在高爐—轉爐—連鑄—軋鋼的全流程里，鋼廠同時存在可燃、窒息性與腐蝕性有毒氣體：高爐/轉爐煤氣(CO 主導)、焦爐煤氣(H?、CH?)、天然氣/LNG、富氧/惰化(O?↑/O?↓)、酸洗(HCl/Cl?)、副產污水與煤氣凈化段(H?S、NH?、VOC)等。如何在高溫、多塵、強電磁、強腐蝕的環境下做到“早發現、早聯動、不誤報”，下面給出一套覆蓋選型—布點—聯動—運維的可落地方案。
1. 典型分區與主要風險氣體
原料/燒結/球團：混配/落料/燒結機頭機尾 → CO、NOx、SO?、粉塵;局部缺氧。
高爐上料/爐頂/出鐵場/熱風爐：CO(主毒)、CO?、CH?(伴生)、O?異常;出鐵場還伴隨高溫粉塵。
轉爐(BOF)一次、二次除塵與轉爐煤氣回收：CO 高、O? 波動、CO?;汽化冷卻/密閉空間缺氧。
焦化/煤氣凈化/煤氣柜與管廊：H?、CH?、CO、H?S、NH?、苯系物(VOC)。
加熱爐/再熱爐與天然氣站：CH?/丙烷/城市燃氣;CO(不完全燃燒)。
酸洗、鍍鋅/鍍錫線：HCl、Cl?、SO?;局部溢散與風道泄漏。
公用工程與特種間：制氧站(富氧/強氧化)、惰化站與氬/氮(缺氧)、電纜夾層與電池室(CO/H?)。
污水/渣場/暗溝：H?S、NH?、VOC;密閉空間進入風險高。
經驗法則：把高 CO 場所當作“毒+窒息”雙重風險管理;把焦化/凈化當作“可燃+腐蝕”雙重風險管理。
2. 傳感技術與選型建議
2.1 目標—技術匹配
CO(常年主角)：
低/中量程(0–500/1000 ppm)→ 電化學(EC)，響應快;
高量程/背景波動大(%級)→ NDIR 紅外更穩，抗交叉好。
CH?/可燃氣(LEL)：
現場面覆蓋/跨距大 → 開路紅外(OPIR);
點位近源 → 紅外 LEL優先(抗中毒)，催化燃燒僅在低硫/低硅場合使用。
H?：催化燃燒防中毒款或熱導/TCD，必要時雙技術冗余(LEL+TCD)。
O?：電化學或順磁，設低限 19.5% 與高限 23.5% 雙閾值。
H?S、NH?、SO?、NO?、HCl、Cl?：電化學(抗交叉型)，酸洗/酸霧點位優選抽取式+耐腐蝕管路。
VOC(苯系物)：PID 光離子用于趨勢與異味投訴取證(一般不做強聯動)。
2.2 結構與材料
外殼 316L/噴涂抗腐，IP66/67;高溫粉塵區加防塵帽/燒結濾;酸霧區加疏水/防腐過濾組件。
低溫/結露點位(北區外管廊/風道)→ 伴熱采樣與防結露加熱。
防爆：煤氣、天然氣/焦爐煤氣區通常為 Zone 1/2;粉塵重區可能為 21/22 區。儀表需滿足 Ex d/Ex ia/Ex tb 等標志，依廠區分級執行。
3. 布點原則與典型點位
3.1 共性原則
比重與對流：
輕于空氣(H?、CH?、NH?)→ 梁下/屋脊/上方;
重于空氣(Cl?、HCl、SO?、CO?)→ 凹陷/地溝/下方;
CO 與空氣近似，按風向與滯留區布點。
近源優先：閥組、法蘭、調壓站、煤氣三聯件、爐門、煙道檢修口 1–3 m 內。
網格+死角加密：走廊/平臺 15–20 m 間距;風向死角、回風口加密。
面覆蓋：大廳、管廊長跨距 → OPIR 橫跨 20–120 m，與點型疊加。
3.2 分區示例
高爐：
爐頂/上料混勻區：CO(EC/IR)+ O?;
出鐵場與鐵溝：CO + LEL(有可燃伴隨時);
熱風爐/煤氣支路：**LEL(IR)**于閥組與放散口;
上料封閉皮帶通廊：CO + LEL 區間網格。
