CN102221353A - 水力切焦焦炭厚度自动检测系统 - Google Patents

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Abstract

水力切焦焦炭厚度自动检测系统，由计算机、动态信号分析仪、PLC控制器、接近传感器和4－6个振动传感器组成，振动传感器通过安装支架沿垂直方向间隔设置在焦炭塔的外壁上，振动传感器通过信号线与动态信号分析仪连接，接近传感器设置在切焦装置的升降机构的一侧，在升降机构上设有感应块，接近传感器通过信号线与PLC控制器连接，动态信号分析仪和PLC控制器分别与计算机连接。自动检测焦炭塔内焦炭的清除情况，降低工人的劳动程度，提高装置的自动化水平。振动传感器的安装支架可实现快速安装，延长传感器的寿命。

Description

水力切焦焦炭厚度自动检测系统
技术领域
本发明涉及一种石化行业延迟焦化装置水力除焦的检测设备，具体地说是一种水力切焦焦炭厚度自动检测系统。
背景技术
目前，装置在水力切焦过程中，普遍依靠操作人员不断观察塔底部出中溜槽中的切焦水，依据工作经验来判断焦炭塔内的焦炭是否切干净。溜槽与观察窗的距离约40米，由于天气的变化，大雾天气时操作人员无法准确观察，影响切焦的进行，随着生焦周期的缩短，操作人员需在夜晚切焦，视线不好，更影响准确观察，进而影响切焦过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动检测水力切焦状况的焦炭厚度自动检测系统。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：水力切焦焦炭厚度自动检测系统，由计算机、动态信号分析仪、PLC控制器、接近传感器和4－6个振动传感器组成，振动传感器通过安装支架沿垂直方向间隔设置在焦炭塔的外壁上，振动传感器通过信号线与动态信号分析仪连接，接近传感器设置在切焦装置的升降机构的一侧，在升降机构上设有感应块，接近传感器通过信号线与PLC控制器连接，动态信号分析仪和PLC控制器分别与计算机连接。
相邻两个振动传感器之间的距离为3—8米。
所述的振动传感器为ICP型压电加速度传感器。
所述的安装支架，由活动杆、套筒、固定板和弹簧组成，活动杆设置在套筒内，弹簧设置在活动杆和套筒之间，弹簧的两端分别与活动杆和套筒连接，在固定板上设有一个连接环，套筒设置在连接环内，在活动杆的一端设有传感器连接头。
所述的套筒，其两端分别设有端盖。
所述的升降机构由绞盘、吊索和滑轮组成，吊索的一端与切焦装置连接，另一端绕过滑轮与绞盘连接，感应块设置在滑轮的侧壁上，接近传感器设置在滑轮的一侧并与感应块相对。
所述的计算机设有显示器。
本发明的有益效果是：自动检测焦炭塔内焦炭的清除情况,检测结果显示在系统显示屏幕上，可使除焦操作者实时的在画面上看到塔内的焦炭是否清除干净，降低工人的劳动程度，提高装置的自动化水平。固定振动传感器的安装支架可实现不破坏焦炭塔塔壁快速安装，并且使传感器远离高温塔壁，延长传感器的寿命。安装支架的结构形式能够将振动信号精确传递给传感器，保证测量精度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是升降装置的一种结构方式示意图；
图3是接近传感器的设置方式示意图；
图4是安装支架的结构示意图；
图中标记：1、计算机，2、动态信号分析仪，3、PLC控制器，4、接近传感器，5、振动传感器，6、安装支架，7、焦炭塔，8、升降机构，9、感应块，10、切焦装置，11、绞盘，12、吊索，13、滑轮，14、涨紧轮，15、活动杆，16、套筒，17、固定板，18、弹簧，19、连接环，20、传感器连接头，21、端盖，22、显示器。
具体实施方式
如图所示，水力切焦焦炭厚度自动检测系统，由计算机1、动态信号分析仪2、PLC控制器3、接近传感器4和4－6个振动传感器5组成，振动传感器5通过安装支架6沿垂直方向间隔设置在焦炭塔7的外壁上，振动传感器5通过信号线与动态信号分析仪2连接，接近传感器4设置在切焦装置10的升降机构8的一侧，在升降机构8上设有感应块9，接近传感器4通过信号线与PLC控制器3连接，动态信号分析仪2和PLC控制器3分别与计算机1连接，计算机1设有显示器22，能够显示分析结果。
相邻两个振动传感器5之间的距离为3—8米，一般设置间距为4—5米。
所述的动态信号分析仪2又称频谱分析仪，是一种市场现有产品，例如杭州亿恒的 AVANT MI-7008、比利时产的便携式动态信号分析仪 LMS SCADAS Mobile。
所述的振动传感器5可以采用ICP型压电加速度传感器。
所述的安装支架6，由活动杆15、套筒16、固定板17和弹簧18组成，活动杆15设置在套筒16内，套筒16的两端分别设有端盖21，活动杆15的两端分别通过端盖21上的通孔伸出套筒16；弹簧18设置在活动杆15和套筒16之间，弹簧18的两端分别与活动杆15和套筒16连接，在固定板17上设有一个连接环19，套筒16设置在连接环19内，在活动杆15的一端设有传感器连接头20。采用这种结构的安装，不用在塔壁上进行焊接等施工，可实现不破坏焦炭塔塔壁，并且安装快捷。
升降机构8的实施方式1：如图2所示，升降机构8由绞盘11、吊索12和滑轮13组成，吊索12的一端与切焦装置10连接，另一端绕过滑轮13与绞盘11连接，感应块9设置在滑轮13的侧壁上，接近传感器4设置在滑轮13的一侧并与感应块9相对。在控制切焦装置10升降时，滑轮13会旋转，当滑轮13上的感应块9每次经过接近传感器4的对面时，接近传感器4检测到感应块9，便向PLC控制器3发送脉冲信号，PLC控制器3根据收到的脉冲信号次数计算切焦装置10的升降高度。在升降机构8设有张紧轮14对吊索12张紧的情况下，也可以将感应块9设置在张紧轮14上，接近传感器4则设置在张紧轮14的一侧。
升降机构8的实施方式2：升降机构8也可以采用垂直滑轨和滑块结合的结构形式，此时可以将接近传感器4设置在滑块上，并在垂直滑轨上间隔一定距离设置一个感应块9，接近传感器4每到达一个感应块9的位置就发送一次信号。
升降机构8采用实施方式1时，能够将检测切焦装置10位置的元件集中在一处，便于安装和维护。
在使用安装时，固定板17固定在焦炭塔7外壁的保温层铁皮上，套筒16内的活动杆15由于弹簧18的作用，其一端穿过保温层顶在塔壁上，活动杆15设有传感器连接头20的一端则远离塔壁，从而使传感器远离高温塔壁，避免高温造成的损害，提高使用寿命。由于弹簧18的作用，活动杆15的一端始终顶在塔壁上，且保证活动杆15能够在套筒16内伸缩，因此，塔壁振动时，振动能够迅速传递给活动杆15，保证测量精度。
安装在塔壁上的振动传感器5通过低噪声信号电缆与塔顶操作室放置的系统正压柜连接，信号被送入正压柜内的动态信号分析仪2。由于在切割焦炭的过程中，切焦装置沿焦炭塔约40米的高程从上至下分段切割，每段往复切割，在切割时高压水切割焦炭与高压水冲击容器壁所产生的作用效果是不同的，不同阶段所产生的振动信号，均具有不同的频率特征。通过在焦炭塔7外壁从上至下安装6个振动传感器5来获取相关的振动信号，由振动传感器5将信号传送到动态信号分析仪2，进行频谱分析，并将分析结果通过USB接口输入计算机1。通过特征分析与模态识别专家系统软件，分析采集到的声音的频率分布图谱，提取特征参数，与不同切割阶段的特征谱图比较，判断出水力切焦进行的不同阶段。系统中PLC控制器3的作用是将安装在滑轮13一侧的接近传感器4送来的开关量脉冲信号，在PLC控制器3中进行计算，实时得出钻杆的当前位置，然后将计算后的位置值送入计算机1，供计算机1实时的在屏幕上显示当前钻杆所处的位置，并结合前面专家软件对振动信号分析后的结果，直接以图形形式表达特征参数和切焦进程，实时的显示出当前位置的除焦情况。

