Система отбора и анализа дымовых газов Советский патент 1989 года по МПК G01N1/22 C21C5/30 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля состава отходящих газов сталеплавильных, доменных и других агрегатов металлургического производства.

Целью изобретения является экономия эталонных газовых смесей и увеличение быстродействия срабатывания системы

На фиг.1 изображена схема системы, на фиг.2 - схема устройства подготовки эталонных газовых смесей.

Система включает газоход 1 стале- .плавильного или иного металлургического агрегата 2, контур 3 предварительной подготовки газовой пробы с газоотборником 4, например газоотборной фурмой, ф1и1ьтром 5 грубой очистки и побудителем 6 расхода пробы, например, УК-1, соответствующий техничесКИМ условиям СТУ 7384-64, или УК-40/2- ТУ 64-1-27 49, контур 7 окончательной подготовки пробы с фильтром 8 тонкой очистки, побудителем 9 расхода пробы, например УК-1 или УК-40/2, регулятором 10 расхода пробы, например СДГ-1 стабилизатор давления газа 6-79-5К0256.00 ТУ или САД-303 стабилизатор абсолютного давления 2.573.011ТУ, газоаналитическую камеру 11, дожигатель 12, датчик 13 расхода пробы, например ДСЭР ГОСТ 18140-72 или ШТР (со вторичньм прибором ЧАП-5), установленный параллельно газовой трассе, измеритель. 14 влажности пробы, например гигрометр сорб- ционный ТС-210 ТУ 11-181-1322-83, электровентили 15, 16, например рас- . пределитель П-РЭ 3/25-1126 ТУ 2-053- 1612-82, которые установлены перед

01

ISD э

анализаторами 17, 18 концентрации газа, которыми могут быть газоанализатор на двуокись углерода типа ТП 2221 П или ОА2209М, и газоанализатор кислорода типа МН5106-2. Осушитель 19 - холодильная установка MPS-5pO ТД или холодильник термоэлектрический ХТЭ-1 ТУ25 052672-60 и устройство 20 термостатирующее.

Введенное в систему отбора и анализа дымовых газов устройство 21 подготовки эталонных газовых смесей позволяет периодически (не реже одного раза в течение 24 ч) контролировать точность работы анализаторов 17 и 18 по двум как минимум (начало и конец шкалы) контрольным точкам и в случае, если нужно производить корректировку нулевого и конечного значения шкапы измерения, а также закольцевать линию прохождения эталонных газовых смесей путем принудительной подачи (смесей) после прохождения анализаторов в незаполненные емкости для хранения эталонных смесей.

Устройство 21 подготовки эталонных газовых смесей (фиг.2) вьтолнено в виде контура 22 предварительной подготовки эталонных газовых смесей, который включает в себя соединенные газовой трассой между собой и контуром 23 окончательной подготовки эталонных газовых смесей электровентиль 24, например распределитель П-РЭ 3/ 25-1126 ТУ 2-053-1612-82, работающий по принципу да-нет-или, емкость 25 и побудитель 26 низкого давления,например УК-1 или УК-40, контур 23 окончательной подготовки, включающий связанные газовой трассой между собой и контуром 22 предварительной подготовки, побудитель 27 высокого давления, например агрегат компрессорный мембранный 1,6 мк-8/200 МЧ ВТУ 284176-64, фильтр 28 тонкой . очистки, коллектор 29 трехходовых электровентилей, представляющий собой набор тройников прямых по ГОСТ 8948-75, соединенных между собой трубопроводом, и состоящий из левой и травой частей - по три тройника в каждой части, Правая и левая части коллектора разделены. На правой части коллектора установлены электровентили 30-32, работающие по принципу да-нет и соединенные с соответствующими баллонами стандартной стойки 33 с эталонными смесями

