激光气体分析系统在煤气回收中的应用

毕业设计(论文)任务书课题名称激光气体分析系统在煤气回收中的应用学院安徽工业大学继续教育学院专业班级电气自动化姓名吴明旺学号1421203003002指导教师签字：安徽工业大学激光气体分析系统在煤气回收中的应用I摘要钢铁工业发展至今，各钢铁公司不断深入挖掘经济效益，节能降耗是永恒的主题。本文针对磁氧式气体煤气分析仪故障率高、分析数据不稳定的现状，采用免维护的激光式气体分析仪进行技术升级改造。介绍了激光气体分析技术在煤气回收分析中的应用情况，利用半导体激光吸收光谱气体分析测量技术对煤气含氧量进行精确的在线测量，数据稳定，维护简单，确保了分析仪投运率100%和煤气回收设备的安全生产。系统自投用以来，性能稳定，满足了工艺设备要求，提高了系统可靠性，实现了先进技术与适用性的有效结合。关键词：煤气回收;激光气体分析仪;测量原理安徽工业大学激光气体分析系统在煤气回收中的应用IIAbstractFormagneto-oxygengasanalyzer,failurerateishighandanalyzeddataisunstable.Therefore,anewmaintenance-freelasergasanalyrerhasbeenusedtoupgrade.Applicationoflasergasanalysistechnologyingasrecoveryisintxoduced.Absorptionspectrumgasanalysistechnologywithsemiconductorlaserisappliedtopreciseandonlinemeasurementofoxygencontentingas.ltsmeasuringdataisstable,maintenanceissimple,and100%operationofanalyzerandsafeproduceionofgasrecoveryequipmentareensured.Sincethesystemwasputintorunning,performanceisstable,itmeetstheneedofprocessandequipment,reliabilityisimproved,andeffectivecombinationbetweenadvancedtechniqueandapplicabilityisachieved.Keywords:gasrecovery;lasergasanalyzer;measuringprinciple安徽工业大学激光气体分析系统在煤气回收中的应用III目录1绪论................................................................................................................................41.1引言......................................................................................................................41.2课题的意义..........................................................................................................41.3国内应用情况.......................................................................错误!未定义书签。2激光气体分析系统.........................................................................错误!未定义书签。2.1激光气体分析系统工作原理...............................................错误!未定义书签。2.1.1谱线展宽自动修正技术...........................................................................32.1.2激光频率扫描技术...................................................................................32.1.3单线光谱测量技术...................................................................................32.2激光气体分析系统组成......................................................................................42.2.1系统组成...................................................................................................52.2.2系统特点...................................................................................................62.3激光气体分析与采样气体分析系统的比较......................................................73维护及故障处理.............................................................................错误!未定义书签。3.1检查和调整吹扫气体的流量...............................................错误!未定义书签。3.2非停电原因掉电..................................................................................................93.3检查和清洁光学元件..........................................................................................93.4仪表显示异常.......................................................................错误!未定义书签。3.5分析仪激光器温度低...........................................................错误!未定义书签。4总结..............................................................................................................................11致谢...................................................................................................................................11参考文献.............................................................................................................................12安徽工业大学激光气体分析系统在煤气回收中的应用共10页第4页1绪论1.1引言随着我国石化、冶金、电力等工业装置的大型化和整体技术装备水平的提升，对节能降耗、提高质量、治污减排和安全生产的日益追求，在线分析仪器的重要性和使用量与日俱增。例如，为了追求更大经济效益，采用以多变量预估控制为代表的先进控制技术、以过程实时优化为核心的优化控制技术来提高生产装置的操作、控制水平，已成为当今国内外冶金企业的热门课题。而这些控制手段都离不开质量参数，这些质量参数则来源于在线分析提供的成分数据。与世界发达工业国家相比，我国新建在冶金企业的在线分析仪的配置已接近国际先进水平。在线分析仪，以取代实验室的仪器已被广泛应用于国外，以提高自动化水平，降低劳动力成本，实现生产精细化管理。不少企业仍处于过程行业在中国被赋予优先与实验室分析，体力劳动量大，数据实时性，不能优化生产控制，以提高效率。一些公司已经意识到这些问题，正在逐步增加在线分析仪输入的比例。1.2课题的意义激光气体分析系统的应用，改变了人工采样滞后以前的状态，缩短价值分析的周期分析，提高了测量的精度，减轻了工人的劳动强度，提高了自动化控制水平。在实时并准确地测量气体CO2、CO和H2浓度，可以操作减少由于失明的信息滞后，提供了准确的检测信息，且在不采样的前提下运行调整，测量气体的成分和温度，反应迅速，在过程中，几乎无需维护，无冲击提高了安全性和工作效率，具有技术和成本的降低进度，会得到更广泛的应用。1.3国内应用情况我们国内的在线分析仪器应用情况较为低下，仪器的维修人员普遍技术素质偏低，仪器在运行时表现并不是很理想，它的作用和效果尚未完全运用出，使得国内业主信心不足，为它的应用程序到一定程度上影响了它的推广。安徽工业大学激光气体分析系统在煤气回收中的应用共10页第5页(1)我国在线分析仪器基础研究力量薄弱，制造水平较低，产品品种少，自有和原创技术更少，除少数产品外，大部分市场被国外产品占据。据报道，目前己有40余家国外在线分析仪器公司进入中国，占领了我国80%的市场。其实，我国在线分析仪器工业起步并不晚，初期与国际先进水平差距也不大，只是由于种种原因落后了，一直差距越来越大。造成这种状况的原因是多方面的，就制造企业自身来说，开发力量不足和研制经费太少是两个主要原因。世界发达国家的在线分析仪器生产厂，研发人员占总人数的50%以上，研制经费占销售额的10%以上，而我国厂家的研发力量尚未形成一定规模，开发工作缺乏系统性和长期连续性。(2)在线分析仪器能否用好，除了分析仪自身，还取决于样品处理系统的完善程度和可靠性。因为分析仪无论如何先进和精密，分析精度也要受到样品的代表性、实时性和物理状态的限制。事实上，样品处理系统使用中遇到的问题往往比分析仪还要多，样品处理系统的维护量也往往超过分析仪本身。样品处理系统的设计、制造难度在于:它涉及多种物化技术和材料科学;它的专用性很强，几乎没有哪两套系统是完全一样的，没有批量性可言;它依赖于手工制作和装配，不可能形成自动流水线作业;它的测试和调整需要在现场进行，制造厂和实验室不具备模拟样品条件。国外对样品处理技术的研究比较深入，有关标准和专著已有多种。样品处理系统的制造已经专业化，已有多家专业生产样品处理部件和系统的厂家。我国对此一直未能给予足够重视。迄今为止，国内样品处理技术研究和样品处理系统设计、制造方面仍然比较落后，缺乏具有自主知识产权的成套设备，技术含量也较低。(3)工业在线分析并不追求高精度，更重要的是可靠性和稳定性。据对在线色谱仪现场调查，国产和国外仪器的测量精度确实存在一定差距，但主要问题是国产色谱仪运行不够稳定，故障率高，维护量大。样品处理系统的追求目标应当是简单化，多一个样品处理环节或部件就多一个故障隐患点，多一份维护工作量。最简化的系统时滞最小，故障率和维护量也最小，应当是最好的系统，但也是最难设计的系统。应当重视在线分析技术和在线分析仪器的研究开发工