氧化爐高溫高粉塵下氧氣濃度在線監(jiān)測解決方案

一、方案概述

氧化爐是一種用于高溫氧化金屬材料的設(shè)備，其原理是在高溫下將金屬材料與氧氣反應(yīng)，從而實現(xiàn)氧化作用。

具體來說，氧化爐中要先將金屬材料加熱至一定溫度，這個溫度需要高于金屬材料的氧化溫度。然后，通過加入氧氣或氧化氣體，使金屬材料與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成氧化物。這個過程可以類比為燃燒過程，金屬材料相當(dāng)于燃料，氧氣相當(dāng)于氧化劑，氧化過程會釋放出熱量，加速反應(yīng)的進(jìn)行。

在氧化爐的設(shè)計和選擇上，需要考慮材料的耐氧化性、溫度和氣氛控制等因素。不同的氣氛條件（例如氧氣含量、氣體種類等）對氧化反應(yīng)的速率和產(chǎn)物形成也有影響，需要根據(jù)具體材料的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

其中氧氣供應(yīng)是氧化技術(shù)中至關(guān)重要的一環(huán)，為了確保爐內(nèi)的氧化金屬能充分氧化，因此實際工程中要控制氧氣濃度的不能太低，所以需要有一臺氧氣濃度檢測儀能實時在線監(jiān)測爐內(nèi)氧氣濃度。

但是由于爐內(nèi)溫度太高，必須定制一套預(yù)處理單元，對爐內(nèi)的高溫樣氣進(jìn)行降溫除塵除濕處理。ＧＹ８７００－Ｏ２－Ｑ系列防爆式氧氣濃度在線監(jiān)測預(yù)處理系統(tǒng)專為此工況而定制。

系統(tǒng)核心采用高精度傳感器，可實時監(jiān)測爐內(nèi)的氧含量變化，另有高效不銹鋼過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、不銹鋼轉(zhuǎn)子流量計、反吹電磁閥、２４Ｖ電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護(hù)器等等。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡單方便等優(yōu)點。同時具有４－２０ｍＡ、ＲＳ４８５信號輸出或無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，采用ＬＣＤＴＦＴ高清液晶顯示屏，還可以聯(lián)動工廠中的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐等設(shè)備來使用。當(dāng)氧氣濃度過低時即時報警，同時啟動聯(lián)動設(shè)備往爐內(nèi)輸送氧氣。

系統(tǒng)主要功能包括：

１、實時監(jiān)測爐內(nèi)中的氧含量。

２、可通過第三方平臺實時了解爐內(nèi)的現(xiàn)場情況。

３、在第三方平臺實時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。

４、并能通過聲光報警燈發(fā)出報警信息，及時告知現(xiàn)場工作人員。

５、可選配搭載７寸觸摸顯示屏，儲存歷史數(shù)據(jù)。

二、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

ＧＢ３８３６．１－２０１０《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備　第一部分：通用要求》

ＧＢ３８３６．２－２０１０《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備　第二部分：隔爆型“ｄ"　》

ＧＢ　３８３６．１５－２０００　《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第　１５　部分：危險場所電氣安裝（　煤礦除外）　》

ＧＢＴ５０４９３－２０１９　《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》

ＧＢ１２３５８－２００６　《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》

ＧＢＺ　２．１－２００７　《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》

ＧＢ　４２０８－２００８　《外殼防護(hù)等級（ＩＰ　代碼）》

ＧＢ　１６２９７－１９９６《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

ＧＢ／Ｔ　１６１５７－１９９６《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》

ＨＪ／Ｔ　７６－２０１７《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》

ＨＧ／Ｔ　２０５０７－２０１４　《自動化儀表選型設(shè)計規(guī)范》

三、監(jiān)測方案的設(shè)計

３．１　檢測點的定位

首先通過對場所的細(xì)致分析，初步確定設(shè)置氣體監(jiān)測儀的最佳位置或必要設(shè)置點。從而保證氧氣充分被監(jiān)測到，使低氧情況及時被探知。

