1、據中國鋼鐵新聞網 2007 年 10 月 23 日報道：國內煉鋼廠的煤氣回收系統，較多使用在線取樣分析儀系統進行回收，但在線取樣分析儀的取樣管易腐蝕、堵塞；響應時間滯后；維護和標定量大；溶解和吸附導致測量數據偏小；只能檢測“點”氣體濃度，檢測信息不完整；受背景氣體、粉塵干擾，測量數據偏小；單參數測量，只能測量氣體濃度，不能同時測量溫度、流速等原因，使得影響轉爐煤氣回收率。太鋼使用 NEOM(挪威)激光（LaserGas）氣體分析儀系統進行煤氣回收，激光分析儀的使用維護簡單方便，減少了影響煤氣回收系統的故障和維護量，提高了煤氣回收率。一、工藝目的鋼鐵工業中的基本工藝為間接熔融冶煉法。其生產過程包

2、括：鋼鐵冶煉、焦炭冶煉、軋鋼系統等生產工藝，在生產過程中將產生大量的可回收的能源氣體，分析檢測這些氣體的含量，具有非常重要的作用。鋼鐵工業生產過程中對生成氣體進行分析的主要目的有以下幾0c06f8a EBET 點：1、優化生產工藝：如高爐爐氣分析系統、轉爐/電爐/精煉爐爐氣分析系統等；2、能源氣回收利用：如轉爐煤氣回收分析系統、焦爐煤氣分析系統等；3、環保節能：如熱風爐后煙道氣分析系統、燒結/石灰窯煙道氣分析系統；4、能源利用率：如通過分析儀系統，受 PLC 程序聯鎖控制，使得所回收的氣體熱值得到保障；5、安全控制分析：如高爐噴煤分析系統、電捕焦安全分析系統、電除塵安全分析系統，煤氣回收系統安

3、全保障等。二、激光(LaserGas)分析儀的原理激光氣體現場在線分析儀采用單吸收線光譜技術，基于在近紅外區域內對被測氣體單吸收線的挑選。首先通過對所選吸收線進行光譜分析，使得在所選吸收線波長內無其它氣體的吸收線（無交叉吸收干涉）。然后，通過調節固態激光器溫度和驅動電流，將固態激光器頻率調整對應到氣體的單吸收線。激光掃描光譜寬度相應調整到比被測氣體單吸收線光譜寬度更窄。通過改變固態0c06f8a EBET 激光器的電流，包含單吸收線的激光波長被掃描發射出來。在激光掃描發射期間，作為波長的一個特性，接收單元探測到的光強度將發生變化，且此變化只是來自發射單元（Transmitter）內部的激光器與

4、接收單元（Receiver）之間的標定管或轉爐氣體煙道管內被測氣體分子對光線強度的吸收。探測到的單吸收線的形狀和尺寸（見圖 2）用來計算發射單元和接收單元之間的氣體含量。而其它氣體的吸收線不會出現在所選波長范圍內，因此不會對單吸收線產生干擾，從而影響氣體含量測量。激光氣體現場在線分析儀時，把煙道一側發射單元上的紅外激光發射到煙道另一側上的接收單元上，其測量技術正是基于用煙道內存在的氣體分子測量對光的吸收量。測量原理被稱為：紅外單線吸收光譜。它是基于這樣一個事實：大多數氣體只吸收特定波長的光。吸收量是煙道內氣體含量的一個直接反映。二極管激光波長通過掃描被選定的吸收線得到，由于二0c06f8a E

5、BET 極管激光器和探測器光路上的特定氣體分子的吸收，探測光由于激光波長的作用而變化。為增加其敏感性，采用了所謂的波長調制技術：當掃描吸收線時，激光波長會被輕微調節。探測器信號被光譜分解為激光調制頻率和聲學下的頻率元件。第二諧波信號通常用于測量吸收氣體的濃度。既然在特定的波長下，其它氣體的吸收線并不存在，所以不存在來自其它氣體的直接干擾。被測量氣體的濃度與吸收線的振幅是成比例的。激 光 (LaserGas) 分 析 儀 的 測 量 原 理Transmitter: 發 射 單 元 Receiver: 接 收 單 元Transmission:傳輸率 Absorptionline:吸收線三、激光分析

