加熱爐的是冶金行業的關鍵設備之一，加熱爐性能的好壞直接影響到產品質量的好壞，而加熱爐燃料是影響加熱爐性能的重要因素，因此根據生產需求合理控制、及時調整加熱爐燃料熱值、壓力、成份、流量等參數是提高加熱爐效率的有效措施。

　　隨著河北省實施《煉焦化學工業大氣污染物超低排放標準》和《鋼鐵工業大氣污染物超低排放標準》，國家環保進入了嚴階段，鋼鐵熱處理領域也面臨了嚴厲挑戰。越來越多的焦爐被關停，焦爐煤氣正成為稀缺資源，沒有焦爐煤氣混合的高爐或轉爐煤氣熱值較低，很難安全燃燒，一直未能在高品質熱處理爐上成功穩定使用。而采用天然氣在很多地區又不具備條件，并且價格昂貴、噸鋼燃氣成本高。加上熱處理爐尾氣環節殘氧含量檢測方案的缺陷和缺失，熱處理環節也經常出現鋼坯發紅，燒損嚴重等問題。

　　為保證軋鋼加熱爐運行，需要綜合考慮燃料種類、預熱溫度和在某一空氣系數下能保證*燃燒的控制操作系統和設備，以達到優良的燃燒效率與合適空燃比。此外，空氣過剩系數過大，會使廢氣量增加，廢氣熱損失增大，燃燒溫度降低；空氣過剩系數過小，就會造成燃料的不*燃燒，浪費燃料。故空燃比例不合理不僅影響加熱爐生產率，而且造成加熱爐單位燃耗的升高。

　　因此，通過在熱處理爐前端對燃氣進行熱值檢測，保證低熱值的高爐、轉爐混合煤氣穩定、安全、加熱；在熱處理爐后端進行尾氣成分及殘氧量變化檢測，優化空燃比，減少燒損，提高能效，節能減排。對實現熱處理環節閉環控制、工藝優化與節能環保具有重大意義。

　　2018年，河北某鋼鐵中板廠熱處理線項目于11月成功點火，該項目選用了四方光電（武漢）儀器有限公司的在線氣體分析系統Gasboard-9031和在線氣體分析系統Gasboard-9050用于在線監測加熱爐前端熱值，與后端尾氣含量與殘氧量變化，幫助實現了加熱爐正火、淬火、回火工藝的穩定生產和污染排放控制。同時該項目成功攻克了低熱值高爐煤氣超低排放加熱技術難題，解決了低熱值煤氣不易點火、燃燒不穩定、爆燃等難題，為鋼鐵企業因國家環保升級缺焦無法保證爐內工藝穩定問題提供了一條有效的解決途徑。

　　方案概述

　　項目采用四方光電（武漢）儀器有限公司在線氣體分析系統Gasboard-9031進行在線監測CO、CO2、H2、O2、CH4等氣體濃度及并自動計算熱值，以此穩定燃氣熱值，降低單位能耗，保證加熱爐生產率。采用在線氣體分析系統Gasboard-9050在線連續監測煙氣中O2、CO、NOx及SO2含量，優化空燃比，防止氧含量過高造成爐內金屬被氧化，減少燒損，控制污染排放。

　　技術方案

　　在線氣體分析系統Gasboard-9031

　　該在線氣體分析系統由預處理單元、控制單元、分析單元三部分組成，測量點設置在加熱爐燃氣輸送管道上。

　　預處理單元：采用不銹鋼電加熱溫控干法取樣探頭+反吹掃技術解決探頭堵塞問題，及電子冷凝器除去樣氣中的粉塵、水分等諸多雜質，為分析儀表提供潔凈樣氣，同時具備可再生能力，保證系統運行穩定。

　　控制單元：采用SIEMENSPLC作為核心控制元件，OMRON中間繼電器作為輸出元件，控制系統自動運行。

　　分析單元：采用銳意自控自主知識產權的在線紅外煤氣分析儀Gasboard-3100，配置NDIR紅外氣體分析、H2熱導傳感器、O2電化學傳感器等核心技術，精度高、響應快、壽命長、穩定性高，可實時快速檢測合成氣中CO、CO2、H2、O2、CH4等多組分濃度，并根據氣體含量自動計算煤氣熱值，為現場工藝調整提供實時依據。

　　主要參數

　　在線氣體分析系統Gasboard-9050

　　該在線氣體分析系統由預處理單元、控制單元、分析單元三部分組成，測量點設置在加熱爐排煙管道上。

　　預處理單元：采用加熱抽取法連續監測氣態污染物，采樣探頭過濾面積大，濾芯更換方便。預處理系統主設備采用進口器件，有效防水、防塵、防腐、防堵，適應惡劣煙道環境。

　　控制單元：采用SIEMENSPLC作為核心控制元件，OMRON中間繼電器作為輸出元件，控制系統自動運行。系統功能豐富，可實現自動取樣、吹掃、校準、故障自診斷、報警等功能。

　　分析單元：采用銳意自控自主知識產權的低量程紅外煙氣分析儀Gasboard-3000Plus，滿足國家環保超低排放標準。可消除煙氣流速、水分冷凝、氣體干擾等因素對檢測結果的影響，準確測量O2、CO、NOx、SO2等氣體含量。

　　主要參數

　　方案價值

　　項目業主根據實時燃氣熱值、尾氣成分監測，進行閉環工藝調節、優化空燃比、控制污染排放。在穩定爐溫，保障生產的基礎上，優化燃燒，優化燃氣利用率，實現了高爐轉爐低熱值混合煤氣，能夠在中厚板軋制這種高品質熱處理爐上的穩健運用。整套設備操作簡單，響應時間快，并通過4~20mA信號輸出，連接其客戶中控平臺，便于業主遠程監測與工藝管控。可以為后續產線進一步優化以及后期自動燒鋼提供可靠的數據支持。

　　該設備熱處理爐于2018年11月成功點火，目前已經實現正火、淬火、回火工藝的穩定生產。其中熱處理爐工作溫度300-980℃，采用低熱值煤氣超低排放型輻射管燒嘴脈沖燃燒，可根據在線分析系統的實時監測數據，建立低熱值煤氣燃燒控制系統及控制策略，通過工藝過程的執行，爐溫控制精度±5℃以內，實現了低熱值煤氣在熱處理爐上的成功穩定應用，為該項目的產品升級提供了可靠基礎。