專利名稱：高爐噴煤支管堵塞檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金高爐噴煤支管堵塞的檢測方法和裝置。
在高爐生產(chǎn)中，為節(jié)約焦碳的用量，降低生鐵成本，大都采用高爐噴煤工藝。由于煤粉中常混入異物，如木質(zhì)物、纖維及其織物、固狀物等，從而造成噴煤支管堵塞，破壞高爐各風(fēng)口噴煤量的均勻性，導(dǎo)致爐溫失衡。目前，大多數(shù)高爐噴煤時，均需依靠現(xiàn)場人員頻繁觀察高爐風(fēng)口，用視覺判斷噴煤支管是否堵塞，費時費力，且只能實行間斷性觀察。中國專利“高爐噴煤粉支管流量測量裝置”(專利號86202980)，使用電容噪聲法測量噴煤支管中煤粉流量，可用來判斷噴煤支管的堵塞狀況。該裝置的檢測精度不夠高，價格相當(dāng)貴。日本專利“高爐噴煤粉管堵塞的檢測方法”(日本國特許廳平1-132987)，依據(jù)噴煤支管發(fā)生堵塞后，煤粉溫度比初始溫度下降，從而導(dǎo)致噴煤支管溫度比未堵塞時下降的原理。提出在噴煤支管上設(shè)置數(shù)個溫度計，以管溫為堵塞的檢測信號，對噴煤支管溫度實行實時監(jiān)測，當(dāng)檢測溫度值下降到設(shè)定值時，即可判斷測溫點后噴煤支管堵塞的檢測方法。該方法設(shè)定值的選取受煤粉初始溫度、噴煤氣流初始溫度、噴煤支管環(huán)境氣溫變化等多種因素的影響，需要經(jīng)常調(diào)整，且堵塞點與測溫點之間的距離，也是影響測溫點處噴煤支管溫度下降的因素。因此，上百米長的噴煤支管上需分段設(shè)置多個測溫點，以提高檢測精度，導(dǎo)致檢測裝置價格較貴。
本發(fā)明的目的是提供一種在噴煤支管與噴槍連接處鄰接的噴槍部位和噴煤支管部位選取測溫點，以噴槍管壁溫度或噴煤支管管壁溫度為堵塞的檢測信號，判斷噴煤支管堵塞的高爐噴煤支管堵塞檢測方法和裝置。該方法能克服現(xiàn)有技術(shù)檢測精度差、環(huán)境適應(yīng)性差的缺點；該裝置結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，可靠性強，且價格便宜。
本發(fā)明方法的原理是噴煤支管任意一處發(fā)生堵塞后，與噴煤支管連接處的噴槍部位的溫度會迅速而顯著地升高，與該連接處鄰接的噴煤支管部位的溫度也會隨之升高。為此，選取與上述連接處鄰接的噴槍部位或噴煤支管部位為測溫點，以測溫點處的噴槍管壁溫度或噴煤支管管壁溫度為堵塞的檢測信號，進行溫度實時監(jiān)測。監(jiān)測方式即可是直接接觸檢測，也可是遙感檢測。當(dāng)檢測溫度大于設(shè)定閥值時，即可判定噴煤支管發(fā)生堵塞。測溫點的選取以與連接處鄰接的噴槍部位為最優(yōu)選擇。也可將檢測溫度的變化率作為堵塞的第二檢測信號，可進一步分析判斷噴煤支管的堵塞和輸煤狀況。
為了能夠?qū)嵤┥鲜霭l(fā)明方法，本發(fā)明裝置主要由測堵傳感器、信號處理器和報警器組成。安裝在測溫點處的測堵傳感器，主要由測溫元件和將測溫元件安放在測溫點上的插座元件組成，插座元件可保證測溫元件不與煤粉介質(zhì)直接接觸，測溫元件輸出相應(yīng)的檢測信號。信號處理器與測堵傳感器連接，對輸入的檢測信號進行分析處理，確定檢測溫度與溫度變化率值，并將其與設(shè)定閥值比較，當(dāng)溫度值或溫度變化率值大于設(shè)定閥值時，信號處理器向報警器輸出信號，由報警器實施報警，顯示噴煤支管堵塞及噴煤支管輸煤狀況。本發(fā)明裝置也可增加一個遙感器，使本發(fā)明裝置可對測溫點實行實時遙感檢測。遙感器可安裝在插座元件或/和信號處理器上。本發(fā)明的檢測裝置既能對每根噴煤支管堵塞檢測情況單獨顯示、報警，又可將每根噴煤支管檢測信號引入計算機，從而構(gòu)成整個高爐噴煤系統(tǒng)噴煤支管堵塞狀況的實時監(jiān)測，并進而實現(xiàn)安全聯(lián)鎖控制，提高噴煤的安全性。