專利名稱：煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法及其實現(xiàn)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煉焦工業(yè)生產過程中的自動檢測技術，特別是一種用于檢測煉焦爐中燃燒廢氣的橫向含氧量的檢測方法及實現(xiàn)該檢測方法的裝置。
背景技術：
煉焦工業(yè)生產過程，從工序上可分為備煤、焦爐、化產三個階段。其中，焦爐的生產過程具有非線性、強干擾、大滯后的特點，導致一些新的自動控制方法無法運用，可以說，檢測技術落后阻礙了煉焦工業(yè)自動化水平的提高。在煉焦爐的生產過程控制中，首先要保證燃燒室的溫度，其次要降低能耗。保證燃燒室的溫度即是控制通入燃燒室的煤氣流量和空氣流量并使煤氣充分燃燒，而降低能耗即是優(yōu)化煤氣流量和空氣流量?，F(xiàn)在，行業(yè)內普遍使用煤氣燃燒完后的廢氣中的含氧量來衡量燃燒是否充分，判斷參與燃燒的煤氣和空氣的配比是否合適。
在煉焦爐的生產過程中，需要對每個換向周期的燃燒廢氣含氧量進行實時檢測，以便判斷燃燒狀況的好壞從而對煤氣流量和空氣流量進行調節(jié)。現(xiàn)在， 一種最普遍的檢測煉焦爐燃燒廢氣含氧量的方法是在機側、焦側分煙道處分別安裝一臺氧化鋯氧量分析儀用以實時檢測分煙道中的廢氣含氧量。由于這種方法在一座煉焦爐中僅使用兩臺氧化鋯氧量分析儀，所以投資成本較低。
然而， 一座煉焦爐包括多個燃燒室，煤氣和空氣在燃燒室燃燒變成高溫廢氣，依次經蓄熱室、分煙道到達煙囪，最終排到大氣中。從多個蓄熱室出來的燃燒廢氣均到達分煙道并在這里混和，所以，在分煙道中安裝氧化鋯氧量分析儀所檢測到的是各燃燒室燃燒廢氣混和后的含氧量，即全部燃燒廢氣含氧量的平均值，這種方法不能獲得各燃燒室廢氣含氧量。而在實際生產中正是參考機側、焦側分煙道含氧量的高低，來調節(jié)煤氣流量和空氣流量的配比，從這個層面上來說，此時對煤氣流量和空氣流量的調節(jié)完成的是一種縱向調節(jié)，即對進入全部燃燒室的煤氣和空氣量的整體加或減。這里把分煙道中的燃燒廢氣含氧量檢測稱作縱向檢測，而把各燃燒室中燃燒廢氣含氧量檢測稱作橫向檢測。然而， 一座煉焦爐的各個燃燒室的工況差異較大，即使在相鄰的燃燒室中通入相同流量的煤氣和空氣也不能保證產生相同的燃燒狀況和燃燒溫度。所以，僅僅根據分煙道廢氣含氧量來判斷整個煉焦爐的燃燒狀況并調節(jié)煤氣流量和空氣流量是不充分的，雖然能使得分煙道廢氣含氧量處在正常范圍內，但整個煉焦爐的燃燒狀況可能很差，此時各個燃燒室的燃燒狀況參差不齊，有的燃燒室燃燒過剩，有的燃燒室燃燒不足，這就造成了能量的損失。
為了克服這個缺陷，作為燃燒廢氣含氧量檢測手段的補充，煉焦行業(yè)中還普遍設置了一個化驗員崗位，使用奧氏氣體分析儀人工檢測各燃燒室的廢氣含氧量。雖然設置的化驗員崗位可對各燃燒室廢氣含氧量人工測量，然而，這種人工檢測方法一天之內只能檢測一個燃燒室的廢氣含氧量，對于一座42孔的煉焦爐來說，檢測完所有燃燒室就需要一個半月的時間。這種人工檢測方法不僅檢測精度低，而且檢測周期長，對煉焦爐的生產控制沒有太大作用。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷或不足，提供一種煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，能夠檢測煉焦爐的各燃燒室中的廢氣含氧量，實現(xiàn)整個煉焦爐的蓄熱室廢氣含氧量的橫向檢測，本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該檢測方法的裝置。
本發(fā)明的技術方案如下
