CN105546322A - 一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，通过在所述转炉煤气柜上安装防爆装置，对转炉煤气柜内的气柜活塞进行实时自动监测，包括分析计算、固定安装、数据分析及管理存档四步骤，本发明可以连续实时地提供实时准确的位置数据，不仅可靠地保证气柜的安全运行，提高了自动化作业水平，同时还大幅降低了操作人员的劳动强度，大大降低了人员进入气柜的频次，消除了人进入气柜检查可能产生煤气中毒的安全隐患。

Description

一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法

技术领域

本发明涉及一种测距方法，具体的说是一种用于转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，属于冶金技术领域。

背景技术

威金斯型干式煤气柜主要用于回收炼钢厂转炉冶炼时产生的转炉煤气，外部钢结构呈圆筒形，内部采用橡胶膜密封煤气，是一种不用液体介质密封的干式储气柜。单位时间内吞吐气量大，升降速度快，维护简便，密封效果好，适合转炉煤气系统使用，满足了转炉炼钢生产周期短、短时间产气量大的特点，广泛应用于冶金企业的炼钢转炉煤气回收系统。气柜活塞与侧板间距是气柜运行的一个重要参数，影响着气柜的安全稳定运行。一旦出现活塞漂移超过设定值(350±120mm)，如果不及时发现进行有效控制或停止运行，将导致密封橡胶模破损漏煤气，直至活塞倾斜加剧、坠落等，发生重大安全生产事故。目前由于不能做到活塞漂移的实时监测，此类事故的发生已屡见不鲜。如何避免发生类似事故，事先做到活塞漂移的预测和报警是有效防范该类事故发生的重要手段。

对于气柜活塞漂移的测量，目前常用的方法是佩戴呼吸器，定期进入气柜，对T挡架走台外边与侧板之间距离进行人工测量。由于转炉煤气毒性大，运行时不宜每天进柜检查，且存在测量精度低、误差大、活塞在不停运动、人员读取时间有先后等现象，不能在线实时不间断的反映活塞与侧板间距，活塞漂移得不到真正的监测和控制，若在两次点检之间出现问题，气柜处在失控状态，严重危及安全。

北方某钢厂在2014年11月出现过气柜活塞坠落，撕裂皮膜，大面积泄漏煤气，由于应对及时，才未酿成大事故，事后分析原因就是前一天出现过活塞漂移超过设定值未及时发现。2014年6月至10月，南钢能源中心12万转炉煤气柜发生3起因活塞漂移问题，撞破皮膜，柜内漏气而被迫停产。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，能够实时有效地监测转炉煤气柜活塞与侧板之间的距离，随时发现气柜活塞漂移数值，保证转炉煤气柜的安全运行。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，通过在所述转炉煤气柜上安装防爆装置，对转炉煤气柜内的气柜活塞进行实时自动监测，包括以下步骤：

Ⅰ、分析计算：对所述转炉煤气柜中的气柜活塞的漂移进行监测，并针对转炉煤气柜的特点，分析计算得出所需防爆装置数量；

Ⅱ、固定安装：根据所需防爆装置的数量，将所述转炉煤气柜分成独立的区域进行测距，并对所述防爆装置进行固定安装，使其跟随所述转炉煤气柜的上下做连续运动，以实现活塞边缘和气柜侧板间距离的测量；

Ⅲ、数据分析：将所测量的位置信号传输至中控室，并进行数据显示及分析，得出气柜活塞漂移是否满足设计要求；

Ⅳ、管理存档：通过控制程序查看实时及历史趋势曲线，最终进行数据报表和记录的统一归档管理。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅱ中，所述防爆装置至少为6组，固定安装于转炉煤气气柜的T挡板支架走台上部，等间距均匀分布。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅱ中，防爆装置为防爆位测仪，所述防爆位测仪包括设有可视化窗口的壳体，所述壳体内部一侧通过安装支架固定有位测仪本体，所述位测仪本体内部设有信号处理单元，所述位测仪本体顶部设有显示单元，底部设有信号输出单元；且所述位测仪本体与安装支架相背离的一侧分别设有激光发射器及接收器，所述激光发射器及接收器与壳体上的防爆玻璃相对；所述壳体的底部分别设有电缆接头及防爆堵头。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅱ中，转炉气柜为布帘密封式气柜，包括柜顶、柜底及气柜本体，所述气柜本体内部沿周向由外至内依次设有气柜侧板及T挡板，所述气柜侧板及T挡板之间设有密封橡胶膜，所述密封橡胶膜上设有气柜活塞带有密封橡胶模的T挡板上下运动，带动固定在T挡板上的位测仪一同运动，以实现对气柜活塞上的T挡板与侧板间距的监测，所述位测仪均布于T挡板的走台外侧，通过电源线和信号线连接到柜顶，并经过侧板连到主控室。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅱ中，所述防爆位测仪的测量范围为0.2～10米，所测量的位置信号转换为标准的4～20毫安电流信号。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅱ中，固定安装防爆装置的方法为：首先，在柜顶预制穿线管，并在柜顶预定开孔处焊接固定外接头，预制柜顶弯头；并将支撑架焊接于转炉煤气柜的柜外加强筋上；将垂直对接好的穿线管固定安装于所述支撑架上；对穿线管及预制好的柜顶弯头实施焊接；将柜顶穿线管顺次焊接到柜顶预定开孔处；柜顶开孔处焊接穿线弯头；信号线用钢丝拉出，进行穿线；安装固定6只防爆位测仪、1只防爆接线箱；位测仪上电试机运行、调试。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅲ中，所述步骤Ⅲ中，当活塞漂移出现异常，即漂移范围超过370±120mm时，所述防爆装置进行声光报警、记录，人工气柜停止运行，活塞进行人工纠偏后，恢复运行。