轉爐/煤氣回收：
爐口一次/二次除塵接駁：CO + O?;
GCP 凈化系統、煤氣柜/混氣站：CO + LEL + H?S(如有副產);
管廊閥室：LEL + CO(并設 OPIR)。
焦化/凈化：
焦爐頂/集氣管/橋管：LEL + H?S + CO;
脫硫/脫氨/粗苯：H?S + NH? + VOC(PID);
煤氣柜與加壓站：LEL + CO(柜頂、閥島、放散口)。
酸洗/連續退火鍍鋅：
酸洗槽上方/封閉罩抽風道：HCl + Cl?(抽取式);
冷卻段/尾氣洗滌塔：HCl/Cl? 復核點。
公用工程：
氧站：O?(高限)，與禁油禁脂管理;
惰化/氮氬站：O?(低限);
電池室：H?(LEL) 頂棚網格;
污水/暗溝/集水井：H?S + O? + LEL，檢修前抽采遠程檢測。
4. 報警值與聯動(建議校核口徑)
以職業接觸限值/設備耐受與廠內應急能力為準，下列為常用工程設定參考：
LEL(CH?/H?/焦爐煤氣混合)：A1 10%LEL，A2 20%LEL → 強排/切斷非必要電氣;A2 可聯動ESD。
CO：A1 25 ppm，A2 50 ppm;高背景區設趨勢報警與暴露積分。
O?：低限 19.5%，高限 23.5%。
H?S：A1 5 ppm，A2 10 ppm(焦化/污水優先從嚴)。
HCl/Cl?(酸洗)：A1 2–3 ppm，A2 5–10 ppm。
NH?/SO?/NO?：A1 2–5 ppm，A2 5–10 ppm。
聯動矩陣：
A1：分區聲光+加強排風/切換新風;
A2：就地強排+切斷相關閥組/燃燒器點火源、門禁管制、廣播疏散;
極限/速升：觸發 ESD 與應急處置(就地/遠方可切換)。
5. 系統架構與通信
現場層：點型/OPIR/抽取式采樣箱 + 聲光/廣播;本安/隔爆安裝，獨立接地與浪涌保護。
分區控制層：8/16/32 通道控制器(靠近裝置)，4–20 mA / RS-485(Modbus RTU)采集，現場繼電器聯動風機/切斷閥。
廠級集成：網關上聯 DCS/PLC/ESD(Modbus TCP/OPC UA)，與消防/門禁/視頻聯動;GIS/數字孿生可選。
供電與冗余：UPS 30–60 min，關鍵點位一備一用或雙回路;長鏈路加中繼/隔離。
無線補充：局部檢修臨建或跨區障礙，可用 本安無線臨時組網(注意電磁與電池安全)。
6. 抗干擾與誤報治理
粉塵：燒結/出鐵場加燒結濾+防塵帽，定檢清掃;風道/抽取式設置兩級過濾(100 μm+1–5 μm)。
酸霧/冷凝：采樣管 PTFE/PFA，40–60℃伴熱與冷凝回收;傳感器選抗酸版 EC。
中毒與交叉：可燃優先 IR LEL;CO 設 IR 主 + EC 副(或區分量程);H? 選抗中毒催化或 TCD。
電磁/浪涌：屏蔽電纜、等電位接地、戶外加SPD;旁路閥門/電機遠離傳感頭。
自監診斷：零點漂移補償、傳感壽命計時、堵塞/抽氣故障報警;熱插拔維護。
7. 便攜與進入許可
高爐均壓罐、暗溝、風道、煤氣柜內檢、酸洗風道檢修等一律先抽采后進入，使用泵吸式多合一(LEL/O?/CO/H?S/可選 HCl/Cl?)。
規則：每日氣瓶碰撞試驗(bump test)，≤3 個月標定;作業票包含氣體檢測記錄與旁站。
便攜數據回傳 HSE 平臺，納入暴露管理。
8. 以“300 萬噸/年一體化鋼廠”為例的點位規模
點型探頭：
高爐系統：CO/O?/LEL 合計 60–90 點;