一種煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣及含氧量分析。
所述取樣是將一個取樣管插入某空氣蓄熱室小煙道的測溫孔來取樣該蓄熱室中的燃燒廢氣。
所述含氧量分析是將取樣后的廢氣通過氧化鋯氧量分析儀檢測含氧量。取樣后的燃燒廢氣均連接至一真空總管，并用一個三通管分別連接真空總管、氧化鋯
氧量分析儀和真空發(fā)生器，采用真空發(fā)生器產生負壓，把取樣后的燃燒廢氣抽出來并流經
真空總管和三通管，到達氧化鋯氧量分析儀進行含氧量分析。
由工業(yè)控制器自動打開和關閉在各取樣管上安裝的取樣管電磁閥，完成燃燒廢氣的自
動取樣。
將檢測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣的含氧量進行壓力、溫度補償計算使其換算為標準狀況下的含氧量。
由工業(yè)控制器自動讀取和存儲由氧化鋯氧量分析儀檢測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣含氧量數據，并將該燃燒廢氣含氧量數據輸送至顯示設備，由顯示設備生成顯示各蓄熱室燃燒廢氣含氧量及其統(tǒng)計信息的柱狀圖，所述統(tǒng)計信息包括均值和方差。
一種實現(xiàn)所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，其特征在于，包括若干個取樣管及取樣管電磁闊、還包括真空總管、三通管、氧化鋯氧量分析儀、真空發(fā)生器、壓縮空氣電磁閥和工業(yè)控制器，所述各取樣管的一端分別與各空氣蓄熱室小煙道的測溫孔相連通，各取樣管的另一端均通過取樣管電磁閥與真空總管相連，所述真空總管與三通管的一端相連，所述三通管的另外兩端分別連接氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯探頭和真空發(fā)生器的真空口 ，所述真空發(fā)生器的氣源口的氣源管上設置有壓縮空氣電磁閥，所述取樣管電磁陶、壓縮空氣電磁閥、氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯轉換器均連接工業(yè)控制器。
在三通管處還設置有絕對壓力傳感器和溫度變送器，絕對壓力傳感器和溫度變送器均連接工業(yè)控制器，所述絕對壓力傳感器檢測三通管內的燃燒廢氣的實時絕對壓力，所述溫度變送器檢測三通管內的實時溫度。
所述真空總管采用夾套管結構。
所述取樣管的一端與空氣蓄熱室小煙道的測溫孔的連通處套有錐形鑄鐵塞。本發(fā)明的技術效果如下
本發(fā)明提供的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法是在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣及含氧量分析，該方法能夠檢測煉焦爐的各燃燒室中的廢氣含氧量，實現(xiàn)整個煉焦爐的蓄熱室廢氣含氧量的橫向檢測，消除了現(xiàn)有縱向檢測中只能通過得到的全部燃燒廢氣含氧量的平均值來縱向調節(jié)煤氣流量和空氣流量的弊端，能夠依據檢測到的各燃燒室的廢氣含氧量而單獨調節(jié)各燃燒室的煤氣流量和空氣流量，使得分散的多點測量問題簡化為集中的一點測量，同時能夠控制何時對哪個蓄熱室的燃燒廢氣取樣、含氧量分析。
在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣，所述的取樣是將一個取樣管插入某空氣蓄熱室小煙道的測溫孔來取樣該蓄熱室中的燃燒廢氣。將空氣蓄熱室小煙道作為取樣點，而沒有將取樣管設置在各個燃燒室頂部，即在爐頂區(qū)安裝取樣管，雖然在爐頂區(qū)取樣更直接，但爐頂區(qū)環(huán)境惡劣、廢氣溫度高、有礙爐頂區(qū)生產操作，所以取樣點選擇在了廢氣溫度更低、環(huán)境更好的空氣蓄熱室小煙道處。