３．２　氧氣濃度檢測儀的選擇

針對常見實際環(huán)境與條件，選用電化學(xué)原理的氧氣傳感器

３．３　采集控制器（選配）

數(shù)據(jù)采集控制器用來集中顯示監(jiān)測點的氧氣濃度值。同時控制器與聯(lián)動設(shè)備關(guān)聯(lián)，當(dāng)氧氣濃度值低過預(yù)設(shè)報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設(shè)備。

采集控制器一般安裝在值班室中，與檢測儀采用四芯線ＲＳ４８５協(xié)議連接。控制器內(nèi)部要有繼電器報警開關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動設(shè)備。

３．４　聯(lián)動設(shè)備

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐等設(shè)備由控制器聯(lián)動，當(dāng)氧氣濃度超低時自動啟動；當(dāng)氧氣濃度恢復(fù)正常時，自動停止。

四、產(chǎn)品參數(shù)

五、安裝注意事項

５．１　安裝方式

５．１．１　機(jī)柜固定

⑴機(jī)柜采用立柜式放置，地面應(yīng)保持平整，機(jī)柜不得傾斜放置。

⑵機(jī)柜有散熱風(fēng)扇，空間應(yīng)不小于　１ｍ，便于散熱；頂部不得放置其他物品。

５．１．２　供電

機(jī)柜采用　２２０Ｖ　ＡＣ　供電，須確保地線接地良好。

５．１．３　確定安裝位置

⑴主機(jī)箱安裝位置的選擇

首先內(nèi)部傳感器元件的耐受溫度范圍為－２０℃～＋５０℃，最佳工作溫度為＋２０℃左右，所以要選擇環(huán)境溫度不低于－２０℃也不高于＋５０℃的地方安裝。

⑵采樣點與主機(jī)箱管路距離

主機(jī)箱內(nèi)部使用的是２升抽氣泵管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數(shù)據(jù)延遲越長，一般２０米內(nèi)是沒有問題的。還是需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況而定。

５．２　注意事項

５．２．１　在安裝在線氣體分析儀設(shè)備時可能會涉及動火，必須確保氧化爐關(guān)閉狀態(tài)，以免發(fā)生爆炸或中毒危險。

５．２．２　取樣點應(yīng)選擇在樣氣溫度、壓力、清潔度和其他條件盡可能接近分析儀要求的位置。并且該位置要易于接近與操作。

５．２．３　安裝在平穩(wěn)或震動較小的平臺，經(jīng)過取樣管路連接至預(yù)處理及分析系統(tǒng)。

５．３　管路接口

一路采樣進(jìn)氣口進(jìn)入系統(tǒng)；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認(rèn)是φ６大小，可以使用外徑６ｍｍ內(nèi)徑４ｍｍ的ＰＵ軟管；

５．４　采樣管的安裝

采樣管插入待測氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應(yīng)采取耐熱管路并進(jìn)行預(yù)降溫再接ＰＵ軟管連接檢測系統(tǒng)的采樣接口。

５．５　氣路排出接口的接法

排氣口：使用φ６的ＰＵ軟管連接，主要排放的是從流經(jīng)檢測儀里檢測后的氣體，

排水口：使用φ６的ＰＵ軟管連接，大部分的采樣氣體和水汽從這里排出，如果管道待測氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會有水流出，所以排水管應(yīng)向下安裝，以保證水流順利排出。

（管路示意圖，圖片僅供參考，以出廠為準(zhǔn)）

５．６　使用調(diào)試中的注意事項

５．６．１流量控制

系統(tǒng)運行中，通過調(diào)整流量計和冷凝器下端排水管道上的節(jié)流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在０．３～０．５Ｌ／Ｍｉｎ左右。

５．６．２冷凝器

冷凝器的目標(biāo)冷凝溫度使用默認(rèn)溫度即可。

５．６．３過濾器

需要定期手動維護(hù)清洗粉塵過濾器，防止粉塵堵塞氣路。

６．６．４　檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書

六、案例展示

１、某化工廠硫酸霧監(jiān)測系統(tǒng)（帶保溫）

２、某循環(huán)科技有限公司硫酸霧鉻酸霧監(jiān)測系統(tǒng)

３、某油田煙氣監(jiān)測系統(tǒng)（溫度、濕度、氧氣、氮氧化物、二氧化硫、粉塵）