引言
现阶段企业转炉煤气回收系统柜前柜后分析仪都采用U23分析仪，作为转炉煤气回收系统的关键设备，它的稳定运行直接煤气回收系统的安全，但是U23维护频繁，故障频发，影响系统安全。但是通过激光分析仪技术改造后，故障率大大降低，提高了煤气回收系统的安全，保证了公司转炉煤气系统的供应。
1激光气体分析仪的技术原理
LGA-4300激光气体分析仪是建立在半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术的基础之上。它的原理是，利用半导体激光器发射出特定波长的激光束，通过测量气体对激光的吸收来分析气体的成分和浓度。DLAS技术的优点包括高灵敏度、高分辨率、快速响应和低成本等[1]。由于其采用半导体激光器作为光源，因此还可以实现小型化和模块化。
具体来说，DLAS技术可以应用于各种气体成分和浓度的测量，包括空气中的氧气、二氧化碳、甲烷等，以及工业生产过程中的各种工艺气体。其技术原理主要有以下几种：
（1）单线光谱技术
单线光谱技术是一种基于原子能级跃迁的分子光谱分析技术。它的原理是，当原子或分子吸收与其外层电子跃迁相符的特定波长的光时，就会产生光谱线的跃迁。通过测量这些跃迁，可以确定原子的电子能级结构，从而分析物质的化学成分和浓度。图1是“单线光谱”测量原理图。
图1“单线光谱”测量原理图
（2）激光频率扫描技术
激光频率扫描技术是一种基于激光光谱学技术的分析方法。它的原理是，通过扫描激光的频率，可以测量气体吸收谱线的强度和位置，从而分析气体的成分和浓度。在扫描激光频率时，激光器会产生一定范围内的连续光谱，通过光学系统将光谱投射到气体样品中。在测量激光信号时，通过检测器检测经过气体样品后的激光信号，可以得到气体吸收谱线的强度和位置。
（3）谱线展宽自动修正技术
当气体温度和压力发生变化时，被测气体谱线的展宽及高度会发生相应的变化，从而影响测量的准确性。为了解决这个问题，激光气体分析仪通常会调整温度及压力信号，并通过谱线展宽自动修正技术来自动修正温度和压力变化对气体浓度测量的影响，提高测量精度。
2激光气体分析仪在转炉煤气回收系统成分在线监测中应用优势
激光气体分析仪在转炉煤气回收系统成分在线监测中具有以下优势：
（1）原位测量：激光气体分析仪可实现原位测量，无需采样和分析步骤，从而减少了采样误差和实验室分析误差，提高了测量的准确性和可靠性。
（2）检测灵敏度高，响应快：激光气体分析仪采用激光光谱学技术，具有极高的检测灵敏度，可测量微量的气体成分，并迅速响应，从而实现对转炉煤气回收系统中煤气成分的准确测量。
（3）一体化设计：激光气体分析仪采用一体化设计，结构紧凑，占地面积小，安装方便，可直接安装在转炉煤气回收系统中，减少了采样管路和外部设备，提高了系统的可靠性和稳定性。
（4）模块化设计：激光气体分析仪采用模块化设计，各功能模块独立运行，可现场更换所有功能模块，提高了设备的维护和维修效率，降低了维护成本。
（5）智能化程度高：激光气体分析仪具有智能化程度高的特点，操作、维护方便，可自动校准和诊断，减少了人工干预，提高了设备的自适应性和可靠性。
综上所述，激光气体分析仪的众多优势，为转炉煤气回收系统的优化控制和稳定运行提供了重要的技术支持。
3激光气体分析仪的具体应用分析
激光气体分析仪在具体应用时需要围绕以下几点进行安装、配置、校准、调试和运行维护，这样才能够充分发挥其在转炉煤气回收系统成本在线监测中的作用，为安全生产提供可靠保障。
3.1合理确定监测位置
