红外气体分析仪在烧结机干法脱硫设施中的应用

张璟

摘 要：本文介绍了宝钢炼铁厂一号烧结机增设干法脱硫设施工程中用于烟气取样及分析的CEMS系统；详细描述了其中的红外气体分析仪的安装、调试过程。

关键词：干法脱硫；CEMS系统；气体分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.014

1 概述

近年来随着国家对企业污染排放控制日趋严格， 特别是对烟气排放标准要求越来越高。为提高宝钢股份公司炼铁厂一号烧结机环保水平，实现烧结烟气二氧化硫浓度和粉尘浓度达标排放，对一号烧结机增设干法脱硫设施。干法脱硫的工作原理是利用经水选提纯后的吸收剂浆液，与布袋除尘器下的大量循环灰一起进入加湿器内进行均化，加湿后的大量循环灰由塔上部的布料器计入塔内，与上部进入的含二氧化硫烟气进行反应。最终脱硫产物由灰仓排除循环系统，通过输送装置送入废料仓。

2 CEMS系统介绍

本工程中，脱硫除尘岛入口及出口需各设置一套CEMS系统，用来监测干法脱硫设施的除尘效果。需要监测的项目如下：（1）脱硫除尘岛入口检测项目：SO2，O2，温度，压力，烟气流量。（2）脱硫除尘岛出口检测项目：SO2，O2，NOX，CO2，CO，粉尘含量，温度，压力，烟气流量。

CEMS系统是对烟气在线连续检测系统，分为烟气取样系统，烟气预处理单元、烟气分析仪表。（1）烟气取样系统：采用电加热不锈钢探头，样气进入探头后被加热，并保持一定的高温。最后被传输到烟气预处理单元。（2）烟气预处理单元：样气通过探头过滤器、高性能除湿器、压缩机热交换，酸性气溶胶吸收等步骤，使气体达到测量条件。（3）烟气分析仪表：采用的是M6000 ZRE型多组份红外气体分析仪，具有高灵敏度和高稳定性。采用异种原子构成的分子在红外线波长区域具有吸收光谱特性的原理进行气体分析。

3 CEMS系统施工

（1） CEMS系统配置方式：采用直接抽取法（伴热管线法），伴热采样管线通过桥架从现场敷设至分析仪表间。（2）脱硫除尘岛入口CEM系统采样孔布置在脱硫除尘岛入口，清洁烟气再循环前的烟道上，脱硫除尘岛后CEM系统取样孔布置在烟囱上。

4 红外气体分析仪的调试

4.1 校正设定

用于设定校正时的浓度及动作。分为校正浓度、零点校正动作、校正量程动作、自动校正组分/量程4个部分。

4.1.1 校正浓度的设定

设定校正时使用的各CH的标准气体（零点、量程）的浓度。（1）选择<菜单模式>→<校正设定>→<校正浓度>，进入校正浓度设定画面。（2）通过上下键选择SO2、O2，按ENT键，光标移至数值的前面。（3）通过上、下、右键选择欲设定的浓度项目。（4）显示出校正浓度数值设定画面后，输入校正气体的浓度值。（SO2量程范围：0-1000mg/Nm3，O2量程范围：0-25%）

4.1.2 零点校正

（1）手动零点校正动作的设定。A.选择<菜单模式>→<校正设定>→<零点校正动作>，进入零点校正动作设定画面。B.通过上、下键选择SO2、O2，按ENT键，设定内容即翻转显示。C.通过上、下键，选择“全部”，设定后，按ENT键保存指定的校正动作。（2）简易零点校正。A.从菜单模式进入简易零点校正设定画面，开始时间设定为SUN 12：00；周期设定为7天，流通时间为300秒。B.按ENT键，则按照所输入的设定值执行简易零点校正。

4.1.3 校正量程动作的设定

（1）连续选择<菜单模式>→<校正设定>→<校正量程动作>，进入零点校正动作设定画面。（2）通过上下键选择SO2、O2，按ENT键，设定内容即翻转显示。（3）按上下键选择“显示量程”。对所设定的SO2、O2的校正时所显示的量程进行零点、量程校正。设定后，按ENT键，进行所指定的校正动作。

4.1.4 自动校正的设定

（1）自动校正组分/量程的设定。A.连续选择<菜单模式>→<校正设定>→<自动校正组分/量程动作>，进入自动校正组分/量程设定画面。B.通过上下键选择SO2、O2，按ENT键，校正量程的选择光标翻转显示。C.通过上下键，选择进行主要校正的量程。D.选择后，按ENT键。校正时，将通过所选的量程进行校正。E.在SO2、O2处按“”键，选择“是”，按ENT键进行自动校正。

（2）自动校正。在已设定的时间自动实施零点以及量程点的校正。变更自动校正的设定时，将ON/OFF设定为OFF后，再进行数值的变更。A.从菜单模式进入自动校正设定画面，开始时间设定为SUN 12：00；周期设定为7天。B.设定后按ENT键，即完成自动校正。

4.2 报警设定

设定报警值是便于在测量过程中根据测量浓度而进行上下限报警的输出。可使用任意五点的报警接点输出。变更报警设定时，需将报警的ON/OFF设定置为OFF后，再进行数值的变更。

（1）报警值的设定。1）从菜单模式进入报警设定画面，通过上下键将光标移至欲设定的报警No.或滞后处，按ENT键。2）选择SO2，通过上下键将光标移至上限值处，设定为1000mg/Nm3。

（2）滞后设定。为防止报警设定值附近产生报警输出的振荡现象，须设置滞后值。1）在报警设定画面，通过上下键将光标移至滞后，按ENT键。2）显示出滞后值设定画面后，输入滞后值15%FS。3）设定后，按ENT，滞后即生效。在上述内容设定完成后，就完成了对红外气体分析仪的离线调试。由于脱硫岛入口和出口的红外气体分析仪为同一型号，可以同样的方法进行调试。

5 小结

随着中国经济的飞速发展，能源短缺和由于工业发展带来的生态环境的破坏两个矛盾日益突显。为解决这些矛盾，政府提出了“节能减排”的方针措施，在线分析仪器系统和CEMS系统将更有广阔的发展空间。

参考文献：

[1]M6000ZRE气体分析仪操作手册

[2]施学龙.CEMS在湿式脱硫控制系统中的应用与分析[J].华东电力2011（04）.

[3]杨凯，周刚，王强，钟琪，滕恩江.烟尘烟气连续自动监测系统技术现状和发展趋势[J].2010（10）：18-26

[4]郜武.烟气连续监测系统（CEMS）技术及应用[J].中国仪器仪表 ，2009（01）：43-47