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的第一個NextGen®系統(tǒng)，系統(tǒng)調試工作預計將在2018年夏季進行。
NextGen®是一項專有的綜合性多點煙氣分析技術,該項技術不僅具有煙氣抽取技術穩(wěn)定的優(yōu)點,同時還縮短了響應時間,降低了硬件和激光系統(tǒng)的安裝成本。該技術適用于任何惡劣的工業(yè)環(huán)境。NextGen®技術最早是在2015年應用于北美的電爐和氧氣轉爐,截至目前,北美地區(qū)已經建成和在建的該技術設備有10套。
煙氣分析技術已經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的能量動力學,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綜合性技術結合了抽取式技術的可靠穩(wěn)定以及激光技術響應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。可選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,這是確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和避免由于激光的衰減導致分析信號丟失的好方法。
快速的分析響應時間——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元件的維護,而且確保不會像Insitu系統(tǒng)那樣引起衰減而導致信號中斷。
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——在控制室內沒有與煙氣的物理性接觸,所以無需擔心在特定空間內諸如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對惡劣的生產環(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低成本、高生產率操作;
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)爐產品在鋼鐵、有色金屬、機械、汽車、輕工等行業(yè)得到廣泛應用。
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