取樣后的燃燒廢氣均連接至一真空總管，并用一個三通管分別連接真空總管、氧化鋯氧量分析儀和真空發(fā)生器，采用真空發(fā)生器產生負壓，把取樣后的燃燒廢氣抽出來并流經真空總管和三通管，到達氧化鋯氧量分析儀進行含氧量分析。這樣各蓄熱室中的燃燒廢氣能夠被抽出來并向真空發(fā)生器流動，經過三通管時由氧化鋯氧量分析儀進行含氧量分析，這樣只需一臺氧化鋯氧量分析儀就能依次完成各蓄熱室中燃燒廢氣的檢測，結構合理，降低了設備投資成本、運行成本和維護成本。
本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)該煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，該裝置中的各取樣管的一端分別與各空氣蓄熱室小煙道的測溫孔相連通，各取樣管的另一端均通過取樣管電磁閥與真空總管相連，真空總管與三通管的一端相連，三通管的另外兩端分別連接氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯探頭和真空發(fā)生器的真空口，真空發(fā)生器的氣源口的氣源管上設置有壓縮空氣電磁閥，真空發(fā)生器作為動力元件，利用壓縮空氣提供動能在管路中產生一個負壓，因真空發(fā)生器、三通管、真空總管以及取樣管組成了密閉的空間，可將真空總管和該取樣管中的廢氣抽出來，當壓縮空氣電磁閥和某取樣管電磁閥打開時，能夠把空氣蓄熱室小煙道中的燃燒廢氣抽出來，形成連續(xù)、穩(wěn)定的氣流，最終流經氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯探頭，該氧化鋯探頭可檢測該燃燒廢氣中所含氧的濃度，并通過氧化鋯轉換器將該含氧濃度轉換成標準信號送給工業(yè)控制器。設置各取樣管的一端分別與各空氣蓄熱室小煙道的測溫孔相連通，將空氣蓄熱室小煙道作為取樣
點，而沒有將取樣管設置在各個燃燒室頂部，即在爐頂區(qū)安裝取樣管，雖然在爐頂區(qū)取樣更直接，但爐頂區(qū)環(huán)境惡劣、廢氣溫度高、有礙爐頂區(qū)生產操作，所以取樣點選擇在了廢氣溫度更低、環(huán)境更好的空氣蓄熱室小煙道處。該裝置能夠檢測煉焦爐的各燃燒室中的廢氣含氧量，實現(xiàn)整個煉焦爐的蓄熱室廢氣含氧量的橫向檢測，能夠依據檢測到的各燃燒室的廢氣含氧量單獨調節(jié)各燃燒室的煤氣流量和空氣流量，同時本裝置在完成橫向檢測后，還能夠通過對各蓄熱室廢氣含氧量檢測值取平均值實現(xiàn)縱向檢測，而無需在機側、焦側分煙道處分別安裝一臺氧化鋯氧量分析儀，能保證很低的運行成本和維護量。此外，通過工業(yè)控制器控制取樣管電磁閥和壓縮空氣電磁閥的開啟與關閉，使得該裝置能夠自動運行，完成自動在線檢測，能夠顯示實時含氧量數據，也可對這些數據進行進一步分析。
在三通管處還設置有絕對壓力傳感器和溫度變送器，絕對壓力傳感器檢測三通管內所抽出的燃燒廢氣的實時絕對壓力，溫度變送器檢測三通管內的實時溫度。燃燒廢氣中的含氧量與其密度成正比，而密度又與燃燒廢氣的絕對壓力成正比，與溫度成反比，工業(yè)控制器通過記錄各蓄熱室的燃燒廢氣的含氧量數值，并讀取來自絕對壓力傳感器的實時絕對壓力信號，和溫度變送器的實時溫度信號對廢氣含氧量進行補償計算，使得檢測出的各蓄熱室燃燒廢氣含氧量均被換算到標準狀況下的含氧量。
為了避免從空氣蓄熱室小煙道抽出的廢氣溫度在流動過程中不致降低過多，真空總管采用了夾套管結構，從取樣管抽出的燃燒廢氣在夾套管的內管流動，而用于加熱的水蒸汽在夾套管的套管流動，使得燃燒廢氣在流動過程中仍保證一定的溫度，避免了燃燒廢氣中的水分和焦油等因溫度降低而冷凝和析出。
圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置的結構框圖；圖2為本發(fā)明另一種優(yōu)選的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置的結構框圖；圖3為圖1所示的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置檢測到的燃燒廢氣含氧量的橫向數據。
圖中各標號列示如下
1、取樣管，2、取樣管電磁閥，3、真空總管，4、三通管，5、真空發(fā)生器，6、氧化鋯探頭，7、氧化鋯轉換器，8、壓縮空氣電磁閥，9、 PLC控制器，10、空氣蓄熱室小煙道，11、絕對壓力傳感器，12、溫度變送器，13、燃燒室，14、煤氣蓄熱室，15、空氣蓄熱室，16、壓縮空氣，17、疏水閥，18、計算機。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法是在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣及含氧量分析。其取樣和含氧量分析可以選擇為將一個取樣管插入某空氣蓄熱室小煙道的測溫孔來取樣該蓄熱室中的燃燒廢氣，由工業(yè)控制器自動打開和關閉在各取樣管上安裝的取樣管電磁閥，完成燃燒廢氣的自動取樣，取樣后的燃燒廢氣均連接至一真空總管，并用一個三通管分別連接真空總管、氧化鋯氧量分析儀和真空發(fā)生器，采用真空發(fā)生器產生負壓，把取樣后的燃燒廢氣抽出來并流經真空總管和三通管，到達氧化鋯氧量分析儀進行含氧量分析，再將檢測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣的含氧量進行壓力、溫度補償計算使其換算為標準狀況下的含氧量，然后由工業(yè)控制器自動讀取和存儲由氧化鋯氧量分析儀檢測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣含氧量數據，并將該燃燒廢氣含氧量數據輸送至顯示設備，由顯示設備生成顯示各蓄熱室燃燒廢氣含氧量及其統(tǒng)計信息的柱狀圖，所述統(tǒng)計信息包括均值和方差。該方法能夠實現(xiàn)整個煉焦爐的蓄熱室廢氣含氧量的橫向檢測，由于縱向檢測是橫向檢測功能的延伸，通過對各蓄熱室廢氣含氧量檢測值取平均值就能實現(xiàn)縱向檢測，有了這個縱向檢測功能，就可以取消機側、焦側分煙道處的兩臺氧化鋯氧量分析儀，使得煉焦爐加熱的縱向調節(jié)得以繼續(xù)工作，還可降低額外的投資。
本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法的裝置，即煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，下面結合附圖對本發(fā)明的該裝置以及檢測方法進行說明。
該實施例中煉焦爐為42孔煉焦爐，具有43個燃燒室和44個蓄熱室，每個蓄熱室均包括煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室兩部分，圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置的結構框圖，該裝置包括44個取樣管1及44個相應的取樣管電磁閥2、還包括真空總管3、三通管4、氧化鋯氧量分析儀、真空發(fā)生器5、壓縮空氣電磁閥8、工業(yè)控制器、絕對壓力傳感器ll、溫度變送器12，其中氧化鋯氧量分析儀包括氧化鋯探頭6和氧化 鋯轉換器7，工業(yè)控制器選擇PLC控制器9，各取樣管1的一端分別與各空氣蓄熱室小煙道 