0

5

0

5

0

5

0

5

и азотом, причем все электровентили соединены связями 34 с вычислительным устройством. Каждый из баллонов 35-37 оборудован стандартным редуктором 38-40, каждый из которых имеет по два манометра, первый манометр указывает давление в баллоне (количество смеси), второй манометр - давление, устанавливаемое перед входом в газовую трассу устройства 21. На левой части коллектора 29 установлены электровентили 41-43, работающие по Принципу да-нет-или, которые соединены с соответствующими незаполненными баллонами 44-46 стойки 47, каждый из которых оборудован стандартным редуктором 48-50. Устройство 21 соединено с анализаторами 17 и 18, газовой трассой и подключено к вычислительному устройству 51, которьм может быть комплекс вычислительный Ш-1803,03, включающий устройство для отсчета времени. Выход вычисли- г ельного устройства 51 подключен к выходам датчика 13 расхода пробы газа, измерителя 14 влажности пробы, к анализаторам 17 и 18 концентрации газа, а.выход к электровентилям 15 и 16, 24, к коллектору 29 электровентилей 30-32, 41-43 и к регистраторам 52-34. Все элементы контуров 3,7,22, 23 и газоаналитической камеры 11 герметически связаны с газовой трассой 55 (обозначенной на фиг.1 пунктирной линией), которая обогреваема, для чего она может быть заключена, например, в паровую рубашку.

Система, работает следующим образом.

В процессе плавки дымовые газы, удаляемые из сталеплавильного агрегата 2 по газоходу 1, отбираются в контур 3 предварительной подготовки

1 газовой пробы под действием разрежения, создаваемого побудителем расхода пробы. Отсасываемый газ, проходя через газоотборную форму 4 и фильтр 5 грубой очистки, частично охлаждается и отфильтровыва ется от пьши, выносимой газом из сталеплавильного агрегата 2. Лишний газ . снова сбрасывается в газоход 1,.Предварительно очищенная в контуре 3 проба газа (дыма) забирается с помощью побудителя 9 расхода пробы в контур 7 окончательной подготовки газовой пробы, где проходя фильтр 8 тонкой очистки, полностью освобождается от пыли.

а регулятор lu расхода пробы устанавливает заданное значение газовой пробы на входе газоаналитической камеры 11, Текущее значение расхода пробы газа измеряется датчиком 13 расхода пробы, который для увеличения быстродействия срабатывания системы установлен параллельно газовой трассе. Входной сигнал датчика 13 расхода про бы газов поступает на регулятор 10. При отклонении расхода газовой пробы от заданной регулятор 10, меняя проходное сечение газовой трассы 55, восстанавливает необходимый расход пробы. Избыточная часть пробы сбрасывается по трассе 55 в газоход 1, Анализируемая часть пробы газа под давлением, создаваемым побудителем расхда пробы, нагнетается в газоаналити- ческую камеру 11, где, проходя последовательно дожигатель 12, датчик 13, газ одновременно поступает в измеритель 14 влажности пробы и через осушитель 19 Б анализаторы 17 и 18 кон- центрации газа. В дожигателе 12 горючие компоненты газовой пробы дожигаются, что крайне важно бывает, например при контроле процесса обезуглероживания сталеплавильной ванны. При пол- .ном анализе газа необходимость в дожигателе отпадает, и он отключается. Осушитель 17 производит полную осушку газа, без чего невозможен анализ. Электрические сигналы с датчика 13, измерителя 14 влажности пробы и ана- лизаторов 17 и 18 концентрации газа поступают в вычислительное устройство 52, к которому также подключено устройство 21 Подготовки эталонных газовых смесей. I На основе данных, снимаемых с датчика 13, измерителя 14 влажности пробы вычислительное устройство производит расчет поправки выходных сиг- налов анализаторов 17 и 18 концентрации пробы газа в зависимости от величины водяных паров, содержащихся в газовой пробе. Откорректированный сигнал с вычислительного устройства 51 поступает на соответствующие регистраторы 52-54-компонентов анализируемого газа, т.е. водяного пара, двуокиси углерода, кислорода. Термо- .статирующее устройство 20 поддержи- вает постоянную температуру в герметически закрытой камере 11, стабили- :зируя тем самым условия работы анализаторов 17 и 18 концентрации газов.

Q r 0 5

Q

0

Особенно чувствительны к изменениям температуры оптико-акустические анализаторы газа и анализаторы, содержа- 1ще в измерительной части термоанемо- метрический датчик.

