Phân tích khí thải lò thép theo thời gian thực — Phản hồi 1 giây để phát hiện điểm cuối khử cacbon nhanh hơn

Phân tích khí thải lò thép theo thời gian thực

Phản hồi 1 giây để phát hiện điểm kết thúc khử cacbon nhanh hơn

Quan sát quy trình. Nắm bắt điểm kết thúc. Kiểm soát nhiệt độ.

Trong sản xuất thép hiện đại, mỗi giây đều quan trọng.

Thành phần của khí thải lò cung cấp một cửa sổ trực tiếp vào tiến trình của quy trình sản xuất thép. Đo lường liên tục CO, CO₂, H₂, N₂, O₂ và CH₄ có thể giúp người vận hành hiểu điều kiện lò, xác định điểm kết thúc khử cacbon, phát hiện các điều kiện quy trình bất thường và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng.

Tuy nhiên, sản xuất thép là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất đối với phân tích khí. Nhiệt độ cao, bụi nặng, rung động, nhiễu điện từ và các vị trí lắp đặt khó khăn đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với các hệ thống phân tích.

Máy phân tích khí thải luyện kim dòng RS2600 của JINSP kết hợp quang phổ Raman với hệ thống lấy mẫu và xử lý khí chuyên dụng để cung cấp phân tích đa thành phần nhanh chóng cho sản xuất thép BOF và EAF.

Tại sao phân tích khí thải nhanh lại quan trọng?

Khử cacbon diễn ra nhanh chóng

Trong quá trình sản xuất thép, sự thay đổi nồng độ CO và CO₂ phản ánh tiến trình khử cacbon.

Nếu điểm kết thúc được xác định quá muộn, quy trình có thể tiếp tục vượt quá điểm tối ưu, dẫn đến:

• Tiêu thụ năng lượng quá mức
• Oxy hóa quá mức thép nóng chảy
• Tăng nguy cơ thổi quá mức

Nếu điểm kết thúc được xác định quá sớm, quá trình khử cacbon không đủ có thể khiến nồng độ carbon vượt quá phạm vi mục tiêu.

Phân tích khí thải theo thời gian thực cung cấp khả năng hiển thị quy trình cần thiết để đưa ra các quyết định vận hành kịp thời hơn.

Hệ thống đa cảm biến thông thường có thể quá chậm

Điều kiện sản xuất thép có thể thay đổi nhanh chóng. Khi các hệ thống phân tích dựa vào nhiều cảm biến riêng lẻ, thời gian phản hồi, phối hợp cảm biến, yêu cầu bảo trì và tích hợp dữ liệu có thể trở thành các yếu tố hạn chế.

Phương pháp dựa trên Raman của JINSP cho phépđo lường đa thành phần đồng thời với thời gian phản hồi khoảng một giây, cung cấp dữ liệu phân tích đủ nhanh để theo dõi các điều kiện lò động.

Giải pháp Raman của JINSP cho sản xuất thép

Một máy phân tích. N₂ · H₂ · O₂ · CO · CO₂ · CH₄ Sáu thành phần khí. Hiểu biết quy trình theo thời gian thực.

Một hệ thống điển hình bao gồm:  Hệ thống lấy mẫu → Tiền xử lý khí → Máy phân tích RS2600MG → Hệ thống điều khiển dữ liệu

Dữ liệu đo lường có thể được truyền qua RS232/RS485 và tích hợp với hệ thống PLC hoặc DCS của nhà máy.

Kiến trúc này cho phép giám sát khí thải liên tục mà không cần máy phân tích riêng cho từng thành phần khí.

Ưu điểm chính:

Phản hồi 1 giây

Đo lường nhanh chóng theo kịp động lực sản xuất thép.

Theo dõi liên tục thành phần khí thải lò giúp xác định những thay đổi trong quá trình khử cacbon và hỗ trợ các quyết định kịp thời như rút ống thổi BOF hoặc tắt nguồn EAF.