Claims (7)

1.水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：由计算机（1）、动态信号分析仪（2）、PLC控制器（3）、接近传感器（4）和4－6个振动传感器（5）组成，振动传感器（5）通过安装支架（6）沿垂直方向间隔设置在焦炭塔（7）的外壁上，振动传感器（5）通过信号线与动态信号分析仪（2）连接，接近传感器（4）设置在切焦装置（10）的升降机构（8）的一侧，在升降机构（8）上设有感应块（9），接近传感器（4）通过信号线与PLC控制器（3）连接，动态信号分析仪（2）和PLC控制器（3）分别与计算机（1）连接。
2.如权利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：相邻两个振动传感器（5）之间的距离为3—8米。
3.如权利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：所述的振动传感器（5）为ICP型压电加速度传感器。
4.如权利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：所述的安装支架（6），由活动杆（15）、套筒（16）、固定板（17）和弹簧（18）组成，活动杆（15）设置在套筒（16）内，弹簧（18）设置在活动杆（15）和套筒（16）之间，弹簧（18）的两端分别与活动杆（15）和套筒（16）连接，在固定板（17）上设有一个连接环（19），套筒（16）设置在连接环（19）内，在活动杆（15）的一端设有传感器连接头（20）。
5.如权利要求4所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：所述的套筒（16），其两端分别设有端盖（21）。
6.如权利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：所述的升降机构（8）由绞盘（11）、吊索（12）和滑轮（13）组成，吊索（12）的一端与切焦装置（10）连接，另一端绕过滑轮（13）与绞盘（11）连接，感应块（9）设置在滑轮（13）的侧壁上，接近传感器（4）设置在滑轮（13）的一侧并与感应块（9）相对。
7.如权利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自动检测系统，其特征在于：所述的计算机（1）设有显示器（22）。
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