轉爐/GCP/煤氣管廊：CO/LEL 40–70 點;
焦化/凈化：LEL/H?S/NH?/CO 70–120 點;
酸洗/鍍鋅：HCl/Cl?(抽取) 12–24 線;
公用工程與污水/電池室：O?/H?/LEL/H?S 30–50 點。
開路紅外(OPIR)：管廊長跨/煤氣閥島/焦化爐頂 8–16 組。
控制器：按分區配置 16 通道 × 8–12 臺，上聯 DCS/ESD。
實際數量隨建筑尺度、風量組織、設備密度與法規最小間距調整。
9. 實施流程與驗收
HAZOP/LEC 風險評估 → 明確氣體類型、暴露概率與后果等級。
分區防爆與走向勘察 → 高溫/粉塵/酸霧/風向實測。
布點圖與 I/O 清冊 → 明確高度、朝向、保護件、采樣路徑。
樣機試點 → 在最惡劣點位做 1–2 周穩定性與誤報驗證。
安裝與接線 → 編號、屏蔽、接地、滴水彎;就近控制箱分層部署。
FAT/SAT 聯試 → 模擬氣體/電信號、掉電/網絡異常、聯動動作與旁路策略。
試運行 → 與風機/閥組/消防/門禁做三方/四方聯試，形成可追溯記錄。
培訓交付 → 維護/標定計劃、應急卡、備件清單、操作與管理制度。
10. 運維與全生命周期成本
周期：班次外觀巡檢;月度抽檢/碰撞;季度全量標定;12–24 個月關鍵傳感更換(酸區更快)。
備件：傳感模組、過濾組件、抽氣泵、聲光、浪涌器、密封件;關鍵位 N+1。
成本構成：硬件 60–70%;安裝與接線 20–30%;運維與標氣 10–15%。
優化：長跨大廳用 OPIR 減少點型;酸洗集中抽取箱降低分散維護點。
11. 合規與接口要點
標準體系：執行當地關于可燃/有毒氣體檢測報警、爆炸危險場所電氣、職業接觸限值、煤氣安全等規范;與廠內 HSE/消防口徑一致。
系統接口：DCS/ESD(Modbus TCP/RTU/硬接點)、消防/門禁/廣播(干接點/協議);I/O 預留 ≥20%。
數據留痕：報警/確認/復位/旁路/標定日志 ≥2 年可追溯;支持批量導出與遠程診斷。
12. 常見坑與對策
把 CO 當“可燃”只裝 LEL → 需 CO+O? 同步監測并納入暴露管理。
催化珠測可燃遇硫/硅中毒 → 焦化/凈化優先 IR LEL 或做防中毒強化。
酸洗點位直測不做調理 → 必須抽取+伴熱+防腐，否則漂移/腐蝕致誤報。
只測不聯動 → 風機/閥門/門禁/廣播矩陣聯動與旁路策略不可缺。
便攜與固定割裂 → 進入許可、便攜數據進 HSE 看板，形成閉環。
只驗信號不驗工況 → 必做速升/波動/掉電等異常工況聯試。
13. 7 天啟動清單
把高爐、轉爐、焦化、酸洗、公用工程 五大區的氣體清單列全(含量程/報警口徑)。
現場踏勘風向與溫度/粉塵/酸霧，確定近源+網格+面覆蓋的布點草圖。
先在兩處最惡劣點上做樣機驗證：CO(IR/EC 對照)與 HCl 抽取式。
拉出 I/O 點表與聯動矩陣(風機/閥組/門禁/廣播/消防)。
明確防爆等級與安裝細節(支架、防水彎、伴熱與冷凝回收)。
制定 標定與碰撞計劃 與備件清單，采購標準氣。
搭建原型看板：對比 → 報警 → 聯動 → 復位全鏈路可視化。
鋼鐵冶煉的氣體安全管理，核心在于場景適配 × 合理布點 × 可靠聯動 × 可維護。把 CO/LEL/O? 做到位，再針對焦化/酸洗等特定工藝補齊 H?S/NH?/HCl/Cl?/VOC，并以便攜+固定雙體系閉環，才能在復雜工況下把誤報降到最低、把事故消滅在萌芽。