Dữ liệu nhanh. Quyết định nhanh hơn. Kiểm soát quy trình tốt hơn.

Đo lường H₂ trực tiếp để giám sát an toàn

Nồng độ hydro là một chỉ số an toàn quy trình quan trọng.

Sự gia tăng bất thường của H₂ có thể cho thấy nước làm mát bị rò rỉ vào lò, cung cấp cảnh báo sớm về một sự bất thường nghiêm trọng tiềm ẩn của quy trình.

Quang phổ Raman cung cấp phản ứng đặc trưng cho H₂, cho phép đo lường định lượng trực tiếp và hỗ trợ giám sát an toàn đáng tin cậy hơn.

Phân tích sáu thành phần trong một hệ thống duy nhất

Điều này có thể loại bỏ nhu cầu về nhiều thiết bị đo đơn khí hoặc đa cảm biến, đơn giản hóa kiến trúc hệ thống đồng thời giảm chi phí thiết bị và bảo trì.

Một máy phân tích. Sáu loại khí quan trọng. Một luồng dữ liệu tích hợp.

Không tiêu thụ khí mang hoặc khí hiệu chuẩn định kỳ

Không giống như các hệ thống phân tích thông thường có thể yêu cầu khí mang liên tục hoặc thay thế vật tư tiêu hao thường xuyên, hệ thống dựa trên Raman hoạt động mà không tiêu thụ khí mang định kỳ.

Điều này có thể giảm đáng kể chi phí vận hành định kỳ và đơn giản hóa việc bảo trì dài hạn.

Phạm vi đo rộng

Dòng RS2600MG cung cấp phạm vi đo định lượng là:  0.1%–100%

Phạm vi rộng phù hợp với cả nồng độ khí tương đối cao được quan sát trong quá trình thổi mạnh và nồng độ thấp hơn gặp phải gần cuối chu kỳ sản xuất thép.

Từ dữ liệu khí thải đến quyết định quy trình

Phân tích khí thải liên tục có thể giúp các nhà sản xuất thép:

• Tối ưu hóa khử cacbon:  Xác định điểm kết thúc khử cacbon chính xác hơn và giảm nguy cơ thổi quá mức hoặc thổi dưới mức.
• Cải thiện chất lượng thép:  Kiểm soát điểm kết thúc tốt hơn hỗ trợ thành phần thép nóng chảy ổn định và quy trình ổn định hơn.
• Nâng cao an toàn quy trình:  Giám sát H₂ liên tục và xác định sớm rò rỉ nước làm mát tiềm ẩn.
• Giảm chi phí thiết bị:  Thay thế nhiều cảm biến khí bằng một máy phân tích Raman đa thành phần duy nhất, có khả năng giảm chi phí cấu hình thiết bị và bảo trì hơn 50%.
• Giảm chi phí vận hành:  Loại bỏ việc tiêu thụ khí mang định kỳ và giảm nhu cầu phân tích khí dựa trên vật tư tiêu hao.
• Cho phép sản xuất thép thông minh hơn:  Cung cấp dữ liệu thành phần khí theo thời gian thực trực tiếp vào hệ thống PLC/DCS để hỗ trợ các hoạt động sản xuất thép ngày càng tự động hóa và dựa trên dữ liệu.

Biến khí thải lò thành dữ liệu quy trình có thể hành động

Khí thải lò thép chứa thông tin có giá trị về những gì đang xảy ra bên trong lò.

Thách thức là nắm bắt thông tin đó đủ nhanh, đủ chính xác và đủ tin cậy để hỗ trợ các quyết định theo thời gian thực.

Với phân tích đa thành phần dựa trên Raman, JINSP cung cấp một phương pháp mới để giám sát khí thải lò thép — kết hợp phản hồi nhanh, đo lường đa khí đồng thời, phát hiện H₂ trực tiếp, yêu cầu vật tư tiêu hao thấp và tích hợp hệ thống công nghiệp.

Giám sát nhanh hơn. Kiểm soát thông minh hơn. Sản xuất nhất quán hơn.