1. 鋼鐵冶金過程中煙氣在線監測的必要性

1.1 有利于資源再利用，降低企業成本

一般來說，每生產1t粗鋼約需2.1×107kJ的能量，約能產生4.2×106kJ的高爐煤氣、4.2×106kJ的焦爐煤氣及1.0×104kJ的轉爐煤氣，副產煤氣約占鋼鐵企業能源總收入的30%-40%。因此，實現副產煤氣的回收再利用可以極大地降低鋼鐵冶金產業的成本，實現資源的有效利用。而煤氣是否有回收的價值，取決于煤氣中CO等能源氣體的濃度，CO和O2在線監測系統是測量氣體濃度的關鍵。

1.2 保證生產行為的安全性

高爐和焦爐煤氣中的CO濃度較高，它在空氣中的混合爆炸極限為12.5%～74%，只要濃度達到爆炸極限，遇到明火極容易發生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均與其濃度相關，因此必須采用前沿的技術對煤氣中的CO和O2進行實時監測。

1.3 環境保護的需要

目前我國現有20余家年產鋼量400-2000萬噸的鋼鐵聯合企業，其中相當一部分企業高爐煤氣排放量為10-30萬m3/H。按照這樣的排放量來推理可知冶金企業可以嚴重影響周圍數公里的空氣質量，造成大氣污染。嚴重的空氣污染不僅危害著周圍居民的身體健康，同時惡化了生態環境?？傊苯鹌髽I周邊環境的質量的優劣與其排放的CO的濃度關系密切?！?/span>

2. 鋼鐵冶金行業安全生產監測系統建設方案

根據鋼鐵冶金的過程以及實際監測需要，安全生產監測系統建設由3個部分組成，分別為轉爐煤氣監測、高爐煤氣監測和焦爐煤氣監測。

2.1 轉爐煤氣監測

如圖2可見，在回收側盅形閥/分散側盅形閥前布設煙氣在線分析儀，只有當通過CO在線監測系統測得轉爐煤氣中的CO濃度在30%以上時，才打開氣體切換站的回收側盅形閥進入煤氣柜儲存，否則通過分散側盅形閥通過放散塔點火燃燒。在煤氣柜前布設煙氣在線分析儀，只有在線監測系統測分析保證煤氣柜內O2含量不會超標（控制在1%以下）才允許焦煤煤氣進入煤氣柜，否則啟動停止回收，以保證系統的穩定性和安全性。

               圖1 轉爐系統中監測點的布設

2.2 高爐煤氣監測

如圖3所示，根據工藝生產和安全要求，高爐煤氣監測系統點位布設分為以下幾個部分：

（1）監測點1：高爐煤氣分析，CO和CO2，控制高爐爐況和回收能源氣；

（2）監測點2：分析熱風爐煙氣中O2，監控熱風爐燃燒狀態和優化燃燒效率；

（3）監測點3、4：分別為磨機入口和布袋出口，監測O2是否超限，起安全檢測和控制作用；

（4）監測點5：監控煤粉倉內CO是否超限，避免煤粉倉內煤粉自燃。

                       圖2 高爐系統中監測點的布設

2.3 焦爐煤氣監測

如圖4所示，根據工藝生產和安全要求，焦爐煤氣監測系統點位布設位于電捕捉器中，分析控制電捕焦油器中的O2，防止煤氣與O2混合達到一定比例爆炸。

                        圖4 焦爐系統中監測點的布設

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一氧化碳傳感器CO-AF主要性能參數如下：

測試范圍：0-5000ppm

靈敏度：55-90nA/ppm

高分辨率：0.5ppm

T90響應時間：<25s< span="">

工作環境：-30~50℃,10~90%RH

氧氣傳感器O2-A2主要性能參數如下：

測試范圍：0-30%

靈敏度：80-120uA（20.9%O2）

高分辨率：0.1%

T90響應時間：<15s< span="">

工作環境：-30~50℃,10~90%RH