項目背景

合作背景

近幾年，我國年鋼鐵產量已突破10億噸，占世界鋼鐵產量50%以上，成為全球鋼鐵生產大國，但要躍居為世界鋼鐵生產強國，這將有待于鋼鐵生產各個環節不斷技術創新。加熱爐作為鋼鐵生產的一個環節，也有很多技術有待改進和提升。燃燒控制是加熱爐自動控制中的重要部分，而燃燒控制的關鍵是準確的空燃比控制。因此加熱爐在線燃燒自動控制系統引入煤氣熱值儀，將提高加熱爐空燃比的準確性，對確保鋼坯加熱質量及此環節的節能減排將具有非常積極意義。

項目介紹

該項目客戶為武鋼集團熱軋廠，現場共設加熱爐7座，年產千萬噸鋼坯。項目現場需為加熱爐配備熱值檢測設備，通過提高空燃比的準確性來提升鋼坯加熱質量，減少鋼坯氧化燒損。因原來所使用的紅外熱值儀老化且運轉異常，需采購新設備替代。根據現場防爆要求，以往在用11年前建造的防爆小屋，目前所有設備均已老化運轉異常，且由于現場所使用煤氣是高焦混合煤氣，由于預處理沒有做好，導致設備停用。

產品原型

激光拉曼光譜氣體分析儀（防爆型）LRGA-6000

激光拉曼光譜氣體分析儀LRGA-6000基于激光拉曼散射原理，通過對待測氣體的特裝拉曼散射光譜進行增強、收集、處理和識別，并對含量進行定量計算。可同時對多種氣體進行全量程的在線和實時檢測。

產品特性

1、采用激光拉曼氣體特征指紋技術，干擾少

2、在線、實時：一臺儀器解決工業過程氣體全流程監測

3、全組分：測量包括CO、CO2、H2、O2、CH4、N2、CnHm在內的氣體組分及熱值

4、響應速度快，樣氣進入分析儀后直接顯示測量結果

5、全量程氣體濃度測量，檢測范圍為（0.01-100）%，調整時間，也可以測量微量組分

6、具備溫度和壓力自動修正功能，無漂移

7、使用和維護成本低，無需載氣與耗材

8、可選配集成系統，實時對多個監測點的實時循環監測

9、智能化軟件設計，全觸屏界面，數據直觀顯示，可外接PC鍵盤

主要參數

項目實施

技術方案

四方儀器激光拉曼在線防爆分析系統，主要由預處理單元、控制單元、分析單元三部分組成，專為中低粉塵工作環境設計。產品采用PLC程序控制，可以自動完成3個采樣通道之間的切換，實現24小時無人值守操作。極大降低了手動負載，保證系統的長期穩定，實現了準確、連續的自動在線運行。

一、預處理裝置

預處理裝置通過對進氣電磁閥的控制，實現氣體采樣的三通道循環切換。在氣體凈化提純過程中，采用過濾精度為5um的氣水分離器，將液態水從樣品氣體中分離出來，同時過濾樣品氣體；初次過濾后的氣體通過半導體冷凝器，去除樣品氣體中可凝固的氣態水。整個過程用到的過濾器均設有自動排水裝置，確保系統自動完成正常的取樣與排水過程。最后采用過濾精度為0.1um的精密過濾器，確保樣品氣體滿足分析儀器的使用要求，保證監測數據的準確性和系統的可靠性。

二、控制單元

激光拉曼氣體分析儀通過內置IPC上的定制操作軟件實時顯示所有數據，并通過MODBUSTCP協議提供實時數據輸出，并為每個氣體組件提供4-20mA的模擬輸出。

三、分析單元

分析單元為四方儀器自主知識產權的多組分激光拉曼分析儀。它采用激光拉曼氣體特征指紋譜技術，通過對待測氣體的特征拉曼散射光譜進行增強、收集、處理和識別，可對氣體成分進行定量計算，實現在線實時對多種類氣體進行定性及定量監測，保障KivuWatt基伍瓦特項目長期穩定的自動在線運行。

方案價值

該項目采用我司激光拉曼熱值分析儀用以監測加熱爐生產過程中的氣體組分濃度及熱值。為空燃比的精準測算提供數據支撐，以此來提升燃料的燃燒效率，減少排煙量和排煙熱損失，減少加熱爐的停爐時間和次數。從而提高加熱爐作業率，在確保鋼坯加熱質量及此環節的節能減排上具有積極意義。

經過在武鋼熱軋廠加熱爐熱值現場的實際性能驗證以及嚴格的測試評估，四方儀器激光拉曼熱值分析儀獲得了武漢鋼鐵研究院專家領導高度認可，今后將被優先應用于其它6條加熱爐產線的監測工作中，未來將面向全國鋼廠對加熱爐熱值儀應用進行全面推廣。

項目現場