10的測溫孔相連通，各取樣管1的另一端均通過取樣管電磁閥2與真空總管3相連，真空 總管3與三通管4的一端相連，三通管可以為碳鋼三通管，該三通管4的另外兩端分別連 接氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯探頭6和真空發(fā)生器5的真空口，真空發(fā)生器5的排氣口通 過管道排放至分煙道，真空發(fā)生器5的氣源口的氣源管上設置有壓縮空氣電磁閥8，通過該 壓縮空氣電磁閥8與外供的壓縮空氣16相通，取樣管電磁閥2、壓縮空氣電磁閥8、氧化 鋯氧量分析儀的氧化鋯轉換器7均連接PLC控制器9，在三通管4處還設置有絕對壓力傳 感器11和溫度變送器12，絕對壓力傳感器11和溫度變送器12均連接PLC控制器9，絕對 壓力傳感器11檢測三通管4內的燃燒廢氣的實時絕對壓力，溫度變送器12檢測三通管4 內的實時溫度。
為了避免從空氣蓄熱室小煙道抽出的廢氣溫度在流動過程中不致降低過多，真空總管3 采用了夾套管結構，夾套管的結構是內管走工藝介質，外管套在內管上，內管和外管之間 有一定的空間用來走提供熱量的流體，即內管走廢氣，套管走水蒸汽，水蒸汽在夾套管的 套管一端進入，從另一端排出，水蒸汽在夾套管上的出口處安裝有疏水閥17，疏水閥可自 動打開、關閉，以排出疏水閥中閥腔內的冷凝水，使得夾套管的套管中的水蒸氣保持流動 狀態(tài)，這樣，既能保證夾套管的溫度又能減少水蒸汽的直接排放帶來的損失。從取樣管抽 出的燃燒廢氣在內管流動，而用于保溫的水蒸汽在套管流動，使得燃燒廢氣在流動過程中 仍保證一定的溫度，避免了燃燒廢氣中的水分和焦油等因溫度降低而冷凝和析出。
由于蓄熱室中的溫度在IOO(TC以上，為保證取樣管1與空氣蓄熱室小煙道10的安全性 和密閉性，可設置該取樣管l為耐高溫取樣管，其管徑與空氣蓄熱室小煙道10的測溫孔匹 配，并在取樣管1與空氣蓄熱室小煙道10的測溫孔的連通處套有錐形鑄鐵塞，該鑄鐵塞可 耐高溫、密封性好。同時為提高對蓄熱室中的廢氣取樣的效率，可將取樣管1通過空氣蓄 熱室小煙道10的測溫孔至少插入到空氣蓄熱室的中部。
標號13為燃燒室，其中的1#、 2#......分別代表1號燃燒室、2號燃燒室......；蓄熱室
中的1#、 2#......分別代表1號蓄熱室、2號蓄熱室......，每個蓄熱室包括煤氣蓄熱室14和
空氣蓄熱室15，當前時刻，假設煉焦爐的單號蓄熱室是下降氣流，即1號燃燒室的雙號立 火道有燃燒廢氣下降，1號燃燒室的單號立火道有煤氣燃燒上升，2號燃燒室的雙號立火道 有煤氣燃燒上升，2號燃燒室的單號立火道有燃燒廢氣下降，3號燃燒室的雙號立火道有燃 燒廢氣下降，3號燃燒室的單號立火道又煤氣燃燒上升，依次類推，則與本檢測裝置相連的 44個蓄熱室中的單號蓄熱室，即1號、3號、5號等蓄熱室是下降氣流，本裝置將依次自動檢測1號、3號、5號等蓄熱室的廢氣含氧量。
空氣蓄熱室小煙道10中的燃燒廢氣來自與當前蓄熱室同號的燃燒室和前一個號的燃燒 室的燃燒廢氣，如2號空氣蓄熱室小煙道中的燃燒廢氣來自2號燃燒室和1號燃燒室的燃 燒廢氣。如果在當次交換周期內檢測到燃燒廢氣含氧量異常，說明當前蓄熱室上部的兩個 燃燒室的其中一個或兩個其廢氣含氧量異常，此時，可根據在下一個換向周期內檢測到的 相鄰兩個蓄熱室的燃燒廢氣含氧量是否異常來判斷出是哪個燃燒室的燃燒廢氣含氧量出現(xiàn) 了異常。檢測精度、實時性大大提高。
