KF300系列冶金行業(yè)在線監(jiān)測分析系統(tǒng)
鋼鐵以及其他金屬冶煉過程將產生大量的氣體，這些氣體的分析測量對于生產優(yōu)化、能源氣體回收、節(jié)能環(huán)保以及安全控制起著極其重要的作用。 KF300系列在線監(jiān)測和分析系統(tǒng)不受背景氣體的交叉干擾，粉塵和污染的影響，并且響應迅速，是冶金工業(yè)過程氣體分析的。
KF300系列監(jiān)控分析系統(tǒng)為防塵分析系統(tǒng)，采用正壓防塵柜結構。該系統(tǒng)由采樣單元、預處理單元、分析單元、校準單元和PLC互鎖控制單元組成。
應用 | 采樣位置和組分分析 | 選用量程 | 儀器選擇 | |
噴粉煤 | 煤粉布袋出口 | 氧氣 | 0-10％ | KF300-11 |
一氧化碳 | 0 – 3000 ppm | KF300-61 | ||
磨煤機入口 | 氧氣 | 0-10％ | KF300-11 | |
煤炭倉庫 | 一氧化碳 | 0 – 3000 ppm | KF300-61 | |
轉爐煤氣 | 轉爐熱端 | 一氧化碳 | 0-80％ | KF300-61 |
氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | ||
轉爐冷端 | 一氧化碳 | 0-80％ | KF300-61 | |
氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | ||
煤氣柜前 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | |
煤氣柜后 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 | |
應用 | 采樣位置和組分分析 | 選用量程 | 儀器選擇 | |
高爐煤氣 | 粗/清煤氣煤氣 | 氧氣 | 0-2％ | KF300-11 |
一氧化碳 | 0-40％ | KF300-61 | ||
二氧化碳 | 0-40％ | KF300-11 | ||
CH4 | 0-2％ | KF300-61 | ||
熱風爐廢氣 | 氧氣 | 0-25％ | KF300-11 | |
一氧化碳 | 0-3000 ppm | KF300-61 | ||
混合煤氣 | 常溫（熱值分析） | 一氧化碳 | 0-40％ | KF300-61 |
H2 | 0-10％ | KF300-11 | ||
CH4 | 0-10％ | KF300-61 | ||
一. 系統(tǒng)簡介
KF300B CEMS由以下子系統(tǒng)組成，包括氣態(tài)污染物（SO2，NOX，O2，HCL，HF等）監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒污染物（煙塵）監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣環(huán)境參數(shù)（溫度，壓力） 、流量，濕度）監(jiān)控子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)。
該系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)傳輸、報表統(tǒng)計和圖形數(shù)據(jù)分析等功能，可實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守操作模式。整個系統(tǒng)結構簡單、實時性強、組網(wǎng)性能靈活、運行成本低。系統(tǒng)采用模塊化結構，易于組裝，并能夠與企業(yè)內部的DCS和環(huán)境部門進行數(shù)據(jù)通信。
二. 系統(tǒng)特點
1. 多成分分析儀器
智能：可選的空氣自動校準和N2校準；
友好的人機界面：LCD顯示，操作簡單，菜單操作（用于輸入和輸出接口的選擇，校準，測試），維護方便；
可顯示零值以下和檢測范圍以上的值，易于測量零漂移和保持范圍漂移，電磁兼容性好、抗力強、易于安裝。
2. 預處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用萃取冷凝法。高溫高濕煙氣由加熱采樣探頭采樣，并通過伴熱管全程傳輸。煙氣進入分析室后，經過冷凝脫水，減少了諸如SO2等水溶性成分的損失，從而提高了測量精度。
多級過濾，可顯著減少高溫高濕氣體中的水分和微粒進入分析系統(tǒng)；