Введенное в систему отбора и анализа дымовых газов устройство 21 (фиг.2) подготовки эталонных газовых смесей позволяет периодически (не реже одного раза в сутки) контролировать точность работы анализаторов по двум как минимум (начало и конец шкалы) контрольным точкам и в случае, если нужно, производить корректировку нулевого и конечного значения шкалы измерения анализаторов.

Устройство 21 работает следующим образом.

При нажатии на кнопку Градуировка по командам, поступающим из вычислительного устройства 51, трехходовые электровентили 15 и 16 перекрывают газовую трассу системы и соединяют анализаторы 17 и 18 с газовой трассой устройства 21 подго- товки эталонных газовых смесей, в котором побудители 26 и 27 выкачивают оставшуюся от анализа пробу газа из анализаторов 17 и 18 и подают ее через электровентиль 24, емкость 25 и фильтр тонкой очистки 28 на выход электр овентилей коллектора 29, соединенных с атмосферой. Одновременно открывается электровентиль соответствующего баллона стойки 33 со смесями, заполненного азотом, и азот через блок редукторов баллона через соответствующий электровентиль коллектора 29 поступает на анализаторы 17 и 18 и на сброс.

Через время, равное 5 (время запаздывания газового тракта устройства 21 подготовки эталонных газовых смесей и анализатора 17 и 18), сброс азота в атмосферу прекращается.

i - Q

где V - объем газового тракта м, Q - расход газа, м /ч.

После того, как сброс прекращается, начинается корректировка нулевого значения шкалы измерения анализаторов 17 и 18 (обоих сразу), открывается трехходовой электровентиль коллектора 29, соответственно соединенный с незаполненной емкостью для азота, расположенный в стойке 31, и

азот из анализаторов через трехходовой электровентиль коллектора 29, соответственно соединенный с незаполненной емкостью для азота, расположеный в стойке 31, и азот из анализаторов через трехходовой электровентиль 24, через емкость 25, через побудитель низкого давления 26, побудитель высокого давления 27 и соответствующий трехходовой электровентиль коллектора 19 попадает в стойку 47 в незаполненный баллон, предназначенный для азота.

После окончания градуировки нулевого значения щкалы измерения анализаторов 17 и 18 баллоны с азотом в обеих стойках 33 и 47 перекрываются при помощи соответствующих электровентилей коллектора 29. Аналогично происходит процесс градуировки конечного или любого промежуточного значения шкалы измерения анализаторо 17 и 18 по любому из каналов измерения в отдельности при помощи эталонных газовых смесей, расположенных в стойке 33. По истечении запасов эталонных смесей в стойке 33 в нее устанавливают баллоны из стойки 47 по мере их заполнения.

Формула изобретения 1. Система отбора и анализа дьмо- вых газов по авт.св. № 798530, о

7

фиг.1

личающаяся тем, что, с целью экономии эталонных газовых смесей и увеличения быстродействия системы, она снабжена устройством подготовки эталонных газовых смесей, а датчик расхода газовой пробы установлен параллельно газовой трассе, причем устройство подготовки эталонных газовых смесей соединено газовой трассой посредством двух электровен- тилей с анализаторами концентрации газовой пробы и подключено к вычислительному устройству.

2. Система поп.1, отлича ю- щ а я с я тем, что устройство подготовки эталонных газовых смесей выполнено в виде предварительного контура подготовки эталоиньк смесей, включающего соединенные газовой трассой между собой и окончательным контуром подготовки электровентиль, емкость, побудитель низкого давления и окончательный контур подготовки эталонных смесей, включающий соединенные газовой трассой с предварительным контуром и между собой побудитель высокого давления, фильтр тонкой очистки, коллектор электровентилей, стойку с калибровочньми смесями и стойку с незаполненными емкоеф /г.2

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля состава отходящих газов сталеплавильных, доменных и других агрегатов металлургического производства. Целью изобретения является экономия эталонных газовых смесей и увеличение быстродействия срабатывания системы. Для этого периодически производят контроль точности работы анализаторов, корректируя их нулевое и конечное значения шкалы измерения. В процессе коррекции эталонные газовые смеси не сбрасываются в газоход, а накапливаются в соответствующих емкостях для повторного использования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.