在高炉—转炉—连铸—轧钢的全流程里，钢厂同时存在可燃、窒息性与腐蚀性有毒气体：高炉/转炉煤气(CO 主导)、焦炉煤气(H₂、CH₄)、天然气/LNG、富氧/惰化(O₂↑/O₂↓)、酸洗(HCl/Cl₂)、副产污水与煤气净化段(H₂S、NH₃、VOC)等。如何在高温、多尘、强电磁、强腐蚀的环境下做到“早发现、早联动、不误报”，下面给出一套覆盖选型—布点—联动—运维的可落地方案。

　　1. 典型分区与主要风险气体

　　原料/烧结/球团：混配/落料/烧结机头机尾 → CO、NOx、SO₂、粉尘;局部缺氧。

　　高炉上料/炉顶/出铁场/热风炉：CO(主毒)、CO₂、CH₄(伴生)、O₂异常;出铁场还伴随高温粉尘。

　　转炉(BOF)一次、二次除尘与转炉煤气回收：CO 高、O₂ 波动、CO₂;汽化冷却/密闭空间缺氧。

　　焦化/煤气净化/煤气柜与管廊：H₂、CH₄、CO、H₂S、NH₃、苯系物(VOC)。

　　加热炉/再热炉与天然气站：CH₄/丙烷/城市燃气;CO(不完全燃烧)。

　　酸洗、镀锌/镀锡线：HCl、Cl₂、SO₂;局部溢散与风道泄漏。

　　公用工程与特种间：制氧站(富氧/强氧化)、惰化站与氩/氮(缺氧)、电缆夹层与电池室(CO/H₂)。

　　污水/渣场/暗沟：H₂S、NH₃、VOC;密闭空间进入风险高。

　　经验法则：把高 CO 场所当作“毒+窒息”双重风险管理;把焦化/净化当作“可燃+腐蚀”双重风险管理。

　　2. 传感技术与选型建议

　　2.1 目标—技术匹配

　　CO(常年主角)：

　　低/中量程(0–500/1000 ppm)→ 电化学(EC)，响应快;

　　高量程/背景波动大(%级)→ NDIR 红外更稳，抗交叉好。

　　CH₄/可燃气(LEL)：

　　现场面覆盖/跨距大 → 开路红外(OPIR);

　　点位近源 → 红外 LEL优先(抗中毒)，催化燃烧仅在低硫/低硅场合使用。

　　H₂：催化燃烧防中毒款或热导/TCD，必要时双技术冗余(LEL+TCD)。

　　O₂：电化学或顺磁，设低限 19.5% 与高限 23.5% 双阈值。

　　H₂S、NH₃、SO₂、NO₂、HCl、Cl₂：电化学(抗交叉型)，酸洗/酸雾点位优选抽取式+耐腐蚀管路。

　　VOC(苯系物)：PID 光离子用于趋势与异味投诉取证(一般不做强联动)。

　　2.2 结构与材料

　　外壳 316L/喷涂抗腐，IP66/67;高温粉尘区加防尘帽/烧结滤;酸雾区加疏水/防腐过滤组件。

　　低温/结露点位(北区外管廊/风道)→ 伴热采样与防结露加热。

　　防爆：煤气、天然气/焦炉煤气区通常为 Zone 1/2;粉尘重区可能为 21/22 区。仪表需满足 Ex d/Ex ia/Ex tb 等标志，依厂区分级执行。

　　3. 布点原则与典型点位

　　3.1 共性原则

　　比重与对流：

　　轻于空气(H₂、CH₄、NH₃)→ 梁下/屋脊/上方;

　　重于空气(Cl₂、HCl、SO₂、CO₂)→ 凹陷/地沟/下方;

　　CO 与空气近似，按风向与滞留区布点。

　　近源优先：阀组、法兰、调压站、煤气三联件、炉门、烟道检修口 1–3 m 内。

　　网格+死角加密：走廊/平台 15–20 m 间距;风向死角、回风口加密。

　　面覆盖：大厅、管廊长跨距 → OPIR 横跨 20–120 m，与点型叠加。

　　3.2 分区示例

　　高炉：

　　炉顶/上料混匀区：CO(EC/IR)+ O₂;

　　出铁场与铁沟：CO + LEL(有可燃伴随时);