采樣探頭溫度控制器、伴熱管溫度控制器和冷凝器的溫度報警信號、以及預處理系統(tǒng)的工作條件都被傳送到PLC，然后通過PLC傳送到工業(yè)計算機（IPC）進行工作環(huán)境記錄；系統(tǒng)可自動關閉，防任何故障。
3. 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
使用標準IPC和我公司自主開發(fā)的KF300B系統(tǒng)軟件來實時監(jiān)視測量參數(shù)的變化，并實現(xiàn)分鐘、每小時和每天的數(shù)據(jù)查詢以及自動生成報告。
IPC配備有多通道RS232輸出端口，支持MODBUS協(xié)議、212協(xié)議和以太網(wǎng)傳輸。
使用了高精度的4-20 mA信號隔離器，可以將測量的參數(shù)傳輸?shù)狡髽I(yè)內部DCS系統(tǒng)。
三，系統(tǒng)配置
3.1 氣態(tài)污染物監(jiān)測
3.1.1. KF100紫外激光微分吸收光譜儀（DOAS）
分光鏡原理：采用光吸收法分析SO2和NOX，采用電化學測量法分析O2。氣體可以吸收不同波長的紫外線光譜，這種的紫外線吸收特性可用于測量樣品氣體的濃度。
技術指標：
物品 | 技術指標 |
SO2檢測范圍 | 0-200?1000 ppm |
一氧化氮檢測范圍 | 0-500?1000 ppm |
氧氣檢測范圍 | 0-25％ |
HF檢測范圍 | 0-100 ppm |
HCL檢測范圍 | 0-100 ppm |
檢測精度 | SO2 / NOX：1％，O2：0.05％ |
線性誤差 | ±1％F.S./7天 |
重復性誤差 | ±1％F.S./7天 |
零位漂移 | ±2％F.S./7天 |
量程漂移 | ±2％F.S./7天 |
T90響應時間 | 30秒 |
氣體流量 | 1.5±0.5升/分鐘 |
溫度 | 5-45℃ |
濕度 | <90％相對濕度 |
模擬量輸出信號 | DC4?20 mA，4通道，可選+額外配置 |
模擬量輸入信號 | DC4?20 mA，4通道 |
數(shù)字輸入 | 特定功能，4通道（額外配置） |
開關量輸出 | 3通道，可選+2通道自動校準+額外配置 |
電源供應 | 170-264 V / 100 VA |
尺寸 | 23.9英寸* 3個單位 |
3.1.2.用科力賽克KF-200激光氣體分析儀測量HF和HCL的濃度。 KF200系列激光氣體分析儀有多種類型，包括原位探測型，旁路型，多通道和盤裝型。
可以分析諸如O2，CO，NH3，CO2，CH4，H2O，HC，HF等氣體。目標氣體的濃度分析包括宏觀分析和微觀分析。
技術規(guī)格：
測量原理 | 可調激光吸收光譜（TDLAS） | |
技術數(shù)據(jù) | 線性誤差 | ≤±1％F.S. |
量程漂移 | ≤±1％F.S./6個月 | |
重復性 | ≤1％ | |
校準期 | ≤1次/ 6個月 | |
防爆等級 | Exd IIC T6 Gb | |
保護等級 | IP66 | |
響應時間 | 熱身時間 | ≤15分鐘 |
響應時間（T90） | ≤1秒 | |
接口信號 | 模擬量輸出 | 2個輸出4-20mA，信號輸入（電隔離，負載750Ω） |
模擬量輸入 | 2路4-20 mA輸入（溫度-壓力補償） | |
通訊技術 | RS485 / RS232 / GPRS | |
繼電器輸出 | 3個輸出繼電器（24 V DC / 1 A） | |
運行條件 | 工作溫度 | -30℃?+ 60℃ |
儲存溫度 | -40℃?+ 80℃ | |
吹掃氣體 | 0.3-0.8 MPa氮氣或儀器空氣 | |
電源供應 | 200-240 V AC / 48-63 Hz，電源基于特定配置 | |
安裝 | 安裝方式 | 采樣探頭安裝在煙道/管道中，系統(tǒng)安裝在附近 |
3.2。 WT-602顆粒監(jiān)測儀
測量原理：激光反向散射法。
WT-602具有內置的高穩(wěn)定性激光信號源，該信號源發(fā)射穿過煙道和煙道中的煙塵的激光束，反射信號強度與粉塵濃度呈正相關。 WT-602監(jiān)測器檢測到反射的弱激光信號，通過特定算法可以計算煙道粉塵濃度。
其電氣系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理技術，包括激光發(fā)射模塊，光接收模塊，處理模塊和接口模塊四個部分。
儀器的光學系統(tǒng)主要包括光源Po、阻塵劑G、聚光鏡L，如圖3.3所示：
圖3.3 WT-602顆粒監(jiān)測儀測量原理