6、儀和傳統分析儀的比較國內煉鋼廠的煤氣回收系統，較多使用在線取樣分析儀系統進行回收，但在線取樣分析儀的取樣管易腐蝕、堵塞；響應時間滯后；維護和標定量大；溶解和吸附導致測量數據偏??；只能檢測“點”氣體濃度，檢測信息不完整；受背景氣體、粉塵干擾，0c06f8a EBET 測量數據偏小；單參數測量，只能測量氣體濃度，不能同時測量溫度、流速等原因，使得影響轉爐煤 氣 回 收 率 。 太 鋼 使 用 NEOM( 挪 威 ) 激 光（LaserGas）氣體分析儀系統進行煤氣回收，激光分析儀的使用維護簡單方便，減少了影響煤氣回收系統的故障和維護量，提高了煤氣回收率。LaserGas 激光現場氣體在線分析儀能滿

7、足高粉塵、高水分、高溫、高腐蝕等惡劣環境下用戶對氣體成分現場、直接、快速測量需要。它是最新一代分析儀，是氣體分析儀升級換代產品，代表了此領域發展方向，正在世界各地取代傳統分析儀，已在全球五十多個國家使用。它采用在近紅外光譜范圍內的“單吸收線”光譜技術，徹底避免了“交叉干擾”。四、激光現場氣體在線分析儀的優點激光現場氣體在線分析儀具有傳統分析儀無法比擬的優點：連續、現場直接測量高靈敏度、高精度、高穩定度快速響應（時間小于 1秒）可選的測量范圍可選的輸出信號容易安裝極0c06f8a EBET 少而又簡單的維護內置重標定機構（一般若干年后才需重標定一次）無需進行氣體采樣預處理不受交叉干擾影響測量不受

8、粉塵、水分、背景組分等影響全固態設計，無運動部件、無易損件，無周期性消耗替換件結構緊湊、體積小巧、堅固耐用通過德國 TUV 測試，國際品質美國、歐洲、日本等全球 50 多個國家廣泛使用五、激光氣體分析儀的發射器和接收器吹掃系統對于發射單元和接收單元需要吹掃的應用，吹掃流的方向在圖3 中有說明。既然在這些單元里面有光學表面，必須要保證氣體的清潔，因此額外的過濾器可能是必要的。注意所謂的“儀表空氣”可能包含一些油和水。如果接收器和發射器被這樣的空氣吹掃，不久之后它們會被永久地損壞。因此推薦使用氮氣作為吹掃氣體。吹掃流不能過高以防止這些單元里過壓。如果吹掃流被阻塞，接收單元和發射單元能夠在一小時期間

9、保持氣體好于99.5%。六、激光氣體分析儀在太鋼的應用轉爐0c06f8a EBET 是煉鋼廠的重要組成部分。轉爐冶煉燃燒反應產生的爐氣具有周期變化的特征，每爐次冶煉的周期為半小時左右，其中冶煉中期的 10 分鐘左右產生的爐氣中含有較高的 CO，其回收利用具有很高的經濟價值，一般每噸鋼可回收煤氣80-160m3，其回收的關鍵在于回收時間和煤氣熱值的控制。國內鋼廠較多使用在線取樣分析儀系統進行煤氣回收，太鋼采用了 LT 法除塵設備，并使用 NEOM 激光氣體分析儀系統進行煤氣回收。轉爐產生的煙氣溫度高達 1200左右，經蒸發冷卻器（EC 系統）、電除塵器(ESP 系統)除塵，再通過煤氣冷卻器(GC