进一步的，前述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，所述步骤Ⅲ中，通过西门子PLC系统进行数据显示和分析得出气柜活塞漂移是否满足设计要求。

本发明，其突出效果为：本发明通过将智能防爆位测仪固定安装于转炉煤气柜的T挡板支架走台上部，使其能够跟随气柜的上下做连续运动，实现了活塞边缘和气柜侧板间距离的测量。本发明可以连续实时地提供实时准确的位置数据，不仅可靠地了气柜的安全运行，提高了自动化作业水平，同时还大幅降低了操作人员的劳动强度，大大降低了人员进入气柜的频次，消除了人进入气柜检查可能产生煤气中毒的安全隐患。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的防爆位测仪的原理图。

图2是本发明的气柜截面示意图。

图3是本发明气柜T挡板及侧板示意图。

图4是本发明的防爆位测仪的结构示意图。

具体实施方式

实施例

本发明提供的一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，通过在转炉煤气柜上安装防爆装置，对转炉煤气柜内的气柜活塞进行实时自动监测，包括以下步骤：

步骤一、分析计算：对转炉煤气柜中的气柜活塞的漂移进行监测，并针对转炉煤气柜的特点，分析计算得出所需防爆装置数量；转炉煤气柜使用现场的防爆安全是重点，由于气柜现场的环境存在煤气泄漏的危险，根据工业用电对于易燃易爆气体环境的防爆要求，其安全场所的划分应当为1区以上(爆炸性气易出现的场所)，为了实现气柜可靠生产运行，12万转炉煤气柜选用针对转炉煤气柜的智能防爆位测仪，对气柜活塞漂移进行实时、连续的监测和控制。由于气柜存在直径大、同一平面各个位置的相对形变不一致等问题，为了满足煤气柜活塞与侧板间距的要求370±120mm，理论上所取的安装点越多越具有代表性。本实施例中在T挡板支架走台上部均匀分布6个点，形成相对独立的六个区域进行测距。

步骤二、固定安装：根据所需防爆装置的数量，将所述转炉煤气柜分成独立的区域进行测距，并对所述防爆装置进行固定安装，使其跟随所述转炉煤气柜的上下做连续运动，以实现活塞边缘和气柜侧板间距离的测量；

本实施例中，如图4所示，防爆装置选用的是智能防爆位测仪23，防爆位测仪包括设有可视化窗口的壳体38，该壳体内部的一侧通过安装支架37固定有位测仪本体，该位测仪本体内部设有信号处理单元36，而在位测仪本体顶部则设有显示单元35，底部设有信号输出单元34；且位测仪本体与安装支架相背离的一侧分别设有激光发射器32及激光接收器33，同时激光发射器及激光接收器与壳体上的防爆玻璃31相对；并且在壳体的底部还分别设有电缆接头30及防爆堵头39。该智能防爆位测仪的核心技术是采用了光学测量机理，其原理如图1所示，根据激光发射和回射的时间差进行非接触的连续测量，经过运算后可以得出距离参数。该防爆位测仪的核心组件有基于PMD技术(光子混成元件)的创新型芯片，能够对气柜活塞漂移进行实时、连续的监测和控制。，结合光电综合技术构成了光飞行时间的精确测量系统，其测量分辨率高达1毫米，特别是在该系统中应用了多项抗干扰技术，解决了外部光线、温度、噪声、振动、电磁场等干扰因素对测量准确度所造成的不稳定性影响，使得该系统即便在恶劣的工业现场仍能可靠、精准地运行，其稳定性、可靠性大大优于其它同类传感器，其平均无故障时间MTTF高达50年以上。NPCJ-101Ex智能防爆位测仪的测量范围为正常工作在0.2～3米，也可扩展到10米以上，其测量范围可以满足活塞漂移距离的测量要求，所测量的位置信号最终转换为了标准的4-20毫安电流信号，可以远传输出给后续的PLC等系统。同时，该输出的信号隔离度高达1500VAC，抗干扰能力强，并线路上具有防止雷击、浪涌等电气保护性能，EMC电磁兼容符合欧盟EN60947-5-2的标准，其电气综合性能满足了工业控制的要求。

而本实施例中的转炉气柜为布帘密封式气柜，如图2、图3所示，包括柜顶、柜底及气柜本体，在气柜本体内部沿周向由外至内依次设有气柜侧板21及T挡板22，而在气柜侧板及T挡板之间设有密封橡胶膜24，在密封橡胶膜上设有气柜活塞25.工作时，带有密封橡胶模的T挡板上下运动，带动固定在T挡板上的位测仪一同运动，以实现对气柜活塞上的T挡板与侧板间距的监测，而位测仪23则均布于T挡板的走台外侧，通过电源线和信号线连接到柜顶，并经过侧板连到主控室。

