CN1047205C - 高炉喷煤支管堵塞检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种涉及冶金高炉喷煤支管堵塞的检测方法和装置，该方法的特征在于：可在喷煤支管与喷枪连接处的邻接部位选取测温点，对测温点处的喷枪管壁温度或喷煤支管管壁温度进行检测，当温度值大于设定阀值时，即可判定发生堵塞；该装置的特征在于：由测堵传感器、信号处理器和报警器组成，传感器的测温元件输出检测信号，由信号处理器分析处理，并控制报警器报警。本发明的优点：方法新颖、检测灵敏度和精度高、装置结构合理、价格便宜。

Description

高炉喷煤支管堵塞检测方法和装置

本发明涉及冶金高炉喷煤支管堵塞的检测方法和装置。

在高炉生产中，为节约焦碳的用量，降低生铁成本，大都采用高炉喷煤工艺。由于煤粉中常混入异物，如：木质物、纤维及其织物、固状物等，从而造成喷煤支管堵塞，破坏高炉各风口喷煤量的均匀性，导致炉温失衡。目前，大多数高炉喷煤时，均需依靠现场人员频繁观察高炉风口，用视觉判断喷煤支管是否堵塞，费时费力，且只能实行间断性观察。中国专利“高炉喷煤粉支管流量测量装置”(专利号：86202980)，使用电容噪声法测量喷煤支管中煤粉流量，可用来判断喷煤支管的堵塞状况。该装置的检测精度不够高，价格相当贵。日本专利“高炉喷煤粉管堵塞的检测方法”(日本国特许厅：平1-132987)，依据喷煤支管发生堵塞后，煤粉温度比初始温度下降，从而导致喷煤支管温度比未堵塞时下降的原理。提出在喷煤支管上设置数个温度计，以管温为堵塞的检测信号，对喷煤支管温度实行实时监测，当检测温度值下降到设定值时，即可判断测温点后喷煤支管堵塞的检测方法。该方法设定值的选取受煤粉初始温度、喷煤气流初始温度、喷煤支管环境气温变化等多种因素的影响，需要经常调整，且堵塞点与测温点之间的距离，也是影响测温点处喷煤支管温度下降的因素。因此，上百米长的喷煤支管上需分段设置多个测温点，以提高检测精度，导致检测装置价格较贵。

本发明的目的是提供一种在喷煤支管与喷枪连接处邻接的喷枪部位或喷煤支管部位选取测温点，以喷枪管壁温度或喷煤支管管壁温度为堵塞的检测信号，判断喷煤支管堵塞的高炉喷煤支管堵塞检测方法和装置。该方法解决了现有技术检测精度差、环境适应性差等问题；该装置结构合理，操作简便，可靠性强，且价格便宜。

本发明方法的原理是喷煤支管任意一处发生堵塞后，与喷煤支管连接处的喷枪部位的温度会迅速而显著地升高，与该连接处邻接的喷煤支管部位的温度也会随之升高。为此，选取与上述连接处邻接的喷枪部位或喷煤支管部位为测温点，以测温点处的喷枪管壁温度或喷煤支管管壁温度为堵塞的检测信号，进行温度实时监测。监测方式为直接接触检测或遥感检测。当检测温度大于设定阀值时，即可判定喷煤支管发生堵塞。测温点的选取以与连接处邻接的喷枪部位为最优选择。也可将检测温度的变化率作为堵塞的第二检测信号，可进一步分析判断喷煤支管的堵塞和输煤状况。

为了能够实施上述发明方法，本发明装置主要由测堵传感器、信号处理器和报警器组成。安装在测温点处的测堵传感器，主要由测温元件和将测温元件安放在测温点上的插座元件组成，插座元件可保证测温元件不与煤粉介质直接接触，测温元件输出相应的检测信号。信号处理器与测堵传感器连接，对输入的检测信号进行分析处理，确定检测温度与温度变化率值，并将其与设定阀值比较，当温度值或温度变化率值大于设定阀值时，信号处理器向报警器输出信号，由报警器实施报警，显示喷煤支管堵塞及喷煤支管输煤状况。本发明装置增加一个遥感器，使本发明装置可对测温点实行实时遥感检测。遥感器安装在插座元件或/和信号处理器上。本发明的检测装置既能对每根喷煤支管堵塞检测情况单独显示、报警，又将每根喷煤支管检测信号引入计算机，从而构成整个高炉喷煤系统喷煤支管堵塞状况的实时监测，并进而实现安全联锁控制，提高喷煤的安全性。本发明检测装置中的测堵传感器由测温元件和插座元件组成。插座元件需要具备安放测温元件于测温点上的功能。本发明检测装置配置一种特殊的测堵传感器，它的插座元件设计成同时兼备管道煤粉输送功能的特殊形状。该特殊形状的插座元件有一个与喷枪管道直径相等的管道空腔，并与喷枪形成可拆卸的对接结构。由喷煤支管输送出来的煤粉，可通过插座元件的管道空腔输入喷枪管道。测温元件可埋设在该特殊插座元件的管壁内，以保证测温的可靠性。插座元件的管壁根据温度测定的特殊需要采用相应的特殊材料。

