1 前言
干熄焦技术具有提高焦炭质量、减少环境污染、回收红焦热能三大优点，是国家重点支持和推广的一项新型节能环保技术。在莱钢焦化厂l#、2#干熄焦投入运行的基础上，3 #干熄焦也于2008 年11 月实现了对干熄焦的集中监视和精确控制。
干法熄焦主要有三个物流：焦炭、水(液态、汽态)、循环气体。循环气体是热能传输的载体，通过熄焦槽将红焦的热能带走，通过余热锅炉将热交换给水，使水变成蒸汽。干熄焦系统循环气体的主要成分有：H2( 0~10%)、CO( 0~20%)、CO2( 0~20%)、O2 (0~5%)、N2(平衡)。可以看出循环气体中含有较多易燃易爆气体( H2、CO ) , O2是助燃气体，它们的含量多少不仅影响红焦的熄灭，而且一旦达到爆炸临界点，将直接影响到安全生产。因此，保证循环气体分析装置的正常运行是保证干熄炉安全生产的关键。
2 干熄焦循环气体分析装置
工艺安装示意图如图1 所示
通常干熄焦气体分析的采样点设置在循环风机出口(如图1 所示)。采样点处循环气体的温度约为180 ℃ 一260 ℃ ，压力为600mmH2O ，粉尘含量为100 mg / m3。在采样点，莱钢1 # ，罗干熄焦循环气体分析仪设计预处理系统采用蒸汽射流器，取代了取样泵。当与蒸汽混合的样气进入样气预处理柜内时，先与冷却用的除盐水混合，冷却水一方面使混合样气中的蒸汽冷凝成水排出，另一方面把样气中的灰尘等固体颗粒洗下由排污排凝管排出。完成气液分离后，干净的被测样气经空气冷却器，用压缩空气冷却至10 ℃~15℃ ，最后通过过滤器后分三路分别进入H2表、O2表、CO 和CO2表中进行气体分析。
3 故障分析
通过莱钢焦化厂l #干熄焦投产三年与罗干熄焦投产两年来的运行砚察与分析，循环气体分析装置常遇到的故障主要有：
3 . 1 循环气体组分含量有测量误差，常见原因有以下几点
3.1.1 气路的问题
气路故障是分析仪中出现最多的问题，该分析仪气路复杂且又分零气、量程气引射蒸汽、吹扫压缩空气等，各气路之间或关联或隔绝，要求非常严格，运行中由气路引起的故障不少，常见有样气流量计、过滤器、管线的堵塞或泄漏，引起仪表指示值与实际值(工艺情况结合手动分析值)相差很远。堵塞时气路不通，测量非循环气体，肯定不准确。样气流量计堵塞，是流量计中的小滚珠与管壁上有粉尘颗粒粘连，没有间隙让样气通过。气路有泄漏时，由于测量状态下系统呈负压而使外界空气进入，因空气中氧的体积分数高(20.6%)而使仪表测量值偏高，甚至仪表会出现20.6%的指示，严重偏离实际值，若操作工根据它操作，会造成严重后果。
3.1.2 隔离器无输出或采样探头坏
中控室电脑上显示的组分含量，停留在某一固定的数值、无变化，与现场仪器不对应时，可用万用表测量隔离器，有输入，无4~20mA.DC 信号输出，说明隔离器坏了。或采样探头坏，仪器面板有图表提示，含量也会显示不正常。
3 . 2 循环气体组分含量异常波动，原因有以下几点
3 .2.1 循环气体取样点选择不当
取样点选择处粉尘较多，取样管内还有管壁附着的腐蚀残渣，连续流动会使样气中的粉尘等杂质附着在取样管壁及接头处，增加取样管中阻力，从而影响分析结果稳定性，时间一长，还易使取样口堵塞。
3. 2.2 管线系统有轻微泄漏
气体中微量氧的测量是气体分析中碰到的最难分析的问题之一，经验证明，测量装置任何微小泄漏都存在着从大气中进入氧的危险，就会形成大气氧和采样气体氧间一个很大的分压差，从而引起扩散现象，影响气体分析效果。
3. 2.3 样品流量计中有少量冷凝水
连续流动的样品气中带水，流量计中的小滚珠随气流大小产生上下滚动现象，影响仪表分析值的稳定性。
3 .2.4 工艺方面的原因
在控制循环气体成分时，导入的一定压力的空气或氮气及焦炭残余挥发份的析出，可引起系统循环气体量的增加，须打开风机后放散阀调整，波动在所难免。
通过总结，分析诸多故障因素，大多数故障基本上都是由于样品气达不到标准所引起，说明分析仪系统预处理装置处理效果不太理想，故障率高，维护量大，而且处理故障时要停运分析仪，处理后投运，影响了干熄焦正常生产。另外必须对系统进行泄漏测试和标定，耗费标气，经过多次研究和实验，我们对循环气体的取样装置进行了改进，取得了明显效果。
间后，透过率会降低，粉尘附着其上直至堵塞，所以要经常更换因此，我们在软管两侧增加一级、二级两次过滤装置，这样经过初步处理的样气就会比较干净，大大减少了杂质进入分析仪系统的机会，并延长了纸质过滤器的使用寿命。
根据现场工艺情况分析气体分析仪样气取压口基本维持正压，与工艺协商后将蒸汽引射装置停用，减少了蒸汽引射冷凝水与样气杂质混合造成管道堵塞的几率。
再次，冬天温度较低，联系现场操作人员在气体分析仪柜体内增设有效的伴热措施，水洗罐则不易结冰，可以保证气体流通。
4 改进措施
首先取消原设计的样气导压管而用软管代替，可以减小堵塞几率且当发生由堵塞引起的故障时方便拆装。
其次，预处理系统采用纸质过滤器，结构主要是在软管外包裹着可除去杂质的纸质过滤芯，样品流经过滤器时，微小粉尘颗粒被白色纸质过滤器除去。这种纸质过滤器更换过滤芯非常方便，过滤粉尘颗粒效果也较好，但是，当样品气中粉尘与蒸汽含量较多时，则不能达到很好地完成过滤与干燥的效果。
5 结束语
改造前气体分析装置故障率较高，每月停产检修，蒸汽中的冷凝水与杂质流入样品气管道中，若不及时排除，管道会腐蚀或结垢，仪器容易损坏。因此，投运分析仪前需要长时间排水、泄露测试和标定，相当费时费力。改进后，问题迎刃而解，循环气体的含量很少出现不正常的波动，整套系统的稳定性得到提高，减少了维修人员和操作人员的工作量，节约了设备维修费用，为干熄焦的正常生产提供了有力保障。
【作者简介】亓爱峰(1977 ~)，男，工程师，主要从事自动化技术的研究与应用。
