据中国钢铁新闻网2007年10月23日报道：国内炼钢厂的煤气回收系统，较多使用在线取样分析仪系统进行回收，但在线取样分析仪的取样管易腐蚀、堵塞； 响应时间滞后；维护和标定工作量大；溶解和吸附导致测量数据偏小；只能检测“点”气体浓度，检测信息不完整； 受背景气体、粉尘干扰，测量数据偏小；单参数测量，只能测量气体浓度，不能同时测量温度、流速等原因，使得影响转炉煤气回收率。太钢使用NEOM(挪威) 激光（LaserGas）仪系统进行煤气回收，激光分析仪的使用维护简单方便，减少了影响煤气回收系统的故障和维护量，提高了煤气回收率。
    一、工艺目的
    钢铁工业中的基本工艺为间接熔融冶炼法。其生产过程包括：钢铁冶炼、焦炭冶炼、轧钢系统等生产工艺，在生产过程中将产生大量的可回收的能源气体，分析检测 这些气体的含量，具有非常重要的作用。
    图1 钢铁生产过程中产生的可回收能源气体
    钢铁工业生产过程中对生成气体进行分析的主要目的有以下几点：
    1、优化生产工艺：如高炉炉气分析系统、转炉/电炉/精炼炉炉气分析系统等；
    2、能源气回收利用：如转炉煤气回收分析系统、焦炉煤气分析系统等；
    3、环保节能：如热风炉后烟道气分析系统、烧结/石灰窑烟道气分析系统；
    4、能源利用率：如通过分析仪系统，受PLC程序联锁控制，使得所回收的气体热值得到保障；
    5、安全控制分析：如高炉喷煤分析系统、电捕焦安全分析系统、电除尘安全分析系统，煤气回收系统安全保障等。
    二、激光(LaserGas)分析仪的工作原理
    激光气体现场在线分析仪采用单吸收线光谱技术，基于在近红外区域内对被测气体单吸收线的挑选。首先通过对所选吸收线进行光谱分析，使得在所选吸收线波长内 无其它气体的吸收线（无交叉吸收干涉）。然后，通过调节固态激光器温度和驱动电流，将固态激光器频率调整对应到气体的单吸收线。激光扫描光谱宽度相应调整 到比被测气体单吸收线光谱宽度更窄。通过改变固态激光器的电流，包含单吸收线的激光波长被扫描发射出来。
    在激光扫描发射期间，作为波长的一个特性，接收单元探测到的光强度将发生变化，且此变化只是来自发射单元（Transmitter）内部的激光器与接收单 元（Receiver）之间的标定管或转炉气体烟道管内被测气体分子对光线强度的吸收。探测到的单吸收线的形状和尺寸（见图2）用来计算发射单元和接收单 元之间的气体含量。而其它气体的吸收线不会出现在所选波长范围内，因此不会对单吸收线产生干扰，从而影响气体含量测量。激光气体现场在线分析仪工作时，把 烟道一侧发射单元上的红外激光发射到烟道另一侧上的接收单元上，其测量技术正是基于用烟道内存在的气体分子测量对光的吸收量。
    测量原理被称为：红外单线吸收光谱。它是基于这样一个事实：大多数气体只吸收特定波长的光。吸收量是烟道内气体含量的一个直接反映。二极管激光波长通过扫 描被选定的吸收线得到，由于二极管激光器和探测器光路上的特定气体分子的吸收，探测光由于激光波长的作用而变化。为增加其敏感性，采用了所谓的波长调制技 术：当扫描吸收线时，激光波长会被轻微调节。探测器信号被光谱分解为激光调制频率和声学下的频率元件。第二谐波信号通常用于测量吸收气体的浓度。既然在特 定的波长下，其它气体的吸收线并不存在，所以不存在来自其它气体的直接干扰。被测量气体的浓度与吸收线的振幅是成比例的。
    图2 激光(LaserGas)分析仪的测量原理