　　热风炉/煤气支路：**LEL(IR)**于阀组与放散口;

　　上料封闭皮带通廊：CO + LEL 区间网格。

　　转炉/煤气回收：

　　炉口一次/二次除尘接驳：CO + O₂;

　　GCP 净化系统、煤气柜/混气站：CO + LEL + H₂S(如有副产);

　　管廊阀室：LEL + CO(并设 OPIR)。

　　焦化/净化：

　　焦炉顶/集气管/桥管：LEL + H₂S + CO;

　　脱硫/脱氨/粗苯：H₂S + NH₃ + VOC(PID);

　　煤气柜与加压站：LEL + CO(柜顶、阀岛、放散口)。

　　酸洗/连续退火镀锌：

　　酸洗槽上方/封闭罩抽风道：HCl + Cl₂(抽取式);

　　冷却段/尾气洗涤塔：HCl/Cl₂ 复核点。

　　公用工程：

　　氧站：O₂(高限)，与禁油禁脂管理;

　　惰化/氮氩站：O₂(低限);

　　电池室：H₂(LEL) 顶棚网格;

　　污水/暗沟/集水井：H₂S + O₂ + LEL，检修前抽采远程检测。

　　4. 报警值与联动(建议校核口径)

　　以职业接触限值/设备耐受与厂内应急能力为准，下列为常用工程设定参考：

　　LEL(CH₄/H₂/焦炉煤气混合)：A1 10%LEL，A2 20%LEL → 强排/切断非必要电气;A2 可联动ESD。

　　CO：A1 25 ppm，A2 50 ppm;高背景区设趋势报警与暴露积分。

　　O₂：低限 19.5%，高限 23.5%。

　　H₂S：A1 5 ppm，A2 10 ppm(焦化/污水优先从严)。

　　HCl/Cl₂(酸洗)：A1 2–3 ppm，A2 5–10 ppm。

　　NH₃/SO₂/NO₂：A1 2–5 ppm，A2 5–10 ppm。

　　联动矩阵：

　　A1：分区声光+加强排风/切换新风;

　　A2：就地强排+切断相关阀组/燃烧器点火源、门禁管制、广播疏散;

　　极限/速升：触发 ESD 与应急处置(就地/远方可切换)。

　　5. 系统架构与通信

　　现场层：点型/OPIR/抽取式采样箱 + 声光/广播;本安/隔爆安装，独立接地与浪涌保护。

　　分区控制层：8/16/32 通道控制器(靠近装置)，4–20 mA / RS-485(Modbus RTU)采集，现场继电器联动风机/切断阀。

　　厂级集成：网关上联 DCS/PLC/ESD(Modbus TCP/OPC UA)，与消防/门禁/视频联动;GIS/数字孪生可选。

　　供电与冗余：UPS 30–60 min，关键点位一备一用或双回路;长链路加中继/隔离。

　　无线补充：局部检修临建或跨区障碍，可用 本安无线临时组网(注意电磁与电池安全)。

　　6. 抗干扰与误报治理

　　粉尘：烧结/出铁场加烧结滤+防尘帽，定检清扫;风道/抽取式设置两级过滤(100 μm+1–5 μm)。

　　酸雾/冷凝：采样管 PTFE/PFA，40–60℃伴热与冷凝回收;传感器选抗酸版 EC。

　　中毒与交叉：可燃优先 IR LEL;CO 设 IR 主 + EC 副(或区分量程);H₂ 选抗中毒催化或 TCD。

　　电磁/浪涌：屏蔽电缆、等电位接地、户外加SPD;旁路阀门/电机远离传感头。

　　自监诊断：零点漂移补偿、传感寿命计时、堵塞/抽气故障报警;热插拔维护。

　　7. 便携与进入许可

　　高炉均压罐、暗沟、风道、煤气柜内检、酸洗风道检修等一律先抽采后进入，使用泵吸式多合一(LEL/O₂/CO/H₂S/可选 HCl/Cl₂)。

　　规则：每日气瓶碰撞试验(bump test)，≤3 个月标定;作业票包含气体检测记录与旁站。

　　便携数据回传 HSE 平台，纳入暴露管理。

　　8. 以“300 万吨/年一体化钢厂”为例的点位规模

　　点型探头：

　　高炉系统：CO/O₂/LEL 合计 60–90 点;