本发明方法：将高炉喷煤支管堵塞检测转化为对高炉喷煤支管与喷枪连接处邻接的喷枪管壁温度的检测，即以上述喷枪管壁温度是否超过设定阀值来判定炉喷煤支管是否堵塞；依据本方法，仅需对每一根喷煤支管设定一个测温点，即可对该喷煤支管任一处堵塞进行判定；由于堵塞前后，测温点的温升迅速、幅度大，可提高检测的灵敏度和精度，测堵及时，并能预报。

本发明装置：测堵传感器的插座元件可保护测温元件不与煤粉介质直接接触，使之寿命长、安全、可靠；插座元件介于测温元件与喷枪连接之间，使测温元件与喷枪形成相对独立关系，插座元件与喷枪拆装方便；整个装置结构合理、体积小、安装方便、价格便宜；本检测装置既能单独使用，也可直接与计算机连接构成整个高炉喷煤支管堵塞的实时检测、报警系统，实现与之有关的安全联锁控制系统。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1是本发明高炉喷煤单根喷煤支管堵塞检测方法和装置结构示意图。

图2是本发明高炉喷煤支管堵塞检测装置特殊的测堵传感器结构示意图。

由图1可知高炉喷煤工艺中的煤粉流，是经由喷煤支管1、喷枪3进入直吹管6被热空气流7吹入高炉风口。喷煤支管1与喷枪3在球阀2处相连接。喷枪3的前半部分被套入枣形阀4和喷枪套管5，后半部分裸露在外。依据本发明方法的原理，当喷煤支管1发生堵塞时，喷枪3的管壁会发生温升现象，其裸露在外的后半部分管壁温升迅速且显著。因此，本发明方法将球阀2与枣形阀4之间裸露在外的喷枪3后半部分确认为最优测温选取区8。测堵传感器9安装在最优测温选取区8内，并与信号处理器10连接。信号处理器10再与报警器11连接。测堵传感器9的测温范围一般选取为0-600℃，当测温点发生温度变化时，测堵传感器9向信号处理器10输送温度检测信号，由信号处理器10转换为4-20mA的模拟信号，再经信号处理器10分析处理，形成对应的温度值和温度变化率值，信号处理器10再将该两个值与事先在信号处理器10内设定的温度上限阀值和温度变化率上限阀值进行比较。当上述温度值、温度变化率值超过对应的温度上限阀值、温度变化率上限阀值时，信号处理器10向报警器11发出对应的220v/3A开关量信号，使报警器11发出堵塞报警或/和温升迅速报警，以便高炉现场操作人员能及时采取相应措施。

由图2可知，本发明检测装置的特殊测堵传感器的插座元件12有一个和喷枪3相同直径的管道空腔13，其两端与喷枪3形成可拆卸对接关系，例如：以法兰14方式对接，可使煤粉由一端的喷枪3顺畅地进入另一端的喷枪3。插座元件12有一个加厚的管壁部分15，其上开有一个与管道空腔平行的孔道16。孔道16内可安装测温元件17。测温元件17的导线18可从孔道16一端的开孔19引出与信号处理器10连接。

Claims (7)

1．一种高炉喷煤支管堵塞检测方法，其特征在于：在喷煤支管(1)与喷枪(3)连接的球阀(2)邻接的喷枪部位或喷煤支管部位上选取测温点，以测温点处的喷枪(3)管壁温度或喷煤支管(1)管壁温度为堵塞的检测信号，进行温度实时监测，当监测温度大于设定阀值时，即可判定喷煤支管(1)发生堵塞。

2．根据权利要求1所述的检测方法，其特性在于：测温点选取与球阀(2)邻接的喷枪(3)部位为最优测温选取区(8)。

3．根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于：

温度实时监测为直接接触检测或遥感检测。

4．一种高炉喷煤支管堵塞检测装置，其特征在于：该装置由测堵传感器(9)、信号处理器(10)和报警器(11)组成，测堵传感器(9)有一个或多个测温元件(17)，并与信号处理器(10)连接，信号处理器(10)再与报警器(11)连接。

5．根据权利要求4所述的测堵传感器，其特征在于：该传感器还有插座元件(12)，可安装测温元件(17)。

6．根据权利要求5所述的插座元件，其特征在于：该插座元件有一个和喷枪(3)相同直径的管道空腔(13)，其两端与喷枪(3)形成可拆卸对接关系，并有加厚的管壁部分(15)，其上开有安装测温元件(17)的孔道(16)，测温元件(17)的导线(18)从孔道(16)的开孔(19)引出与信号处理器(10)连接。

7．根据权利要求5所述的插座元件，其特征在于：该插座元件上安装遥感器。