    Transmitter:发射单元   Receiver:接收单元   Transmission:传输率   Absorption line: 吸收线  
    三、激光分析仪和传统分析仪的比较
    国内炼钢厂的煤气回收系统，较多使用在线取样分析仪系统进行回收，但在线取样分析仪的取样管易腐蚀、堵塞；响应时间滞后；维护和标定工作量大；溶解和吸附 导致测量数据偏小；只能检测“点”气体浓度，检测信息不完整； 受背景气体、粉尘干扰，测量数据偏小；单参数测量，只能测量气体浓度，不能同时测量温度、流速等原因，使得影响转炉煤气回收率。太钢使用NEOM(挪威) 激光（LaserGas）气体分析仪系统进行煤气回收，激光分析仪的使用维护简单方便，减少了影响煤气回收系统的故障和维护量，提高了煤气回收率。
    LaserGas 激光现场气体在线分析仪能满足高粉尘、高水分、高温、高腐蚀等恶劣环境下用户对气体成分现场、直接、快速测量需要。它是{zx1}一代分析仪，是仪升级换代产品，代表了此领域发展方向，正在世界各地取代传统分析仪，已在全球五十多个国家使用。它采用在近红外光谱范围内的“单吸收线” 光谱技术，彻底避免了 “交叉干扰”。
    四、激光现场气体在线分析仪的优点
    激光现场气体在线分析仪具有传统分析仪无法比拟的优点：
     连续、现场直接测量
     高灵敏度、高精度、高稳定度
     快速响应（时间小于1秒）
     可选的测量范围
     可选的输出信号
     容易安装
     极少而又简单的维护
     内置重标定机构（一般若干年后才需重标定一次）
     无需进xx体采样预处理
     不受交叉干扰影响
     测量不受粉尘、水分、背景组分等影响
     全固态设计，无运动部件、无易损件，无周期性消耗替换件
     结构紧凑、体积小巧、坚固耐用
     通过德国TUV测试，xxxx
     美国、欧洲、日本等全球50多个国家广泛使用
    五、激光仪的发射器和接收器吹扫系统
    对于发射单元和接收单元需要吹扫的应用，吹扫流的方向在图3中有说明。既然在这些单元里面有光学表面，必须要保证气体的清洁，因此额外的过滤器可能是必要 的。注意所谓的“仪表空气”可能包含一些油和水。如果接收器和发射器被这样的空气吹扫，不久之后它们会被{yj}地损坏。因此推荐使用氮气作为吹扫气体。吹扫 流不能过高以防止这些单元里过压。如果吹扫流被阻塞，接收单元和发射单元能够在一小时期间保持气体好于99.5%。
    图3 激光气体分析仪的发射单元和接收单元吹扫系统
    六、激光气体分析仪在太钢的应用
    转炉是炼钢厂的重要组成部分。转炉冶炼燃烧反应产生的炉气具有周期变化的特征，每炉次冶炼的周期为半小时左右，其中冶炼中期的10分钟左右产生的炉气中含 有较高的CO，其回收利用具有很高的经济价值，一般每吨钢可回收煤气80-160m3，其回收的关键在于回收时间和煤气热值的控制。国内钢厂较多使用在线 取样分析仪系统进行煤气回收，太钢采用了LT法除尘设备，并使用NEOM激光气体分析仪系统进行煤气回收。转炉产生的烟气温度高达1200℃左右，经蒸发 冷却器（EC系统）、电除尘器(ESP系统)除尘，再通过煤气冷却器(GC系统)降温后才可回收利用。转炉煤气中的CO达到一定浓度，一般是28%以上， 即打开气体切换站的回收侧盅形阀进入煤气柜储存，否则经过放散侧盅形阀通过放散塔点火燃烧；煤气柜前的O2激光分析保证煤气柜内O2含量超标后启动应急预 案，保证系统的稳定性和安全性， 煤气柜中合格的煤气才可送给用户使用。