　　转炉/GCP/煤气管廊：CO/LEL 40–70 点;

　　焦化/净化：LEL/H₂S/NH₃/CO 70–120 点;

　　酸洗/镀锌：HCl/Cl₂(抽取) 12–24 线;

　　公用工程与污水/电池室：O₂/H₂/LEL/H₂S 30–50 点。

　　开路红外(OPIR)：管廊长跨/煤气阀岛/焦化炉顶 8–16 组。

　　控制器：按分区配置 16 通道 × 8–12 台，上联 DCS/ESD。

　　实际数量随建筑尺度、风量组织、设备密度与法规最小间距调整。

　　9. 实施流程与验收

　　HAZOP/LEC 风险评估 → 明确气体类型、暴露概率与后果等级。

　　分区防爆与走向勘察 → 高温/粉尘/酸雾/风向实测。

　　布点图与 I/O 清册 → 明确高度、朝向、保护件、采样路径。

　　样机试点 → 在最恶劣点位做 1–2 周稳定性与误报验证。

　　安装与接线 → 编号、屏蔽、接地、滴水弯;就近控制箱分层部署。

　　FAT/SAT 联试 → 模拟气体/电信号、掉电/网络异常、联动动作与旁路策略。

　　试运行 → 与风机/阀组/消防/门禁做三方/四方联试，形成可追溯记录。

　　培训交付 → 维护/标定计划、应急卡、备件清单、操作与管理制度。

　　10. 运维与全生命周期成本

　　周期：班次外观巡检;月度抽检/碰撞;季度全量标定;12–24 个月关键传感更换(酸区更快)。

　　备件：传感模组、过滤组件、抽气泵、声光、浪涌器、密封件;关键位 N+1。

　　成本构成：硬件 60–70%;安装与接线 20–30%;运维与标气 10–15%。

　　优化：长跨大厅用 OPIR 减少点型;酸洗集中抽取箱降低分散维护点。

　　11. 合规与接口要点

　　标准体系：执行当地关于可燃/有毒气体检测报警、爆炸危险场所电气、职业接触限值、煤气安全等规范;与厂内 HSE/消防口径一致。

　　系统接口：DCS/ESD(Modbus TCP/RTU/硬接点)、消防/门禁/广播(干接点/协议);I/O 预留 ≥20%。

　　数据留痕：报警/确认/复位/旁路/标定日志 ≥2 年可追溯;支持批量导出与远程诊断。

　　12. 常见坑与对策

　　把 CO 当“可燃”只装 LEL → 需 CO+O₂ 同步监测并纳入暴露管理。

　　催化珠测可燃遇硫/硅中毒 → 焦化/净化优先 IR LEL 或做防中毒强化。

　　酸洗点位直测不做调理 → 必须抽取+伴热+防腐，否则漂移/腐蚀致误报。

　　只测不联动 → 风机/阀门/门禁/广播矩阵联动与旁路策略不可缺。

　　便携与固定割裂 → 进入许可、便携数据进 HSE 看板，形成闭环。

　　只验信号不验工况 → 必做速升/波动/掉电等异常工况联试。

　　13. 7 天启动清单

　　把高炉、转炉、焦化、酸洗、公用工程 五大区的气体清单列全(含量程/报警口径)。

　　现场踏勘风向与温度/粉尘/酸雾，确定近源+网格+面覆盖的布点草图。

　　先在两处最恶劣点上做样机验证：CO(IR/EC 对照)与 HCl 抽取式。

　　拉出 I/O 点表与联动矩阵(风机/阀组/门禁/广播/消防)。

　　明确防爆等级与安装细节(支架、防水弯、伴热与冷凝回收)。

　　制定 标定与碰撞计划 与备件清单，采购标准气。

　　搭建原型看板：对比 → 报警 → 联动 → 复位全链路可视化。

　　钢铁冶炼的气体安全管理，核心在于场景适配 × 合理布点 × 可靠联动 × 可维护。把 CO/LEL/O₂ 做到位，再针对焦化/酸洗等特定工艺补齐 H₂S/NH₃/HCl/Cl₂/VOC，并以便携+固定双体系闭环，才能在复杂工况下把误报降到最低、把事故消灭在萌芽。