單號蓄熱室下降的交換信號發(fā)出6分鐘后，PLC控制器9提前1分鐘打開壓縮空氣電 磁閥8，壓縮空氣16到達真空發(fā)生器5，即可在三通管4、真空總管3中產生負壓，此時， PLC控制器9首先把控制1號蓄熱室的燃燒廢氣的取樣管電磁閥打開，該取樣管電磁閥標 記為取樣管電磁閥0S1，其他電磁閥都是關閉的，則與真空總管3相連接的取樣管1中也 產生了負壓，接著1號空氣蓄熱室小煙道10中的燃燒廢氣被抽出并依次經取樣管1、取樣 管電磁陶2、真空總管3，到達三通管4，在這里燃燒廢氣流經氧化鋯探頭6，氧化鋯探頭6 可檢測出燃燒廢氣中的所含氧的濃度，并經氧化鋯轉換器7轉換成標準4 20mA信號，傳 送給PLC控制器9，當含氧量信號穩(wěn)定時，PLC控制器9可記錄下此時1號蓄熱室中的廢 氣含氧量數值，并讀取來自絕對壓力傳感器11的實時絕對壓力信號，和溫度變送器12的 實時溫度信號對廢氣含氧量進行補償計算。接著關閉該取樣管電磁閥0S1，從取樣管電磁 閥0S1打開到關閉，這個時間段稱作蓄熱室廢氣檢測時間，從距離上計算，與三通管距離 最近的蓄熱室檢測時間是最短的，與三通管距離最遠的蓄熱室的檢測時間是最長的。接下 來，PLC控制器9打開控制3號蓄熱室的燃燒廢氣的取樣管電磁閥，該取樣管電磁閥標記 為取樣管電磁閥0S3，其他電磁閥仍是關閉的，而壓縮空氣16—直通入真空發(fā)生器5，此 時3號空氣蓄熱室小煙道中的燃燒廢氣也被抽出來并在管路中流動到達三通管4，此時PLC 控制器9讀取道由氧化鋯氧量分析儀(氧化鋯探頭6和氧化鋯轉換器7)傳送來的3號蓄熱 室空氣側小煙道中的燃燒廢氣的含氧量，待信號穩(wěn)定時記錄下此時的含氧量數值，并結合 三通管4處的廢氣壓力、溫度進行補償計算，接著再關閉取樣管電磁閥OS3。依次類推， 其余的單號蓄熱室的廢氣含氧量可被一一檢測并存儲起來，PLC控制器9可以與計算機18 組成PLC控制系統(tǒng)，最終可形成整個煉焦爐當前所有下降氣流蓄熱室燃燒廢氣含氧量的橫 向數據——以柱狀圖表不，如圖3所不。該柱狀圖可以直接顯示在計算機18上。由PLC控 制系統(tǒng)自動打開、關閉在取樣管上安裝的取樣管電磁閥，完成燃燒廢氣的取樣過程，PLC 控制系統(tǒng)自動讀取、存儲由氧化鋯氧量分析儀傳送來的燃燒廢氣含氧量數據，生成一個柱 狀圖用于表示各蓄熱室燃燒廢氣含氧量，同時在柱狀圖上顯示含氧量的統(tǒng)計信息，如均值、方差等。圖3所示的橫軸表示蓄熱室號，縱軸表示含氧量，該實施例得出的均值為3.94%， 方差為0.58。當所有單號蓄熱室檢測完畢后，延時1分鐘，壓縮空氣電磁閥8關閉。本裝 置可在一個換向周期內，自動對各個處在下降氣流的蓄熱室廢氣含氧量進行分析，并生成 一個包含各蓄熱室的含氧量柱狀圖。
待下一個交換來臨時，即煉焦爐的雙號蓄熱室是下降氣流時，將重復上述動作，對2 號、4號、6號等雙號蓄熱室的廢氣含氧量進行檢測。
在實現(xiàn)該煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法的裝置中，取樣管1及相應取樣管電 磁闊2的個數可以增減，如圖2所示的本發(fā)明另一種優(yōu)選的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量 檢測裝置的結構框圖，該實施例的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置包括22個取樣管 l及22個相應的取樣管電磁閥2，這樣對于一座42孔的煉焦爐，若在機側、焦側均安裝該 檢測裝置，安裝四套即可；而如1所示的檢測裝置由于包括44個取樣管1及44個相應的 取樣管電磁閥2，若在一座42孔的煉焦爐的機側、焦側均安裝該檢測裝置，安裝兩套即可。 此外，煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置中的三通管4與真空總管3連接的位置可以 不同，圖1所示的檢測裝置的三通管4與真空總管3的中部相連，此時22號和23號蓄熱 室距離氧化鋯探頭最短，該蓄熱室的燃燒廢氣含氧量檢測時間也最短，而兩端的1號蓄熱 室以及44號蓄熱室距離氧化鋯探頭最長，這兩個蓄熱室的燃燒廢氣含氧量檢測時間也相對 長；圖2所示的檢測裝置的三通管4與真空總管3的一端相連，此時1號蓄熱室距離氧化 鋯探頭最短，該蓄熱室的燃燒廢氣含氧量檢測時間也最短，而另一端的22號蓄熱室距離氧 化鋯探頭最長，該蓄熱室的燃燒廢氣含氧量檢測時間也最長。
