去年年底，位于日本愛知縣的東京制鋼田原工廠向特諾恩（Tenova）訂購了一臺420t直流電爐用NextGen®煙氣分析系統(tǒng)。這也是特諾恩在日本鋼鐵市場供應(yīng)的第一個NextGen®系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)試工作預(yù)計將在2018年夏季進行。
NextGen®是一項專有的綜合性多點煙氣分析技術(shù),該項技術(shù)不僅具有煙氣抽取技術(shù)穩(wěn)定的優(yōu)點,同時還縮短了響應(yīng)時間,降低了硬件和激光系統(tǒng)的安裝成本。該技術(shù)適用于任何惡劣的工業(yè)環(huán)境。NextGen®技術(shù)最早是在2015年應(yīng)用于北美的電爐和氧氣轉(zhuǎn)爐,截至目前,北美地區(qū)已經(jīng)建成和在建的該技術(shù)設(shè)備有10套。
煙氣分析技術(shù)已經(jīng)成為公認的用于理解掌握和改進電爐能源利用效率的方法。全光譜分析(CO、CO2、O2、H2、水蒸氣、N2)就像射入熔池的一束強光,允許操作者更好地理解電爐內(nèi)的能量動力學(xué),從而決定如何更好地優(yōu)化和控制操作,提高能源利用效率。
NextGen綜合性技術(shù)結(jié)合了抽取式技術(shù)的可靠穩(wěn)定以及激光技術(shù)響應(yīng)時間短和較低的硬件配置和安裝成本等優(yōu)點。NextGen通過在分析之前對CO、CO2、O2、H2水蒸氣和N2進行過濾從而消除了激光的衰減?？蛇x擇的氣體并不局限于NOx和SOx。
NextGen系統(tǒng)包括:
1個中央控制系統(tǒng),此系統(tǒng)包含需要的激光;
1個光纖電纜用于連接中央控制系統(tǒng)和取樣點,直接安裝在車間地板上;
每一個取樣點通過一條短的加熱線與專有探針相連。
NextGen系統(tǒng)可以同時對4個取樣位置進行不間斷的分析。煙氣的過濾使得電波分流器的使用成為可能,通過光纖可以同時向每個取樣位置發(fā)送低能量激光電波,這樣就可以在每個試樣點獲得連續(xù)的、多點的全光譜分析。
NextGen技術(shù)有如下幾點重大突破。
極好的穩(wěn)定性能——NextGen使用煙氣的抽取和過濾技術(shù),這是確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和避免由于激光的衰減導(dǎo)致分析信號丟失的好方法。
快速的分析響應(yīng)時間——從探針頂部到分析完成的時間延遲小于8s,等同于Insitu激光系統(tǒng)。
低的安裝成本——試樣分析站是非常緊湊的,安裝在車間工作平臺上,無需任何的環(huán)境保護性分析室。每個站通過較短的加熱線與專有探針相連。緊湊的外形設(shè)計使得盡可能縮短與探針的距離,因此縮短了煙氣進行分析之前的運行距離。
過濾器的安裝消除了激光衰減問題——每個取樣點都會在分析之前對煙氣進行抽取和過濾。潔凈的煙氣減少了光學(xué)元件的維護,而且確保不會像Insitu系統(tǒng)那樣引起衰減而導(dǎo)致信號中斷。
連續(xù)的、同步的多點分析——1-4個取樣位置可以通過光纖連接到1個多點的中央控制系統(tǒng),此系統(tǒng)內(nèi)安裝著激光裝置。由于過濾后的氣體消除了激光衰減,電波分流器可以向每個取樣位置的分析單元發(fā)射連續(xù)的、低能量的電波,這與Insitu系統(tǒng)間歇的、不連續(xù)的分析是完全不同的,NextGen系統(tǒng)可以為多個取樣點提供連續(xù)的、同步的分析。
量身定制的分析準確性——與Insitu系統(tǒng)的固定路徑長度不同,NextGen激光單元路徑長度可以定制來滿足每種氣體分析準確度的要求(從ppm到%)
全光譜分析——與Insitu激光系統(tǒng)不同的是,NextGen可以提供CO、CO2、O2、H2,水蒸氣和N2的分析,也可以對其他氣體進行分析,例如NOx和SOx。
動態(tài)控制功能——控制單元可以接入車間的PLC系統(tǒng),從而可以對諸如爐子、氧槍、噴嘴、煙氣吸取和電氣控制點等工藝冶煉過程進行輔助控制。
綜合性水滲漏檢測-NextGen通過分析H2和H2O來檢測在電爐還原和氧化狀態(tài)下的水滲漏。
自校準——NextGen煙氣分析系統(tǒng)可以實現(xiàn)自校準,從而降低了維護成本并減少了專用校準氣體使用成本。
安全性——在控制室內(nèi)沒有與煙氣的物理性接觸,所以無需擔(dān)心在特定空間內(nèi)諸如CO等有毒氣體引起的安全問題。
NextGen綜合性多點煙氣分析技術(shù)對惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下需要一點或者多點煙氣分析而言是非常大的改進。NextGen申請中的專利融合了煙氣抽取和Insitu技術(shù)的優(yōu)點。NextGen系統(tǒng)提供同步的、連續(xù)的全光譜煙氣分析(CO、CO2、O2、H2、H2O、N2),可以滿足4個取樣點的分析要求。
NextGen是電爐冶煉過程控制的重要工具:
1)維持一個溫和的還原熔池來實現(xiàn)低成本、高生產(chǎn)率操作;
2)動態(tài)燒嘴控制來縮短熔融階段的氧化和還原時間;
3)動態(tài)抽取控制減少過度消耗;
4)優(yōu)化氧槍的初始位置;
5)降低氧的消耗;
6)實時的水滲漏檢測。
延伸閱讀：
NextGen®是特諾恩專有的煙氣分析系統(tǒng)，特諾恩-洛伊（TENOVA-LOI）本身也是一個世界知名的工業(yè)爐品牌，擁有近百年的歷史，是世界工業(yè)爐制造商之一。特諾恩-洛伊（TENOVA-LOI）的工業(yè)爐產(chǎn)品在鋼鐵、有色金屬、機械、汽車、輕工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
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