新余钢铁有限公司厚板生产线,步进梁式连续加热炉在线监测氧含量方案


1.1 概述
澳大利亚NOVATECH氧化锆分析仪,是目前国际钢铁行业中独一无二的高温在线直插式氧化锆。NOVATECH公司的氧化锆探头具有耐高温(-30~1400℃)、抗腐蚀、不漂移、精度高的特性,仪器具备功能全、智能性强、检测系统多,一台仪器带有独立的双通道,大大降低了投资成本,在检测微氧时可达到10-30,是目前世界上唯一一台在高温,高水汽时,强腐蚀性气体下能测到高精度的仪器。NOVATECH氧化锆分析仪广泛应用于锅炉、炼炉、窖炉、加热炉、连轧炉、环型炉、罩式退火炉、井式炉等燃烧时氧含量百分比的监测。NOVATECH氧化锆分析仪在国际钢铁行业的节能、环保、产品质量的提高、氧化层的降低起到了积极特殊效应,得到了国际钢铁行业很高的口碑。
1.2 减低能耗
钢铁行业的加热炉的加热都是通过煤气加空气进行燃烧加温,空气中含有21%的氧,而79%是不参与燃烧过程,等于说是把79%的其他气份加热后排放到大气中,一般的操作都采用过氧燃烧,而过氧燃烧会大大浪费能源,所以只有有效地控制好氧量,才能达到降低能耗的目的。根据有关国际专业部门测定,从40℃加热到1000℃,每减少1.5%的过氧燃烧,就能节省1.0%的热能,一般情况下可节能4%~6%所以有效控制好过氧燃烧的氧含量,才能真正达到节能的效果。
1.3 环保
综所周知,空气从40℃加温到1000℃,只有21%的氧参与燃烧,而79%的其他气份排放到大气中。在空气中79%的其他气份加温燃烧后就会变成二氧化氮、三氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、与雨水结合后,就会变为硝酸,硫酸等酸雨,酸雨对环境和人类有极大的危害,所以控制氧量燃烧是对人类环保的贡献。
1.4 安全
过氧燃烧对环境和能源都有影响,而缺氧燃烧也有危害。当氧气不足时,燃烧中的碳元素不能充分与氧结合燃烧,从而产生大量的一氧化碳,可能引起爆炸。所以控制好氧量是解决各种情况的关键因素。
1.5 提高产品质量
氧在加热炉是不但参与了燃烧,而且还直接影响到钢板的质量和企业的经济效益,过氧燃烧时,加热炉中有大量的氧份,氧会与钢板起反映,将会产生大量的氧化层,在钢板表面产生很厚的氧化层,氧化层的厚薄直接影响到钢板的质量。经国际钢铁集团BHP公司测定,在加热炉中40℃加到1000℃时,1.5%~2%氧参与燃烧,氧钢板的氧化层可减少70%~80%,氧化层的减少直接提高了钢板质量和给企业带来经济效益。
1.6 提高设备使用寿命
由于加热炉中有大部分的构造部件都是金属,当过氧燃烧时,同样过氧燃烧产生的酸性气体与炉内的水(20%左右小蒸汽)结合,对金属部件造成很大的破坏和损坏。一般情况下,国内的炉子使用寿命比国外短,另外,维修更换部件的费用比国外高,其维修的费用是巨大的。
由此之外,燃烧时氧含量的监控非常重要,这也是为什么国外非常重视氧的监测。
2.1 新余钢铁厂,厚板轧机步进梁加热炉选型
根据新余钢铁厂厚板加热炉的设计方案,可选择几种澳大利亚NOVATECH公司不同型号的探头和仪器型号组合。
2.2 直接监测加热炉炉膛
可选用NOVATECH公司的1231高温型探头,仪器为1638。因1638型,不但可监测氧量,还可监测炉中的露点值。
2.3 监测烟气氧含量
可选用NOVATECH公司的1231型探头和1632型仪器。
2.4 安装位置
选用1231高温型探头和1638型仪器,探头可直接安装在炉壁上,探头直接插入炉膛内,监测炉膛的氧量和露点值的变化。仪器可安装在加热炉的过道边,并通过仪器的输出端,把产集的数据送到中央控制室。
选用1231型探头和1632型仪器,可把探头直接插入排放烟气口管导,因排放烟气口管导的温度没有炉膛温度高,不需用高温型,仪器安装在排放口的过道边,同样把数据送入中央控制室。
加热炉——进、出气排放口管导,炉膛监测点。
连轧炉——分段控温,炉膛监测点,烟气排放口。
罩式退火炉——进气总管口和排气管口。
环型退火炉——环型分段温控监测点和烟气排放口。
井式炉——井口监测点。
2.5 探头的长度尺寸
由于加热炉的炉膛厚在400mm~500mm,外加连接候管150mm~200mm,所以一般选用探头的长度,L=1000mm的比较适合,那么插入炉膛的深度为200mm~300mm左右。
如放在排放烟气口管导,一般选用250mm~350mm左右,因排放烟气口的管壁较薄,所以一般探头插入深度达到200mm~300mm就可。
2.6 回报周期计算公式
每月有质量问题的炉数(A)
(1) ———————————— = 每月损耗率(C)    
每月总开炉数(B)

(2) 每月总能耗(D)×每月损耗率(C)= 每月损耗费用(E)

每月损耗费用(E)
(3) ————————— = 每台月损耗费用(F)
总炉数(G)

每套仪器价格(L)
(4) —————————— = 回报周期(月)(X)
每台月损耗费用(F)