露點(diǎn)檢測應(yīng)用—高爐空氣

應(yīng)用背景：

高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。盡管世界各國研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95％以上。

高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），而由鼓風(fēng)機(jī)送來的冷風(fēng)通過熱風(fēng)爐被加熱成為熱風(fēng)，立刻從位于爐下部各鼓風(fēng)口連續(xù)吹入爐中。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。

高爐操作時(shí)由爐頂排氣管排出之氣體，一般稱為爐頂氣。爐頂氣須在的原則下，盡量除去其所含塵埃。一般高爐工廠皆多采用除塵器連合次級氣體清凈設(shè)備以處理此項(xiàng)爐頂氣體。處理過的清凈爐頂氣其含塵量一般可低至0.01g/nm3以下。又由于爐頂氣尚具有相當(dāng)高的熱值量可供再燃燒生熱。一貫作業(yè)鋼鐵廠通常收回此項(xiàng)氣體作為加熱熱風(fēng)爐及鍋爐之用。

含水量檢測的重要性：

調(diào)濕鼓風(fēng)（Moisture addition for blast）是一項(xiàng)越來越常用的高爐效率改進(jìn)技術(shù)。由于鼓風(fēng)的溫度近年已有相當(dāng)程度的提高，因此在鼓入高爐中的熱風(fēng)中添加較多量的水蒸汽已成為可能。

當(dāng)熱風(fēng)鼓入高爐后，熱風(fēng)中之水分，在鼓風(fēng)口附近高溫區(qū)，急速被周圍的焦炭所還原而分解，為一吸熱反應(yīng)。就此而言，焦炭的消耗量增高，但生成多量的還原性氣體CO及H2；尤其是H2氣體在高溫時(shí)為比CO氣體更強(qiáng)之還原劑，能使鐵礦石之還原加速，高爐的生產(chǎn)能力增加。故就整個(gè)高爐而言，每噸生鐵所消耗的焦炭量反而可以減低，單位時(shí)間的生鐵產(chǎn)量增加。當(dāng)然為了補(bǔ)償鼓風(fēng)中水分在鼓風(fēng)口前的分解吸熱，送風(fēng)的溫度也應(yīng)對應(yīng)提高。

一般鼓風(fēng)中的水蒸汽添加量大約在20~35g/Nm3之間，如果水分不受控制的添加過多，則非但起不到過程優(yōu)化的作用，反而會損害高爐，嚴(yán)重情況下將導(dǎo)致停工檢修，損失會非常巨大。

檢測技術(shù)：

一般采用耐高溫的鏡面式露點(diǎn)儀對高爐空氣進(jìn)行水分監(jiān)控。其典型監(jiān)控采樣點(diǎn)有三處

環(huán)境空氣進(jìn)氣口；

冷風(fēng)預(yù)加熱后端（此時(shí)氣體溫度170 ℃左右）；

*加熱的熱風(fēng)口處（此時(shí)氣體溫度可高達(dá)1200 ℃）

熱風(fēng)口處的采樣氣體因?yàn)闇囟忍撸豢赡軐λM(jìn)行直接測量。需要用帶保溫的采樣系統(tǒng)將氣體降溫到相對適合的溫度（不低于90 ℃）后，進(jìn)行測量。