10、 系統)降溫后才可回收利用。轉爐煤氣中的CO達到一定濃度，一般是28%以上，即打開氣體切換站的回收側盅形閥進入煤氣柜儲存，否則經過放散側盅形閥通過放散塔點火燃燒；煤氣柜前的 O2 激光分析保證煤氣柜內 O2 含量超標后啟動應急預案，保證系統的穩定性和安全性，煤氣柜中合格的煤氣才可送給用戶使用。0c06f8a EBET 七、激光氣體分析儀的操作和維護激光分析儀的操作很容易，它包含一個監測和控制儀器所有基本功能的微信息處理器。維護人員應該在安裝期間，使用一臺連接到儀器的個人電腦，為激光分析儀提供一次一些必要的氣體參數。然后斷開個人電腦連接，激光氣體分析儀將繼續操作并測量氣體濃度。激光分析儀不包含運

11、動部件，因此沒有必要定期替換部件。因此激光分析儀的維護量被縮減到一個最小值，主要維護項目包括目視檢查和清潔光學視窗，并且在這些維護之后沒有必要重新校準系統。經驗表明：對于大多數應用來說，維護間隔大于三個月是可以接受的。在這部分描述的維護操作會保證分析儀持續、安全運轉。為了預防激光氣體分析儀連續運轉，建議每六個月定期調整校準，這取決于操作環境。另外，應該同時檢查其它的因素，像腐蝕，滲漏等等。在正常操作期間每個月做一次內部儀器狀態報告。報告應該足以去評價特殊維修的需要。八、0c06f8a EBET 激光氣體分析儀的校準(Calibration)NEMO 所有生產的激光分析儀都在出廠前校準的。因此，

12、用戶在使用時不需要去校準激光分析儀（也可已通上標氣進行校驗它的精度）。然而，在使用了一段時間以后，由于二極管激光器的老化，激光分析儀參數可能會改變。這種情況下，有必要進行一次新的校準。必須使用一種被鑒定過的測試氣體(標定氣體)和所提供的氣體單元每年做一次儀器校準確認。被鑒定過的測試氣體必須是氮氣和被測量氣體的混合物。一臺 O2 激光氣體分析儀或 CO 激光分析儀，應該使用干燥的空氣或僅僅室內空氣被測試和校準。應該注意的是，激光分析儀的校準是一個非常負責的程序，它會影響所有的進一步的測量。因此應該確定一次新的校準確實是必需的。如果激光分析儀的讀數在推薦的濃度水平已表明低的范圍之內，偏離正常值小于

13、 2.5%-3%，是不推薦進行校準的。對于激光氣體分析儀來說，這是一個典型的絕對精度。應該0c06f8a EBET 考慮用于校準確認的氣體混合物的精度，對于 O2激光氣體分析儀或 CO 激光分析儀，如果單元壓力和溫度值在儀器中被正確地設定，其偏離值不應該超過 0.2%vol。遵循以下描述的步驟執行激光（LaserGas）分析儀的確認和校準：1.在執行確認和校準之前讓激光分析儀至少運轉 1 小時。2.5 所示，把發射單元和接收單元連接到測試單元，運行服務程序。3.確保光路長度參數被正確地設置，法蘭長度或濃度應該被設定到零。檢查手動設置的溫度和壓力參數是正確的，或者氣體溫度和壓力的 PLC 輸入參數是正確的。4.把校準氣體輸入到單元內。一直等到系統達到穩定水平。5.如果需要，執行“全面”校準。6.把新的激光分析儀的參數設置保存到一個文件。7.重新設置光路參數、壓力和溫度的參數。8.激光分析儀現在可以被安裝回到它的測量位置。九、激光氣體分析儀校準時所選的標定氣體濃度表（下表只供參考）為了在使用所提供的 0.712m 長的標定單元時獲得最適宜的信噪比，推薦