取樣管主動取樣設計使得分散的多點測量問題簡化為集中的一點測量，同時能夠控制 何時對哪個蓄熱室廢氣取樣、分析。單個蓄熱室廢氣檢測時間為取樣管電磁閬2打開到關 閉之間的時間間隔，由3部分構成①管路中殘留廢氣抽空時間②新廢氣氣流穩(wěn)定時間③ 氧化鋯穩(wěn)定時間，廢氣取樣點距離氧化鋯探頭的距離越長，①和②所占時間越長。如圖2 所示的檢測裝置連接了22個取樣點22號蓄熱室距離氧化鋯探頭最長，該蓄熱室的燃燒廢 氣被取樣后流經真空總管的距離為27米，而22號蓄熱室的廢氣含氧量檢測時間為40秒； l號蓄熱室距離氧化鋯探頭最短，該蓄熱室的燃燒廢氣被取樣后流經真空總管的距離為2米， 而1號蓄熱室的廢氣含氧量檢測時間為20秒。在一個換向周期內只有11個蓄熱室處在下 降氣流中是需要檢測廢氣含氧量的，則總的檢測時間為5.5分鐘，本裝置是在換向后6分鐘 開始檢測廢氣含氧量的，而煉焦爐的換向時間為20分鐘或30分鐘，g卩，煉焦爐中所有呈 下降氣流的蓄熱室廢氣含氧量檢測過程在下一個交換來臨之前就結束了，不受換向周期變 化的影響。對一座42孔的煉焦爐只需安裝四套帶22個取樣點的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置即可，此時煉焦爐中所有呈下降氣流的蓄熱室廢氣含氧量檢測過程所需的時 間還是5.5分鐘。燃燒廢氣中的含氧量與其密度成正比，而密度又與燃燒廢氣的絕對壓力成 正比，與溫度成反比，據此，可實時檢測所抽出的燃燒廢氣在三通管4處的實時絕對壓力 實時溫度！\，實時含氧量Q，經補償計算，得到大氣壓力Po和標準溫度To下的含氧 量Co，如下<formula>formula see original document page 12</formula>
除此之外，在交換時刻的大約IO分鐘內，沒有取樣工作，這時可關閉壓縮空氣，以降 低壓縮空氣消耗量。
應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造， 但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已 進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或 者等同替換，總之， 一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當中。
權利要求
1、一種煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣及含氧量分析。
2、 根據權利要求1所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，所述取樣是將一個取樣管插入某空氣蓄熱室小煙道的測溫孔來取樣該蓄熱室中的燃燒廢氣。
3、 根據權利要求l所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，所述 含氧量分析是將取樣后的廢氣通過氧化鋯氧量分析儀檢測含氧量。
4、 根據權利要求3所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，取樣 后的燃燒廢氣均連接至一真空總管，并用一個三通管分別連接真空總管、氧化鋯氧量分析 儀和真空發(fā)生器，采用真空發(fā)生器產生負壓，把取樣后的燃燒廢氣抽出來并流經真空總管 和三通管，到達氧化鋯氧量分析儀進行含氧量分析。