本發(fā)明檢測裝置中的測堵傳感器一般可由測溫元件和插座元件組成。插座元件也僅需要具備安放測溫元件于測溫點上的功能。對本發(fā)明檢測裝置還可以配置一種特殊的測堵傳感器，其特征是它的插座元件可設(shè)計成同時兼?zhèn)涔艿烂悍圯斔凸δ艿奶厥庑螤?。該特殊形狀的插座元件有一個與噴槍管道直徑相等的管道空腔，并與噴槍形成可拆卸的對接結(jié)構(gòu)。由噴煤支管輸送出來的煤粉，可通過插座元件的管道空腔輸入噴槍管道。測溫元件可埋設(shè)在該特殊插座元件的管壁內(nèi)，以保證測溫的可靠性。插座元件的管壁也可根據(jù)溫度測定的特殊需要采用相應(yīng)的特殊材料。
本發(fā)明方法將高爐噴煤支管堵塞檢測轉(zhuǎn)化為對高爐噴煤支管與噴槍連接處鄰接的噴槍管壁溫度的檢測，即以上述噴槍管壁溫度是否超過設(shè)定閥值來判定高爐噴煤支管是否堵塞；依據(jù)本方法，僅需對每一根噴煤支管設(shè)定一個測溫點，即可對該噴煤支管任一處堵塞進行判定；由于堵塞前后，測溫點的溫升迅速、幅度大，可提高檢測的靈敏度和精度，測堵及時，并能預(yù)報。
本發(fā)明裝置測堵傳感器的插座元件可保護測溫元件不與煤粉介質(zhì)直接接觸，使之壽命長、安全、可靠；插座元件介于測溫元件與噴槍連接之間，可使測溫元件與噴槍形成相對獨立關(guān)系，插座元件與噴槍拆裝方便；整個裝置結(jié)構(gòu)合理、體積小、安裝方便、價格便宜；本檢測裝置既能單獨使用，也可直接與計算機連接構(gòu)成整個高爐噴煤支管堵塞的實時檢測、報警系統(tǒng)，實現(xiàn)與之有關(guān)的安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。


圖1是本發(fā)明高爐噴煤單根噴煤支管堵塞檢測方法和裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明高爐噴煤支管堵塞檢測裝置特殊的測堵傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
由圖1可知高爐噴煤工藝中的煤粉流，是經(jīng)由噴煤支管1、噴槍3進入直吹管6被熱空氣流7吹入高爐風(fēng)口。噴煤支管1與噴槍3在球閥2處相連接。噴槍3的前半部分被套入棗形閥4和噴槍套管5，后半部分裸露在外。依據(jù)本發(fā)明方法的原理，當(dāng)噴煤支管1發(fā)生堵塞時，噴槍3的管壁會發(fā)生溫升現(xiàn)象，其裸露在外的后半部分管壁溫升迅速且顯著。因此，本發(fā)明方法將球閥2與棗形閥4之間裸露在外的噴槍3后半部分確認為最優(yōu)測溫選取區(qū)8。測堵傳感器9安裝在最優(yōu)測溫選取區(qū)8內(nèi)，并與信號處理器10連接。信號處理器10再與報警器11連接。測堵傳感器9的測溫范圍一般選取為0-600℃，當(dāng)測溫點發(fā)生溫度變化時，測堵傳感器9向信號處理器10輸送溫度檢測信號，由信號處理器10轉(zhuǎn)換為4-20mA的模擬信號，再經(jīng)信號處理器10分析處理，形成對應(yīng)的溫度值和溫度變化率值，信號處理器10再將該兩個值與事先在信號處理器10內(nèi)設(shè)定的溫度上限閥值和溫度變化率上限閥值進行比較。當(dāng)上述溫度值、溫度變化率值超過對應(yīng)的溫度上限閥值、溫度變化率上限閥值時，信號處理器10向報警器11發(fā)出對應(yīng)的220v/3A開關(guān)量信號，使報警器11發(fā)出堵塞報警或/和溫升迅速報警，以便高爐現(xiàn)場操作人員能及時采取相應(yīng)措施。
