一种高炉热风炉煤气异常成分诊断方法与流程

本发明属于高炉热风炉工艺技术领域，涉及一种高炉热风炉煤气异常成分诊断方法。

背景技术：

在高炉热风炉系统正常状态下，热风炉煤气在排入烟囱前其中的co气体在线分析检测中应为零。但在实际生产中,煤气中co气体检测结果有时持续超出2000ppm，甚至达到大于10000ppm以上。从设备结构及空、煤气燃烧原理分析在热风炉系统中影响煤气中co气体含量高的主要原因有：热风炉本体故障包括燃烧器故障（包括燃烧器结构不科学和煤气通道泄露）、内燃式热风炉隔墙出现缝隙、余热回收系统中煤气预热器失效穿洞泄露以及燃烧空燃比（空气与煤气流量比例）不合理等。煤气中co气体含量高可能会导致发生燃烧或鸣爆事故，造成高炉、热风炉无计划长时间休风事故。现有的高炉热风炉工艺技术中暂无热风炉煤气含量异常后的有效检测技术。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种高炉热风炉煤气异常成分诊断方法，它充分利用热风炉煤气与煤气通过介质换热原理，对煤气预热器运行状态进行实验确认；使用专业煤气成分检测设备，对燃烧周期的三个不同阶段进行检测，对热风炉单炉燃烧状态进行确认；从空气、煤气燃烧原理鉴别仪表或热风炉本体设备的运行状态等对热风炉煤气异常成分进行诊断，从而排查出热风炉系统存在的问题，并提出监控重点，采取措施，有效促进热风炉安全运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高炉热风炉煤气异常成分诊断方法，其诊断步骤是：

第一步，在热风炉煤气在线分析仪检测结果持续出现co＞2000ppm异常时，先由仪表专业对检测设备进行确认，并进行人工取样分析煤气成分，对在线分析仪检测结果进行核对；

第二步，对余热回收系统中可能存在的煤气预热器失效穿洞或焊缝爆裂导致煤气泄露，影响煤气成分异常进行实验确认，全开煤气预热器旁通阀，再关煤气预热器前后进出口阀，进行煤气不经过预热器试验；如果此时热风炉煤气在线分析仪检测结果，与之前经过煤气预热器数据对比出现了大幅下降，则可判断煤气预热器出现了失效穿洞或焊缝爆裂导致煤气泄露；如果热风炉煤气在线分析仪检测结果，与之前经过煤气预热器数据对比无明显变化，则可排除煤气预热器运行状态对煤气成分异常的影响；

第三步，使用专业煤气成分检测设备，利用热风炉烟道管上测压孔抽取在线煤气，进行单炉煤气成分检测；分别对热风炉开烧拱顶温度上升期、拱顶温度稳定期和控烧后三个阶段进行检测；全部单个热风炉检测完毕后，即可确认出是单个热风炉存在问题，还是所有热风炉都存在问题；

第四步，手动调整热风炉燃烧空燃比提高残氧控制值实验，对单炉检测出co气体含量异常高的热风炉进行确认；日常残氧控制值范围为0.2～0.5%，手动调整燃烧空燃比，将残氧控制值分别提高至2%、4%，观察煤气在线分析仪检测结果，与之前正常空燃比烧炉状况下数据进行对比，如果出现了大幅下降，则可判断之前的空气、煤气燃烧不成分，检测仪表存在故障；如果热风炉煤气在线分析仪检测结果，与之前正常空燃比烧炉状况下数据对比无明显变化，可确认在空气完全过剩的情况下，有部分煤气未经过燃烧直接通过热风炉本体进入到煤气中；

第五步，热风炉本体设备故障分析和确认，对于内燃式热风炉之前检查到隔墙在燃烧器及以下部位有较大、较多缝隙的，基本为煤气未经充分燃烧，直接穿过隔墙缝隙窜到蓄热室下部再混入到煤气中；对于外燃式热风炉和顶燃式热风炉，大多来自于燃烧器设计不科学或燃烧器孔嘴损坏导致。