根据转炉煤气的生产工艺，需要确定需要监测的位置。通常，转炉煤气回收系统包括冷却塔、储气罐、压缩机等设备，而在这些设备中都需要对气体成分进行监测。以冷却塔出口为例，由于冷却塔中的水蒸气和煤气气体混合在一起，因此需要在冷却塔出口处进行监测，以便及时了解煤气气体的组成和浓度变化，从而调整回收系统的运行参数，保证回收的煤气达到预期的品质。此外，在储气罐出口和压缩机等位置也需要进行监测，以全面掌握转炉煤气回收系统的运行情况，及时发现和解决问题，提高系统的稳定性和效率[2]。因此，在确定监测位置时，需要考虑生产工艺的特点和要求，选择合适的位置进行监测。
3.2安装激光气体分析仪
在确定安装位置后，就可以进行激光气体分析仪的安装，在安装前需要清理安装位置周围的杂物和灰尘，避免灰尘和杂物影响安装工作的开展以及安装质量。然后再进行传感器、电源和通信线的安装，传感器必须正确对准气体流，电源线和通信线需要严格按照设计图安装到相应位置。在安装过程中，需要避免分析，已被阳光直晒，阳光直射可能会影响分析仪的测量精度，因此需要将分析仪安装在阳光无法直射的位置。同时还需要做好防潮处理，避免受潮影响测量结果。
3.3配置控制系统
将激光气体分析仪与控制系统进行连接，并将测量数据传输到控制系统中，可以实现转炉煤气的成分和浓度的实时监测和调整。例如在炉煤气回收系统中，激光气体分析仪与PLC控制系统进行连接，并将测量数据传输到PLC系统中。通过PLC系统的程序控制，可以根据测量数据实时调整冷却塔出口的温度、储气罐的压力等工艺参数，以保证转炉煤气的成分和浓度符合要求。这种连接方式可以帮助企业实现自动化控制，提高生产效率和产品质量。
3.4校准和调试
在激光气体分析仪安装完成后，需要进行校准和调试以确保其准确性和可靠性。校准是验证分析仪的测量结果与标准气体的已知浓度相符的过程，是使用分析仪进行气体分析之前必须进行的一步。通常，校准过程需要用至少两种不同浓度的标准气体进行，以验证分析仪在低浓度和高浓度范围内的准确性。在调试过程中，还需要检查分析仪的线性范围、响应时间和精度等指标，以确保其满足应用需求。在校准和调试过程中，需要注意遵守分析仪的使用说明和安全规范。
3.5运行和维护
激光气体分析仪是一种高精度的气体分析设备，为了确保其运行稳定、测量准确，需要定期进行维护和保养。第一，做好定期检查。定期检查激光气体分析仪的外观、接口、线路等部件，确保其没有损坏或异常情况。同时，要检查分析仪的清洁程度，及时清理表面的灰尘和污垢。第二，定期进行校准，以确保分析仪的准确性和可靠性。一般情况下，分析仪的校准周期为1-2个月。在进行校准时，需要使用标准气体进行验证，以确保分析仪的测量结果与标准气体的已知浓度相符[3]。第三，定期清洗激光气体分析仪的镜头和光学元件，以保持其清洁度和透明度。清洗时要使用专业的清洁剂和清洁布，避免使用含有磨擦剂的清洁剂。
结语
激光气体分析仪在转炉煤气回收系统成分在线监测中的应用具有准确、实时、高效等优点，能够更好确保煤气回收系统的安全高效运行，并降低运行成本，提高运行效益，因此在现阶段需要加强对该方面技术的研究实践，不断创新技术应用模式，提高技术应用效果。
参考文献
[1]钱耀红,谢春跃,陈天依.激光气体分析系统在煤气回收中的应用研究[J].化工管理,2019(25):46-47.
[2]贾保峰,毛志民,王立刚.激光气体分析系统在焦炉煤气净化中的应用[J].广东化工,2015,42(24):108-109.
[3]倪田雨.激光气体分析仪在钢铁行业的应用分析[J].数字通信世界,2020(02):217.