用潔凈氣體對分析儀的光學視窗進行吹掃，防止測量環境中的粉塵或其他污染物對視窗造成污染，從而保障測量結果的準確性。該單元主要由減壓過濾器、分氣塊和單向閥等組成。

　　通訊及數據導出：通過4~20mA信號輸出，連接至用戶現場控制平臺，實現氣體濃度與熱值數據的實時監測。

　　通過這一先進的技術方案，項目不僅實現了對低濃度CO脫除過程的精確監控，還顯著提升了能源利用效率，為企業的可持續發展提供了有力支持。

　　方案價值

　　四方儀器的原位激光過程氣體分析儀為該項目熱處理爐尾氣中CO脫除過程的監測提供了高效、可靠的解決方案。該設備采用先進的TDLAS技術，具備高精度、高靈敏度、響應速度快等特點，能夠實時精準監測CO的濃度變化，并將數據穩定上傳至現場控制平臺進行及時記錄，為工藝段的精準把控和企業的能效控制提供了重要的數據支持。其結構設計簡明，操作界面友好，便于安裝、調試與日常操作，同時配備自清潔技術和耐用元件，維護量小，有效降低了企業的運營成本。

　　經過一年以上的實際使用，該設備已展現出顯著的測量成效。用戶依據實時監測熱處理爐尾氣成分中CO含量的變化，實現了對空燃比的精準控制，在穩定爐溫、保障生產的基礎上優化了燃燒過程，最終減少了CO的排放，實現經濟效益與環境效益的雙贏，為企業的綠色低碳發展提供了有力支撐。

　　項目現場

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鋼鐵冶金過程氣體監測-邯鄲某鋼鐵企業熱處理爐尾氣一氧化碳監測項目

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