煤气氧含量在线分析

一、设备概述

煤气氧含量在线分析PUE-1000设备是工业安全监测的核心设备，主要用于实时连续检测高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等工业煤气中的氧气含量 (0-25% Vol)，防止氧含量超标引发爆炸事故，同时优化燃烧效率，降低能耗 (约 10-15%)。

核心价值：

安全保障：当煤气中氧含量超过临界值 (高炉煤气> 2%、焦炉煤气 > 4%) 时，立即触发报警并联锁停机，防止爆炸

工艺优化：精确控制空燃比，提高燃烧效率，减少污染物排放

合规监管：满足《工业企业煤气安全规程》(GB 6222-2019) 强制监测要求

二、四大核心技术原理对比

原理类型工作机制优势适用场景

顺磁式利用氧气强顺磁性，测量气体在磁场中的扰动抗干扰强 (不受 CO/H₂/CH₄影响)、精度高 (±0.1% FS)、稳定性好、寿命长高粉尘 / 焦油工况、复杂煤气成分

激光光谱法(TDLAS)分析 760nm 波长激光被氧气选择性吸收的特征光谱精度(≤±0.1%)、无耗材、抗粉尘、可在线校准、响应快 (<1s)高精度工艺监控、煤气回收系统

氧化锆式高温 (600-800℃) 下，氧化锆两侧氧浓度差产生电势差结构简单、响应快 (<5s)、成本适中、耐高温高温煤气管道 (≥400℃)、燃烧炉出口

电化学氧气在电解液中发生电化学反应产生电流，与氧浓度成正比精度高、响应快、体积小、适用于微量氧检测煤化工合成气、惰性气体中微量氧监测

三、系统组成与工作流程

1. 系统核心组件

① 采样预处理系统(关键模块)：

高温探头 (耐温≤1200℃)：防焦油粘结设计

多级过滤：陶瓷滤芯 (5μm)→活性炭→冷凝脱水→伴热管路 (防焦油冷凝)

功能：去除粉尘 (99.9%)、焦油、水分和硫化物，将样气温度调至 20-40℃

② 分析检测单元：

传感器 (顺磁 / 激光 / 氧化锆 / 电化学)

信号处理模块：将氧浓度转换为电信号并校准

③ 数据控制系统：

PLC 控制器 + 触摸屏：实时显示、参数设置

通信模块：4-20mA 模拟信号、RS485 (Modbus)、4G/5G 数据上传

联锁控制：氧超标时触发声光报警和设备停机

2. 典型工作流程

煤气管道 → 高温采样 → 多级过滤(除尘→脱水→脱焦油) → 恒温处理 → 分析检测 → 

数据处理(温压补偿) → 显示/报警/联锁 → 数据上传至DCS/PLC系统

四、关键技术参数

测量范围：0-2%、0-5%、0-10%、0-21% Vol (可选，支持定制)

测量精度：≤±0.1% FS，重复性误差≤±0.05%

响应时间：T90≤10 秒 (含预处理系统)，激光法可达≤1 秒

环境适应性：-20℃~60℃，湿度 10%-95%(无冷凝)，防护等级 IP65

防爆等级：Ex d II BT6/CT6 (适用于危险场所)

供电：AC 220V±10%，功耗≤300W (含伴热)

五、应用场景详解

1. 钢铁行业(核心应用)

高炉煤气：炉顶煤气氧含量监测 (防止空气泄漏)、TRT 发电系统安全监控

焦炉煤气：电捕焦油器氧含量监测 (防止爆炸)、煤气净化后质量控制

转炉煤气：回收系统 (OG 法) 氧含量监测 (要求≤2%)，不合格时联锁停运

2. 化工与煤化工

煤气制甲醇 / 合成氨：原料气氧含量监测 (保护催化剂)

煤气燃烧炉：锅炉 / 窑炉空燃比优化，提高热效率

煤气储存设施：煤气柜出入口氧含量监控，防止超压爆炸

3. 其他行业

冶金：有色金属冶炼炉煤气燃料监控

热力：煤气供暖锅炉燃烧效率优化

垃圾焚烧：气化产生煤气的安全监测

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