本发明的积极效果是：能够推广使用至同行业大、中、小型高炉不同类型热风炉煤气中co气体检测含量持续超出正常范围的热风炉系统上，特别是内燃式热风炉或配置热管预热器的。通过对系统的诊断排查，可准确诊断出热风炉系统中哪个具体环节（煤气预热器、检测仪表、热风炉本体设备）出现异常，并提出监控重点，采取措施，有效促进热风炉安全运行。目前已在某钢铁公司3200m³高炉内燃式热风炉上应用，该诊断方法可以在正常生产中在线进行，对生产影响很小，诊断时间短，精准高，诊断效率高，达到促进热风炉系统安全运行状态目标。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：1-测压孔，2-旁通阀，3-煤气在线分析仪，4-煤气预热器，5-进口阀，6-出口阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种高炉热风炉煤气异常成分诊断方法，其诊断步骤是：

第一步，在热风炉煤气在线分析仪3检测结果持续出现co＞2000ppm异常时，先由仪表专业对检测设备进行确认，并进行人工取样分析煤气成分，对在线分析仪检测结果进行核对；

第二步，对余热回收系统中可能存在的煤气预热器失效穿洞或焊缝爆裂导致煤气泄露，影响煤气成分异常进行实验确认，全开煤气预热器4旁通阀2，再关煤气预热器前后进出口阀（5、6），进行煤气不经过预热器试验；如果此时热风炉煤气在线分析仪3检测结果，与之前经过煤气预热器4数据对比出现了大幅下降，则可判断煤气预热器4出现了失效穿洞或焊缝爆裂导致煤气泄露；如果热风炉煤气在线分析仪3检测结果，与之前经过煤气预热器4数据对比无明显变化，则可排除煤气预热器4运行状态对煤气成分异常的影响；

第三步，使用专业煤气成分检测设备，利用热风炉烟道管上测压孔1抽取在线煤气，进行单炉煤气成分检测；分别对热风炉开烧拱顶温度上升期、拱顶温度稳定期和控烧后三个阶段进行检测；全部单个热风炉检测完毕后，即可确认出是单个热风炉存在问题，还是所有热风炉都存在问题；

第四步，手动调整热风炉燃烧空燃比提高残氧控制值实验，对单炉检测出co气体含量异常高的热风炉进行确认；日常残氧控制值范围为0.2～0.5%，手动调整燃烧空燃比，将残氧控制值分别提高至2%、4%，观察煤气在线分析仪3检测结果，与之前正常空燃比烧炉状况下数据进行对比，如果出现了大幅下降，则可判断之前的空气、煤气燃烧不成分，检测仪表存在故障；如果热风炉煤气在线分析仪3检测结果，与之前正常空燃比烧炉状况下数据对比无明显变化，可确认在空气完全过剩的情况下，有部分煤气未经过燃烧直接通过热风炉本体进入到煤气中；

第五步，热风炉本体设备故障分析和确认，对于内燃式热风炉之前检查到隔墙在燃烧器及以下部位有较大、较多缝隙的，基本为煤气未经充分燃烧，直接穿过隔墙缝隙窜到蓄热室下部再混入到煤气中；对于外燃式热风炉和顶燃式热风炉，大多来自于燃烧器设计不科学或燃烧器孔嘴损坏导致。

本发明能够推广使用至同行业大、中、小型高炉不同类型热风炉煤气中co气体检测含量持续超出正常范围的热风炉系统上，特别是内燃式热风炉或配置热管预热器的。通过对系统的诊断排查，可准确诊断出热风炉系统中哪个具体环节（煤气预热器4、检测仪表、热风炉本体设备）出现异常，并提出监控重点，采取措施，有效促进热风炉安全运行。目前已在宝钢集团韶关钢铁3200m³高炉内燃式热风炉上应用，该诊断方法可以在正常生产中在线进行，对生产影响很小，诊断时间短，精准高，诊断效率高，达到促进热风炉系统安全运行状态目标。