【摘要】：煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)集成是由樣氣處理系統(tǒng)、氣體分析儀器、分析儀器保護(hù)設(shè)備及輔助設(shè)施等組成,其關(guān)鍵為連續(xù)取樣的樣品處理系統(tǒng),使樣氣能不失真且快速傳輸進(jìn)入分析儀器。目前,在線(xiàn)分析系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛,但由于系統(tǒng)集成技術(shù)不能充分滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜多變工況環(huán)境的要求,致使在線(xiàn)分析系統(tǒng)使用的效果并不理想。測(cè)量混合煤氣熱值時(shí),熱值分析儀和樣氣處理系統(tǒng)存在的環(huán)境比較惡劣,混合煤氣常含塵、焦油和萘等污染物,導(dǎo)致分析系統(tǒng)集成與使用過(guò)程存在系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)量大、氣體消耗量大、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、不能準(zhǔn)確測(cè)量出樣氣內(nèi)組分含量等問(wèn)題。因上述情況多年來(lái)都未能得到有效解決,對(duì)實(shí)現(xiàn)資源的可再生利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)造成了較為嚴(yán)重的干擾和損失。故本文針對(duì)煤氣熱值在線(xiàn)分析儀器系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題展開(kāi)深入研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)管道內(nèi)煤氣含水量高,煤氣內(nèi)含有SO_2、CO_2等組分,溶于水后產(chǎn)生酸性物質(zhì),腐蝕管道,長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)帶來(lái)安全隱患,且高含量水分影響熱值儀的測(cè)量準(zhǔn)確度。本論文采用具有疏水原理的SiC材料設(shè)計(jì)除水裝置高效過(guò)濾除霧分離器,其結(jié)構(gòu)包含連接座、連接管、壓蓋、密封墊圈、大筒和上座體6大部件。通過(guò)4個(gè)月的長(zhǎng)期運(yùn)行,除水效果好,熱值儀運(yùn)行平穩(wěn),沒(méi)有較大干擾。(2)管道內(nèi)煤氣含塵量較高,會(huì)大大的降低熱值儀的分析效率,危害儀器的運(yùn)行。本文以冷卻水流通螺旋管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高效水冷卻器,使水與管道中混合煤氣進(jìn)行熱交換。水在設(shè)備中擴(kuò)散分布,水的溫度較低,而混合煤氣的溫度較高,兩者相互作用,水的溫度逐漸升高,而混合煤氣的溫度逐漸降低,從而使粉塵、冷凝水和污染物由于自重從樣氣管道和探頭管自上而下回流到煤氣管道中,其結(jié)構(gòu)包括下座體、孔板、隔熱套、螺桿和換熱器5大部件。設(shè)計(jì)除塵裝置,結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)4個(gè)月的應(yīng)用,證明該裝置可以除去煤氣內(nèi)的粉塵,并提高了熱值儀的分析效率。(3)針對(duì)煤氣熱值分析樣氣處理系統(tǒng)中過(guò)濾膜逐漸聚集焦油和萘等污染物的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)高溫蒸氣循環(huán)氣路。采用蒸氣噴射泵取樣,以蒸氣為驅(qū)動(dòng)力,抽吸煤氣,蒸氣將焦油、萘等污染物汽化;進(jìn)行分離污染物等處理,從而避免了后級(jí)被堵塞或污染,設(shè)置電磁閥周期性的打開(kāi)與關(guān)閉,在電磁閥關(guān)閉時(shí),蒸氣逆向反吹探頭管,將污染物汽化后吹到煤氣管道。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中,熱值儀運(yùn)行正常,過(guò)濾器未發(fā)生堵塞,證明高溫蒸氣氣路設(shè)計(jì)成功。(4)針對(duì)煤氣熱值分析樣氣處理系統(tǒng)中取樣探頭插入位置導(dǎo)致的共振問(wèn)題,分析并計(jì)算探頭位置與長(zhǎng)度。在煤氣管道中,從湍流取樣以確保樣品真正具有代表性,除非存在湍流,否則氣體混合物不容易實(shí)現(xiàn)完全混合;同時(shí)流體流過(guò)垂直于流向的取樣探頭時(shí),當(dāng)探頭的自然頻率等于旋渦分離的頻率后,會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,導(dǎo)致取樣探頭損壞,影響樣氣的抽取。計(jì)算得出探頭的長(zhǎng)度為464mm,在4個(gè)月的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中取樣探頭穩(wěn)定,輸出快速,測(cè)量組分代表性強(qiáng),未存在共振問(wèn)題。通過(guò)理論分析取樣探頭的安裝位置和長(zhǎng)度,結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用,證明該探頭避免了共振問(wèn)題、取樣代表性強(qiáng)等問(wèn)題。