煤氣熱值是燃氣*主要的質(zhì)量指標，及時(shí)準確地測量煤氣熱值,對于合理生產(chǎn)和有效利用燃氣能源有著(zhù)重要的意義。因此，冶金行業(yè)歷來(lái)都很重視對煤氣熱值的監測。熱值分析是煤氣混合站中較為關(guān)鍵的環(huán)節，擔負著(zhù)煤氣混合站的一個(gè)重要工藝值---煤氣熱值的檢測，對于保證工藝設備正常、提高燃燒效率和改善煉鋼品質(zhì)起著(zhù)舉足輕重的作用。

       煤氣混合站通常是將高爐煤氣與焦爐煤氣加壓后再混合，形成穩定的混合煤氣送往工業(yè)用戶(hù)作為生產(chǎn)燃料，混合煤氣熱值要求穩定在一定值。為保證煤氣熱值的穩定，*必須測量混合煤氣的熱值，并指導調節煤氣混合比例，即高焦比。

       通常的熱值測試方法有人工分析和燃燒熱值儀兩種。

       人工分析方法是奧氏氣體分析儀進(jìn)行煤氣成分分析。全分析項為CO2、CnHm、O2、CO、CH4、H2和N2 ,前4項用吸收法測定,CH4、H2用燃燒法測定，剩余氣體視為N2的體積。*后通過(guò)經(jīng)驗公式Q = K1·V (CO)+ K2·V (H2 ) + K3 ·V (CH4)算得煤氣熱值(其中K1、K2、K3為經(jīng)驗系數)。這樣化驗過(guò)程*產(chǎn)生了人工取樣誤差、時(shí)間滯后操作誤差、人工讀數視覺(jué)誤差和人工計算誤差等。這些都是不可去除的誤差。其次分析取樣間隔是2小時(shí)(一次全化驗所需時(shí)間)甚至更長(cháng)，滿(mǎn)足不了對煤氣混合比例實(shí)時(shí)調節的需求。

       燃燒法熱值儀可以實(shí)現對煤氣熱值的連續自動(dòng)分析，但使用維護要求較高，成本相對昂貴，在實(shí)際應用還存在以下問(wèn)題：1.由于煤氣中雜質(zhì)較多，例如高爐煤氣中的粉塵，焦爐煤氣中的焦油等，經(jīng)常造成預處理裝置中減壓閥和精過(guò)濾器堵塞，進(jìn)氣壓力過(guò)低，*終導致分析值較低，甚至造成熄火，分析中止；2.另外煤氣中的濕度較大時(shí)，分析過(guò)程中容易會(huì )在管道內產(chǎn)生冷凝水，導致管道堵塞，嚴重影響分析；3.熱值儀測量值有少許滯后，往往與計算值相差1MJ左右，導致整個(gè)混合站不能取得良好的控制效果；4.熱值儀分析室內燃燒后產(chǎn)生的廢氣充斥在整個(gè)分析室，沒(méi)有得到有效排放，影響分析時(shí)熱平衡，也會(huì )導致分析測量產(chǎn)生誤差。

       近年來(lái)紅外煤氣分析儀越來(lái)越多地應用于實(shí)際熱值分析當中。紅外煤氣分析儀采用紅外傳感器測量煤氣成分中的CO、CO2、CH4、CnHm的濃度，使用熱導傳感器測量H2的濃度，使用電化學(xué)傳感器測量O2濃度，同時(shí)根據測量成分的濃度，計算得到煤氣的理論熱值。紅外煤氣分析儀取代了奧氏氣體分析儀的人工取樣和人工分析環(huán)節，可實(shí)現自動(dòng)化測量，避免了人工誤差；同時(shí)預處理系統和儀器相對燃燒法熱值儀具有結構簡(jiǎn)單，操作維護方便的特點(diǎn)，更加適合煤氣站實(shí)時(shí)在線(xiàn)的分析要求。

       通過(guò)實(shí)踐，對煤氣站控制系統調整如下圖。預處理系統從混合煤氣管道取樣并對樣氣做除塵、除焦和脫水的處理，保證紅外煤氣分析儀的測試條件。紅外煤氣分析儀分析混合煤氣各組分成分并給出測量熱值。為保證混合煤氣熱值控制在一定值范圍內，混合煤氣實(shí)際測量值將引入比值調節系統,用來(lái)對高焦比進(jìn)行修正。調節指令通過(guò)計算機和PLC控制器來(lái)控制焦爐煤氣管道上調節閥的動(dòng)作，以得到*終的混合煤氣熱值。

       為了得到*的煤氣熱值，紅外煤氣分析儀必須具備H2測量補償功能。熱導傳感器用于測量多種混合氣體時(shí)，必然要考慮到煤氣中其他氣體的影響因素。不同氣體的熱導系數差異較大，影響也*不同。常見(jiàn)氣體的熱導系數如下表所示：

       從上表可以看出，煤氣主要成分中CO、O2與背景氣N2的熱導系數相當，對H2的測量結果影響不大，但是CO2、CH4對H2測量影響明顯。通過(guò)理論分析及實(shí)驗表明，如果氣體成分中含有CO2，會(huì )使H2的測量讀數偏低；如果氣體成分中含有CH4，會(huì )使H2的測量讀數偏高。因此為了得到準確的H2含量，應對H2濃度進(jìn)行CO2、CH4的濃度校正。此外由于熱導傳感器的基本原理是通過(guò)對氣體流動(dòng)帶走的熱量進(jìn)行換算，如果采用直接流通式的熱導檢測池，很難控制氣流，流量大小直接影響H2的讀數，為了得到*的煤氣熱值，煤氣分析儀還必須實(shí)現CH4、CnHm無(wú)干擾測試。大多數紅外分析儀僅以CH4為測試對象，折合成碳氫化合物總量計算熱值。煤氣成份中，特別是焦爐煤氣，除甲烷外，還含有其他碳氫化合物等成分。根據紅外吸收原理，如圖1，乙烷等碳氫化合物在甲烷的特征波長(cháng)3.3um左右有明顯吸收干擾。當煤氣中其他碳氫化合物含量較大時(shí)，CH4的測試值會(huì )明顯偏大，導致熱值測試不準，其熱值測試值也無(wú)法保證精度。

   
       紅外煤氣分析儀可通過(guò)對特殊氣體過(guò)濾實(shí)現無(wú)干擾測量煤氣成分，來(lái)保證*分析使得測量熱值的準確，可有效地用于混合煤氣的高焦比調節，保證了煤氣站出廠(chǎng)煤氣熱值的相對穩定，提高了煤氣質(zhì)量。其測量的煤氣成分數據和熱值還可提供給煤氣站用戶(hù)用于生產(chǎn)指導或燃燒控制，提高了煤氣的利用效率。