氧化炉高温高粉尘下氧气浓度在线监测解决方案

一、方案概述

氧化炉是一种用于高温氧化金属材料的设备 ，其原理是在高温下将金属材料与氧气反应，从而实现氧化作用。

具体来说，氧化炉中要先将金属材料加热至一定温度，这个温度需要高于金属材料的氧化温度。然后，通过加入氧气或氧化气体，使金属材料与氧气发生化学反应，从而形成氧化物。这个过程可以类比为燃烧过程，金属材料相当于燃料，氧气相当于氧化剂，氧化过程会释放出热量，加速反应的进行。

在氧化炉的设计和选择上，需要考虑材料的耐氧化性、温度和气氛控制等因素。不同的气氛条件 （例如氧气含量、气体种类等）对氧化反应的速率和产物形成也有影响，需要根据具体材料的情况进行调节。

其中 氧气供应是氧化技术中至关重要的一环 ， 为了确保 炉内的氧化金属能充分氧化， 因此实际工程中要控制 氧气 浓度的 不能太低，所以需要有一台氧气浓度检测仪能实时在线监测炉内氧气浓度 。

但是由于炉内温度太高，必须 定制 一套 预处理单元， 对炉内的高温样气进行降温除尘除湿处理 。 ＧＹ８７００－Ｏ２－Ｑ 系列 防 爆式氧气浓度在线监测预处理系统 专为 此工况而定制 。

系统核心 采用 高精度 传感器，可实时 监测炉内的氧 含量变化 ，另有高效不锈钢过滤器、蠕动泵、样气采样泵、高效降温除湿冷凝器、不锈钢转子流量计、反吹电磁阀、 ２４Ｖ电源转换器与漏电保护器等等 。该 系统 具有寿命长、稳定性好、抗干扰能力强、安装简单方便等优点。 同时 具有 ４－２０ｍＡ、ＲＳ４８５信号输出 或无线数据远传 ，采用 ＬＣＤ ＴＦＴ高清 液晶 显示 屏 ，还可以 联动 工厂中的 氧气顶吹转炉 等设备来使用。 当氧气浓度过低时 即时报警，同时启动联动设备 往炉内输送氧气 。

系统主要功能包括：

１、 实时监测 炉内 中的 氧 含量。

２、可 通过 第三方平台 实时了解 炉 内的现场情况。

３、 在 第三方平台 实时记录以上各监测数据，对数据统一集中管理。

４、 并能通过声光报警 灯 发出报警信息，及时告知 现场工作人员 。

５、可选配搭载７寸触摸显示屏，储存历史数据。

二、执行标准

ＧＢ３８３６．１－２０１０《爆炸性气体环境用电气设备　第一部分：通用要求》

ＧＢ３８３６．２－２０１０《爆炸性气体环境用电气设备　第二部分：隔爆型“ｄ”　》

ＧＢ　３８３６．１５－２０００　《爆炸性气体环境用电气设备第　１５　部分：危险场所电气安装（　煤矿除外）　》

ＧＢＴ５０４９３－２０１９　《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》

ＧＢ１２３５８－２００６　《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》

ＧＢＺ　２．１－２００７　《工作场所有害因素职业接触限值》

ＧＢ　４２０８－２００８　《外壳防护等级（ＩＰ　代码）》

ＧＢ　１６２９７－１９９６《大气污染物综合排放标准》

ＧＢ／Ｔ　１６１５７－１９９６《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》

ＨＪ／Ｔ　７６－２０１７《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

ＨＧ／Ｔ　２０５０７－２０１４　《自动化仪表选型设计规范》

三、 监测方案的设计

３．１ 检测点的定位

首先通过对场所的细致分析，初步确定设置气体监测仪的最佳位置或必要设置点。从而保证 氧气 充分被监测到，使 低氧情况 及时被探知。

３． ２ 氧气浓度检测仪 的选择

针对常见实际环境与条件，选用电化学原理的 氧气传感器

３．３　采集控制器（选配）

数据采集控制器用来集中显示监测点的氧气浓度值。同时控制器与联动设备关联，当氧气浓度值低过预设报警值时能够自动报警或控制联动设备。

采集控制器一般安装在值班室中，与检测仪采用四芯线 ＲＳ４８５协议连接。控制器内部要有继电器报警开关量输出用于控制联动设备。

３．４ 联动 设备

氧气顶吹转炉 等设备 由控制器联动，当 氧气浓 度超 低 时自动启动；当 氧气 浓度恢复正常时，自动停止。

四、 产品参数

氧气在线监测预处理系统

五、 安装注意事项

５．１　安装方式

５．１．１　机柜固定

⑴机柜采用立柜式放置，地面应保持平整，机柜不得倾斜放置。

⑵机柜有散热风扇，空间应不小于　１ｍ，便于散热；顶部不得放置其他物品。

５．１．２　供电

机柜采用２２０Ｖ　ＡＣ　供电，须确保地线接地良好。

５．１．３　确定安装位置

⑴主机箱安装位置的选择

首先内部传感器元件的耐受温度范围为 －２０℃～＋５０℃，最佳工作温度为＋２０℃左右，所以要选择环境温度不低于－２０℃也不高于＋５０℃的地方安装。

⑵采样点与主机箱管路距离

主机箱内部使用的是 ２升抽气泵管路长度的原则是温度合适的前提下越短越好，管路越长数据延迟越长，一般２０米内是没有问题的。还是需要结合现场实际情况而定。

５．２　注意事项

５．２．１ 在安装在线气体分析仪设备时可能会涉及动火，必须确保 氧化炉 关闭状态，以免发生爆炸或中毒危险。

５．２． ２ 取样点应选择在样气温度、压力、清洁度和其他条件尽可能接近分析仪要求的位置。并且该位置要易于接近与操作。

５．２． ３ 安装在平稳或震动较小的平台，经过取样管路连接至预处理及分析系统。

５ ． ３ 管路接口

一路采样进气口进入系统；一路检测后的气体排出口；二路过滤除水气体排出口。接口默认是 φ６大小，可以使用外径６ｍｍ内径４ｍｍ的ＰＵ软管；

５．４ 采样管的安装

采样管插入待测气体的管道，使用配套法兰固定。如果待测管道气体温度高于采样管的耐热温度，采样前段的管路应采取耐热管路并进行预降温再接 ＰＵ软管连接检测系统的采样接口。

５．５ 气路排出接口的接法

排气口：使用 φ６的ＰＵ软管连接，主要排放的是从流经检测仪里检测后的气体，

排水口：使用 φ６的ＰＵ软管连接，大部分的采样气体和水汽从这里排出，如果管道待测气体管道温度高、湿气大所含水汽较多，那排水口会有水流出，所以排水管应向下安装，以保证水流顺利排出。

（管路示意图 ，图片仅供参考，以出厂为准 ）

５ ． ６　使用调试中的注意事项

５．６． １流量控制

系统运行中，通过调整流量计和冷凝器下端排水管道上的节流阀，控制流过检测仪表的气体流量在 ０．３～０． ５ Ｌ ／ Ｍ ｉｎ左右。

５．６． ２冷凝器

冷凝器的目标冷凝温度使用默认温度即可。

５．６． ３过滤器

需要定期手动维护清洗粉尘过滤器，防止粉尘堵塞气路。

６ ． ６．４ 检测仪的使用详见检测仪的使用说明书