该防爆位测仪安装时，首先，预制穿线管，并在柜顶开孔处焊接固定外接头，预制成柜顶弯头；并将支撑架焊接于转炉煤气柜的柜外加强筋上；将垂直对接好的穿线管固定安装于所述支撑架上；对穿线管及预制好的柜顶弯头实施焊接；将柜顶穿线管顺次焊接到柜顶预定开孔处；柜顶开孔处焊接穿线弯头；信号线用钢丝拉出，进行穿线；安装固定6只防爆位测仪、1只防爆接线箱；位测仪上电试机运行、调试。

步骤三、数据分析：将所测量的位置信号通过无线及电缆传输至中控室，通过西门子PLC系统进行数据显示和分析得出气柜活塞漂移是否满足设计要求；当活塞漂移出现异常与侧板间距超过370±120mm时，该防爆位测仪进行声光报警、记录。

步骤四、管理存档：通过控制程序查看实时及历史趋势曲线，最终进行数据报表和记录的统一归档管理。

2015年5月该位测仪正式用于南京钢铁股份有限公司能源中心12万m3转炉煤气柜，在线测量活塞位移数据，不仅可靠地保证气柜的安全运行，提高了自动化作业水平，同时大大降低了人员进入气柜的频次，消除了人进入气柜检查可能产生煤气中毒的安全隐患。目前该项技术成果被评为江苏省安监局2015年安全生产科技成果应用示范引导项目。

Claims (8)

1.一种转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，包括转炉煤气柜，其特征在于：通过在所述转炉煤气柜上安装防爆装置，对转炉煤气柜内的气柜活塞进行实时自动监测，包括以下步骤：

Ⅰ、分析计算：对所述转炉煤气柜中的气柜活塞的漂移进行监测，并针对转炉煤气柜的特点，分析计算得出所需防爆装置数量；

Ⅱ、固定安装：根据所需防爆装置的数量，将所述转炉煤气柜分成独立的区域进行测距，并对所述防爆装置进行固定安装，使其跟随所述转炉煤气柜的上下做连续运动，以实现T挡板边缘和气柜侧板间距离的测量；

Ⅲ、数据分析：将所测量的位置信号传输至中控室，并进行数据显示及分析，得出气柜活塞漂移是否满足设计要求；

Ⅳ、管理存档：通过控制程序查看实时及历史趋势曲线，最终进行数据报表和记录的统一归档管理。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，所述防爆装置至少为6组，固定安装于转炉煤气气柜的T挡板支架走台上部，等间距均匀分布。

3.根据权利要求1所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，防爆装置为防爆位测仪，所述防爆位测仪包括设有可视化窗口的壳体，所述壳体内部一侧通过安装支架固定有位测仪本体，所述位测仪本体内部设有信号处理单元，所述位测仪本体顶部设有显示单元，底部设有信号输出单元；且所述位测仪本体与安装支架相背离的一侧分别设有激光发射器及接收器，所述激光发射器及接收器与壳体上的防爆玻璃相对；所述壳体的底部分别设有电缆接头及防爆堵头。

4.根据权利要求1所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，转炉气柜为布帘密封式气柜，包括柜顶、柜底及气柜本体，所述气柜本体内部沿周向由外至内依次设有气柜侧板及T挡板，所述气柜侧板及T挡板之间设有密封橡胶膜，所述密封橡胶膜上设有气柜活塞；带有密封橡胶模的T挡板上下运动，带动固定在T挡板上的位测仪一同运动，以实现对气柜活塞上的T挡板与侧板间距的监测，所述位测仪均布于T挡板的走台外侧，通过电源线和信号线连接到柜顶，并经过侧板连到主控室。

5.根据权利要求3所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，所述防爆位测仪的测量范围为0.2～10米，所测量的位置信号转换为标准的4～20毫安电流信号。

6.根据权利要求3所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，固定安装防爆装置的方法为：首先，在柜顶预制穿线管，并在柜顶预定开孔处焊接固定外接头，预制柜顶弯头；并将支撑架焊接于转炉煤气柜的柜外加强筋上；将垂直对接好的穿线管固定安装于所述支撑架上；对穿线管及预制好的柜顶弯头实施焊接；将柜顶穿线管顺次焊接到柜顶预定开孔处；柜顶开孔处焊接穿线弯头；信号线用钢丝拉出，进行穿线；安装固定6只防爆位测仪、1只防爆接线箱；位测仪上电试机运行、调试。

7.根据权利要求1所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，当活塞漂移出现异常，即漂移范围超过370±120mm时，所述防爆装置进行声光报警、记录，人工气柜停止运行，活塞进行人工纠偏后，恢复运行。

8.根据权利要求1所述的转炉煤气柜的气柜活塞漂移预警方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，通过西门子PLC系统进行数据显示和分析得出气柜活塞漂移是否满足设计要求。