    图4 TISCO转炉煤气回收系统流程
    七、激光气体分析仪的操作和维护
    激光分析仪的操作很容易，它包含一个监测和控制仪器所有基本功能的微信息处理器。维护人员应该在安装期间，使用一台连接到仪器的个人电脑，为激光分析仪提 供一次一些必要的气体参数。然后断开个人电脑连接，激光仪将继续操作并测量气体浓度。激光分析仪不包含运动部件，因此没有必要定期替换部件。
    因此激光分析仪的维护量被缩减到一个最小值，主要维护项目包括目视检查和清洁光学视窗，并且在这些维护之后没有必要重新校准系统。经验表明：对于大多数应 用来说，维护间隔大于三个月是可以接受的。在这部分描述的维护操作会保证分析仪持续、安全运转。为了预防激光气体分析仪连续运转，建议每六个月定期调整校 准，这取决于操作环境。另外，应该同时检查其它的因素，像腐蚀，渗漏等等。在正常操作期间每个月做一次内部仪器状态报告。报告应该足以去评价特殊维修工作 的需要。
    八、激光气体分析仪的校准(Calibration)
    NEMO所有生产的激光分析仪都在出厂前校准的。因此，用户在使用时不需要去校准激光分析仪（也可已通上标气进行校验它的精度）。然而，在使用了一段时间 以后，由于二极管激光器的老化，激光分析仪参数可能会改变。这种情况下，有必要进行一次新的校准。必须使用一种被鉴定过的测试气体(标定气体)和所提供的 气体单元每年做一次仪器校准确认。被鉴定过的测试气体必须是氮气和被测量气体的混合物。一台O2激光仪或CO激光分析仪，应该使用干燥的空气或仅仅室内空气被测试和校准。
    应该注意的是，激光分析仪的校准是一个非常负责的程序，它会影响所有的进一步的测量。因此应该确定一次新的校准确实是必需的。如果激光分析仪的读数在推荐 的浓度水平已表明低的范围之内，偏离正常值小于2.5 % - 3 %，是不推荐进行校准的。对于激光气体分析仪来说，这是一个典型的{jd1}精度。应该考虑用于校准确认的气体混合物的精度，对于O2激光气体分析仪或CO激光 分析仪，如果单元压力和温度值在仪器中被正确地设定，其偏离值不应该超过0.2% vol。
    遵循以下描述的步骤执行激光（LaserGas）分析仪的确认和校准：
    1. 在执行确认和校准之前让激光分析仪至少运转1小时。
    2. 如图5所示，把发射单元和接收单元连接到测试单元，运行服务程序。
    3. 确保光路长度参数被正确地设置，法兰长度或浓度应该被设定到零。检查手动设置的温度和压力参数是正确的，或者气体温度和压力的PLC 输入参数是正确的。
    4. 把校准气体输入到单元内。一直等到系统达到稳定水平。
    5. 如果需要，执行“全面”校准。
    6.把新的激光分析仪的参数设置保存到一个文件。
    7. 重新设置光路参数、压力和温度的参数。
    8. 激光分析仪现在可以被安装回到它的测量位置。      
图5 激光(LaserGas)分析仪的校准单元连接
    九、激光仪校准时所选的标定气体浓度表（下表只供参考）
    为了在使用所提供的0.712m长的标定单元时获得最适宜的信噪比，推荐下列气体浓度：
     图6 激光（LaserGas）分析仪标定气体浓度参照表
    应选用氮气与上面任何一种气体混合物，使其混合气体中测量气体含量（如:HF与N2混合后，在混合气体中的HF含量为50ppm），达到以上指定数值的校 准气体混合物系统，为的是避免条件下的测量结果接近饱和。不推荐太低的浓度，因为测量可能会受到噪音、单元和电子管中吸收和解吸收过程的影响。