CC BY
3УДК 681.5
Мартыненко С.В.
аспирант
Вологодский государственный университет (г. Вологда, Россия)
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИНГА ВОДОРОДА В ОТХОДЯЩИХ ГАЗАХ МОДУЛЬНОЙ ГИБКОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРА
Аннотация: в данной статье рассматриваются актуальные проблемы системы непрерывного мониторинга водорода в отходящих газах модульной гибкой сталеплавильной печи на основе масс-спектрометра.
Ключевые слова: актуальные проблемы, модульная печь, мониторинг водорода, охлаждающий газоход, масс-спектрометр.
Система контроля концентрации водорода печи является системой мониторинга, необходимой для измерения концентрации водорода в отходящих газах рабочей зоны модульной гибкой дугосталеплавильной печи для оперативного обнаружения утечки охлаждающей жидкости в отводящем газоходе. Газовый анализ химического состава отходящих газов от дугосталеплавильной печи выполняется непрерывно в течении всего цикла каждой плавки стали.
В рассматриваемом методе в качестве газоанализатора используется масс-спектрометр, позволяющий одновременно и, практически мгновенно, определять содержание всех газовых компонентов анализируемой пробы. Это составляет важное преимущество перед другими типами многокомпонентных газоанализаторов, когда идет речь о газовом анализе быстротекущих пирометаллургических процессах. [1]
Система пробоотбора и пробоподготовки выполнена исходя из необходимости получения достоверного газового анализа с минимально возможным запаздыванием. Транспортное запаздывание менее 15 секунд достигается при длине импульсной линии транспортировки газовой пробы не более 18 метров (каждые дополнительные 10 метров длинны импульсных трасс увеличивают время запаздывания на 2-3 секунды). [1]
Транспортировка газовых проб до газоаналитической стойки осуществляется с помощью мембранного вакуумного насоса и эжекторов. Для транспортировки газовой пробы используются электрообогреваемые импульсные трассы. Электрообогрев импульсной трассы позволяет избежать перемерзания линий в холодное время года при выпадении конденсата. Электрообогреваемая импульсная трасса включает в себя основную и резервную линию. Для отбора проб газов используются специальные обогреваемые зонды. Отбор проб и их транспортировка осуществляется попеременно через два контура (2 точки отбора, находящиеся в непосредственной близости друг от друга). Результаты измерений передаются в ЛВС предприятия по протоколу Ethernet. Звуковая и световая сигнализация появления водорода в отходящих газах передаются на АРМ сталевара, мастера. [1]
В целом можно отметить, что система имеет обширный ряд преимуществ, а также обеспечивает высокую скорость и точность анализа. Однако, в условиях использования на промышленных предприятиях система может столкнуться с определенными ограничениями. На определенных участках промышленного предприятии часто возникают тяжелые условия окружающей среды. Сети периодически приходят в негодность или же полностью выходят из строя. Исходя из этого, диспетчерский персонал, отвечающий и наблюдающий за процессом плавки и, соответственно, наблюдающий за параметрами концентрации водорода, теряет способность наблюдать и оценивать ситуация на время проведения восстановительных работ по ремонту или замене информационных линий связи.
Кроме того, промышленные зоны предприятия имеют густую застройку и крайне неблагоприятны для установки модульных лабораторий с масс-спектрометрами, а также вспомогательным оборудованием.
В связи с выявленными проблемами рассматриваются возможные решения. Для решения проблемы передачи объема данных по ВОЛС возможно использование беспроводной технологии на базе протокола LoRa WAN. Основой предложенного метода является принцип линейной частотной модуляции, а также протокол управления доступом, использующий для идентификации MAC адрес для передачи сообщений между сетевым сервером LoRa WAN и конечным устройством.
Для решения проблемы, связанной с густой застройкой металлургических цехов, предлагается рассмотреть уменьшение габаритных размеров лаборатории, а также пересмотреть ранее определенные перспективные места размещения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
ЦФТИ «Аналитик». [Электронный ресурс] - URL: http://www.gas-granat.ru/ (дата обращения 15.01.24)
Martynenko S.V.
Vologda State University (Vologda, Russia)
ACTUAL PROBLEMS OF SYSTEM OF CONTINUOUS MONITORING OF HYDROGEN IN EXHAUST GASES OF MODULAR FLEXIBLE
STLMAKING FURNACE BASED ON MASS SPECTROMETER
Abstract: this article discusses the current problems of the system of continuous monitoring of hydrogen in the exhaust gases of a modular flexible steelmaking furnace based on a mass spectrometer.
Keywords: current problems, modular furnace, hydrogen monitoring, cooling flue, mass spectrometer.