由圖2可知，本發(fā)明檢測裝置的特殊測堵傳感器的插座元件12有一個和噴槍3相同直徑的管道空腔13，其兩端與噴槍3形成可拆卸對接關(guān)系，例如以法蘭14方式對接，可使煤粉由一端的噴槍3順暢地進入另一端的噴槍3。插座元件12有一個加厚的管壁部分15，其上開有一個與管道空腔平行的孔道16?？椎?6內(nèi)可安裝測溫元件17。測溫元件17的導(dǎo)線18可從孔道16一端的開孔19引出與信號處理器10連接。
權(quán)利要求
1.一種高爐噴煤支管堵塞檢測方法，其特征在于在噴煤支管(1)與噴槍(3)連接的球閥(2)鄰接的噴槍部位和噴煤支管部位上選取測溫點，以測溫點處的噴槍(3)管壁溫度或噴煤支管(1)管壁溫度為堵塞的檢測信號，進行溫度實時監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測溫度大于設(shè)定閥值時，即可判定噴煤支管(1)發(fā)生堵塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于測溫點的選取以與球閥(2)鄰接的噴槍(3)部位為最優(yōu)測溫選取區(qū)(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于溫度實時監(jiān)測，除可以是直接接觸檢測，還可以是遙感檢測的。
4.一種高爐噴煤支管堵塞檢測裝置，其特征在于該裝置由測堵傳感器(9)、信號處理器(10)和報警器(11)組成，測堵傳感器(9)有一個或多個測溫元件(17)，并與信號處理器(10)連接，信號處理器(10)再與報警器(11)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測堵傳感器，其特征在于該傳感器還有插座元件(12)，可安裝測溫元件(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的插座元件，其特征在于該插座元件有一個和噴槍(3)相同直徑的管道空腔(13)，其兩端與噴槍(3)形成可拆卸對接關(guān)系，并有加厚的管壁部分(15)，其上開有可安裝測溫元件(17)的孔道(16)，測溫元件(17)的導(dǎo)線(18)可從孔道(16)的開孔(19)引出與信號處理器(10)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的插座元件，其特征在于該插座元件上可安裝遙感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堵塞檢測裝置，其特征在于該裝置的信號處理器(10)還具有電子計算機的功能，除能對每根噴煤支管(1)堵塞檢測情況單獨顯示、報警，還可對高爐噴煤系統(tǒng)全部或部分噴煤支管(1)檢測信號進行處理，實現(xiàn)對噴煤系統(tǒng)整體或部分噴煤支管堵塞狀況的實時監(jiān)測和安全聯(lián)鎖控制。
全文摘要
一種涉及冶金高爐噴煤支管堵塞的檢測方法和裝置，該方法的特征在于可在噴煤支管與噴槍連接處的鄰接部位選取測溫點，對測溫點處的噴槍管壁溫度或噴煤支管管壁溫度進行檢測，當(dāng)溫度值大于設(shè)定閥值時，即可判定發(fā)生堵塞；該裝置的特征在于由測堵傳感器、信號處理器和報警器組成，傳感器的測溫元件輸出檢測信號，由信號處理器分析處理，并控制報警器報警。本發(fā)明的優(yōu)點方法新穎、檢測靈敏度和精度高、裝置結(jié)構(gòu)合理、價格便宜。
文檔編號C21B7/24GK1158900SQ96120460
公開日1997年9月10日 申請日期1996年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月5日
發(fā)明者胡周成, 沈建國, 王鵬軍, 郭景升 申請人:冶金工業(yè)部北京鋼鐵設(shè)計研究總院