LSS的接收電壓信號Pr ＝ Po×K1×K2×D×K1×K3。
如果Po、K1、K3恒定，則Pr與K2乘以D。在設備安裝后，可以通過校準獲得Pr和D之間的對應關系，然后可以通過以下公式計算粉塵濃度：
D = A / K2×Pr設定A = 1 /（Po×K1×K1×K3）
顆粒物污染物監(jiān)測儀參數(shù)
物品 | 技術指標 |
激光波長 | 650±20納米 |
檢測范圍 | 0-200-500-1000毫克/立方米 |
零位漂移 | ±2％F.S./7天 |
檢測范圍漂移 | ±2％F.S./7天 |
讀出錯誤 | ±2％F.S. |
響應時間 | ≤10秒 |
煙道直徑 | 0.7-20 m |
電源 | DC24 V / 3A |
模擬量輸出 | DC4-20 mA |
串口輸出 | RS485（可選的MODBUS協(xié)議） |
工作溫度 | -20-50℃ |
尺寸 | 205×160×160毫米 |
IP等級 | IP65 |
3.3 煙氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)控器
3.3.1 WT-TPF100流速，溫度和壓力監(jiān)控器
測量原理：皮托管
S型皮托管的測量原理如圖4所示，由兩個并聯(lián)的相同金屬管組成。在測量端有兩個方向相反的開口。其中一個面向氣流方向以測量總壓力，另一個背向氣流方向以測量靜壓力。皮托管的兩端連接到微型壓力傳感器和放大器，其中輸出信號被放大和調制。根據(jù)伯努利方程，輸出電壓和壓差彼此成正比。
圖3.4煙氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)測儀測量原理
溫度的測量是通過溫度變送器使用PT100通過輸出4-20 mA模擬量進行的。
該儀器具有多種校準模式，可以通過RS232接口使用專用軟件進行校準，也可以通過電位計進行手動校準。
煙道環(huán)境參數(shù)：
物品 | 技術指標 |
流速測量范圍 | 0-40 m / s（> 5 m / s） |
準確性 | ≤10 m / s，誤差≤±12％ > 10 m / s，相對誤差≤±10％ |
響應時間 | ≤20秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
靜壓測量范圍 | -2500-2500 pa檢測可選 |
準確性 | ≤±1％ |
響應時間 | ≤10秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
溫度測量范圍 | 0-300℃ |
準確性 | ±3℃ |
響應時間 | ≤10秒 |
模擬量輸出 | 4-20毫安 |
電源供應 | 交流220 V |
3.3.2。 HMS545水分測定儀
測量原理：電阻電容傳感器。
測量原理是根據(jù)廢氣中水分含量的變化與電阻，電容值的變化之間的函數(shù)關系，直接測定廢氣中的水分。
該方法測量簡便靈敏，不會對其他氣體造成交叉干擾。但是在測量高溫和強腐蝕性煙氣時必須注意對測量探頭的保護。根據(jù)測量環(huán)境中電阻電容法的要求，有必要采用防凝結和腐蝕的熱補償技術，其中鉑電阻溫度傳感器用于測量煙氣的溫度并進行伴熱。通過智能判斷開始補償，以確保沒有結露，以防止傳感器的腐蝕和損壞。此外，由于煙道氣的濕度隨煙道氣的溫度而變化，因此使用溫度補償還可以減少水分測量中的誤差并進一步提高測量精度。
技術指標
物品 | 數(shù)值 |
濕度測量范圍 | 0-40％Vol |
準確性 | ≤5％，誤差≤±1.5％ > 5％，相對誤差≤±20％ |
模擬量輸出 | 4 – 20毫安 |
電源供應 | 交流220 V |
IP等級 | IP 65 |
IV 系統(tǒng)與外圍設備之間的連接
4.1 電氣接口：
1）多通道高精度4 – 20 mA輸出信號；
2） 4路RS232輸出信號，支持MODBUS協(xié)議（用于公司的DCS，數(shù)據(jù)采集設備的通信），212協(xié)議（用于數(shù)據(jù)采集設備的通信，或用于連接TU（傳輸單元）以將數(shù)據(jù)上傳到當?shù)丨h(huán)保部門），靈活配置污染物成分數(shù)據(jù)。 ;
3） 一個以太網(wǎng)接口，用于直接上傳數(shù)據(jù)；
4） 4通道開關量數(shù)值輸出信號，指示當前狀態(tài)（正常測量，探頭吹掃，歸零校準，測量范圍校準）。
4.2 空氣回路接頭：連接壓縮空氣以進行探頭吹掃和電流表，壓力范圍為0.2 – 0.4 MPa。