5、 根據權利要求2所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，由工 業(yè)控制器自動打開和關閉在各取樣管上安裝的取樣管電磁閥，完成燃燒廢氣的自動取樣。
6、 根據權利要求1所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于，將檢 測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣的含氧量進行壓力、溫度補償計算使其換算為標準狀況下的 含氧量。
7、 根據權利要求3或4所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法，其特征在于， 由工業(yè)控制器自動讀取和存儲由氧化鋯氧量分析儀檢測到的各蓄熱室中的燃燒廢氣含氧量 數據，并將該燃燒廢氣含氧量數據輸送至顯示設備，由顯示設備生成顯示各蓄熱室燃燒廢 氣含氧量及其統(tǒng)計信息的柱狀圖，所述統(tǒng)計信息包括均值和方差。
8、 一種實現(xiàn)權利要求l-7之一所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法的煉焦爐 燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，其特征在于，包括若干個取樣管及取樣管電磁閥、還包 括真空總管、三通管、氧化鋯氧量分析儀、真空發(fā)生器、壓縮空氣電磁閥和工業(yè)控制器， 所述各取樣管的一端分別與各空氣蓄熱室小煙道的測溫孔相連通，各取樣管的另一端均通 過取樣管電磁閥與真空總管相連，所述真空總管與三通管的一端相連，所述三通管的另外 兩端分別連接氧化鋯氧量分析儀的氧化鋯探頭和真空發(fā)生器的真空口 ，所述真空發(fā)生器的 氣源口的氣源管上設置有壓縮空氣電磁閥，所述取樣管電磁閥、壓縮空氣電磁閥、氧化鋯 氧量分析儀的氧化鋯轉換器均連接工業(yè)控制器。
9、 根據權利要求8所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，其特征在于，在三 通管處還設置有絕對壓力傳感器和溫度變送器，絕對壓力傳感器和溫度變送器均連接工業(yè) 控制器，所述絕對壓力傳感器檢測三通管內的燃燒廢氣的實時絕對壓力，所述溫度變送器檢測三通管內的實時溫度。
10、 根據權利要求8或9所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，其特征在于，所述真空總管采用夾套管結構。
11、 根據權利要求8或9所述的煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測裝置，其特征在于，所述取樣管的一端與空氣蓄熱室小煙道的測溫孔的連通處套有錐形鑄鐵塞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉焦爐燃燒廢氣的橫向含氧量檢測方法及其實現(xiàn)裝置，該方法是在煉焦爐的一個換向周期內對呈下降氣流的各蓄熱室中的燃燒廢氣分別進行取樣及含氧量分析。該方法能夠檢測煉焦爐的各燃燒室中的廢氣含氧量，實現(xiàn)整個煉焦爐的蓄熱室廢氣含氧量的橫向檢測，又能通過對各蓄熱室廢氣含氧量檢測值取平均值實現(xiàn)縱向檢測，能保證很低的運行成本和維護量。
文檔編號G05B19/048GK101526495SQ20091008190
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權日2009年4月7日
發(fā)明者楊洪仁 申請人:北京三博中自科技有限公司