(5)本著模塊化、小型化和結(jié)構(gòu)化的思想,將除水裝置、除塵裝置和高溫蒸氣氣路設(shè)計(jì)為整體式結(jié)構(gòu)—煤氣熱值分析樣氣處理系統(tǒng)。然后設(shè)計(jì)適宜的氣路流程圖將樣氣處理系統(tǒng)與熱值儀進(jìn)行系統(tǒng)集成,然后對(duì)設(shè)計(jì)完成的整套煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,探究系統(tǒng)氣路的氣密性、重復(fù)性和計(jì)算樣品傳送滯后時(shí)間。由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析計(jì)算可得系統(tǒng)的氣密性損失率最大為0.02%、重復(fù)性計(jì)算偏差為0.1%、樣品傳送滯后時(shí)間為39s,滿(mǎn)足行業(yè)規(guī)范要求,最終進(jìn)行熱值儀系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。經(jīng)過(guò)4個(gè)月的工程實(shí)踐,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值與實(shí)際值基本吻合,準(zhǔn)確度高,根據(jù)國(guó)家重點(diǎn)工程導(dǎo)向的理念,研制出升級(jí)換代的新型煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng),在工業(yè)廢氣(例如高爐煤氣)領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口,為工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排提供可靠的保障。
【圖文】：

可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)工藝，提高冶煉燃燒的水平，降低了燒量，增加鋼鐵行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗提供在線(xiàn)分析系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀技術(shù)的快速發(fā)展，為與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)接軌，“中國(guó)制 2025大的科技變革，而先進(jìn)的在線(xiàn)分析儀作為感知、檢測(cè)的最監(jiān)測(cè)對(duì)象大量詳實(shí)而可靠的物性和成分信息，并傳送到需藝及操作方案等提供可靠的信息，在線(xiàn)分析儀的重要性是主要取決于組分和熱值的高低，可調(diào)濾波技術(shù)是基于成分全組分。煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)集成主要是由煤氣熱值儀值在線(xiàn)分析系統(tǒng)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的可靠性，安全性和易維護(hù)化，專(zhuān)業(yè)化和針對(duì)性設(shè)計(jì)，與現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜工況有很大關(guān)系，樣探頭和除塵、除水、除油裝置構(gòu)成。一般系統(tǒng)還需要設(shè)設(shè)施[10-12]。因此，設(shè)計(jì)出適用于復(fù)雜工況的煤氣熱值在線(xiàn)熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)的層級(jí)圖如圖 1.1 所示。

重慶科技學(xué)院碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文 1 緒論蒸氣氣路保護(hù)過(guò)濾器等。4. 實(shí)驗(yàn)探究與優(yōu)化改進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證煤氣熱值儀在線(xiàn)分析系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試，，主要包括系統(tǒng)的氣密性、穩(wěn)定性以及樣氣滯后時(shí)間計(jì)算等，從整體上測(cè)試并驗(yàn)證樣氣處理系統(tǒng)的效果，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，最終將煤氣熱值儀在線(xiàn)分析系統(tǒng)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)，使之長(zhǎng)期運(yùn)行。1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)新型煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)研制的技術(shù)路線(xiàn)如圖 1.2 所示。對(duì)目前煤氣熱值在線(xiàn)分析系統(tǒng)使用情況進(jìn)行調(diào)研
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ547.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671210