CN106124136A - 一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法及装置，在环冷机冷却烧结矿现场，环冷机有n个风箱，在每个风箱上面对应的台车料层上方的自由空间区作为一个测试位置，环冷机有n个测试位置；在第i个测试位置和对应的风箱出口处沿水平方向各选取三个以上风速测量点，每个台车的料层面积为S_台车，单位m²，每个风箱冷风出口面积为S_风箱，单位m²，利用风速测量仪，测得每个风速测量点的风速为v_j，j＝1，2，3，......，m，单位m/s；风箱出口处风速测量的风速为v_k，k＝1，2，3，......，m，单位m/s；求得该处台车自由空间区(Q₁)和风箱(Q₂)测试位置的平均风量，即可得该处漏风率η为：。

Description

一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法及装置

技术领域

本发明属于钢铁冶金中烧结领域，特别涉及一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法及装置。

背景技术

钢铁行业是我国国民经济的支柱产业，同时也属于高污染高能耗产业。据统计，烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的13％，在烧结工序的总能耗中，近50％的热能以烧结矿和冷却机废气的显热形式排入大气，因此，提高烧结矿的冷却效率对于烧结工序实现节能减排意义重大。

在烧结矿生产制造过程中，经过破碎后的热烧结矿料温度一般在800℃左右，生产实际中一般需将其冷却到150℃以下供后续流程使用。目前用于冷却热烧结矿设备主要是环式冷却机(简称环冷机)，环冷机是目前国内外采用最为广泛的一种烧结冷却设备，其本质是交叉错流气固传热移动床。环冷机的冷却效果直接影响烧结矿中高温液相和粘结相的结晶过程，从而影响烧结矿的质量。环冷机除了对烧结矿进行冷却之外,还能够给余热锅炉提供冷却高温烧结矿得到的高品质中高温废气，从而对余热进行回收利用。

烧结环冷机漏风一般多发生在鼓风风箱与台车之间，台车与烟罩之间。为了有效防止环冷机的有害漏风，如中国专利CN201867065公开了一种降低烧结环冷机风箱端部漏风率的装置，该装置通过在密封侧倾斜钢板上设置一块耐磨弹性密封板，并使密封侧倾斜钢板的头部具有与台车运行方向一致的水平弯曲段，且该水平弯曲段的长度大于相邻台车底板之间的距离，从而显著降低了风箱端部和相邻风箱之间的漏风，密封效果良好。

中国专利CN101290253公开了一种烧结环冷机漏风率的在线诊断方法，该方法利用热平衡原理，将烧结环冷机分成若干段，从每段的烧结矿入口开始，设置每段出口处节点烧结矿冷却后的假设温度，逐步计算各节点烧结矿温度，直到计算出出口烧结矿的温度，将计算结果和实际测定结果相比较，若出口烧结矿试算温度误差、试算热损失误差都在预定的范围内，则计算终止，可得出各节点烧结矿的温度；若误差在预定范围外，则重新设定节点温度再进行计算；根据各节点烧结矿的温度，进一步计算各区段无效风率，即漏风率；将各区漏风率相加后的和即为总漏风率。

在以上在线检测环冷机漏风率的方法中，由于是通过测定环冷机不同部位烧结矿的温度，结合热力学平衡理论计算分析漏风率，其检测手段较为复杂；且在环冷机布料的过程中内外圈会有布料偏析现象出现，导致冷却过程中不同部位烧结矿的冷却速率不一致，因此为及时、准确地测定内外圈不同部位烧结矿温度以在线测定环冷机漏风率带来了更大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法及装置，在线测试环冷机台车漏风率，解决目前漏风率测试误差大、操作不便等缺点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法，在环冷机冷却烧结矿现场，环冷机有n个风箱，在每个风箱上面对应的台车料层上方的自由空间区作为一个测试位置，环冷机则有n个测试位置；在第i个测试位置和对应的风箱出口处沿水平方向各选取三个以上风速测量点，每个台车的料层面积为S_台车，单位m²，每个风箱冷风出口面积为S_风箱，单位m²，利用风速测量仪，测得每个风速测量点的风速为v_j，j＝1,2,3,……,m，单位m/s；风箱出口处风速测量的风速为v_k，k＝1,2,3,……,m，单位m/s；则可求得该处台车自由空间区(Q₁)和风箱(Q₂)测试位置的平均风量：

由式(1)和式(2)，可得该处漏风率η为：

$\mathrm{\η}=\frac{Q_2-Q_1}{Q_2}\×100\%---\left(3\right).$

本发明用于烧结环冷机台车漏风率在线测试的测试装置，其包括，第一、第二测量套管，其沿长度方向开设三个以上上下贯通的测量通孔，并分别设置于在环冷机每个风箱上对应的台车料层上方的自由空间区处及风箱出口处；所述第一、第二测量套管内对应每个测量通孔设置一个风速测量仪；数据采集传输系统及数据处理系统，所述风速测量仪通过数据采集传输系统连接数据处理系统。

进一步，所述数据采集传输系统包括无线信号收发器，风速测量仪通过无线信号收发器与数据处理系统相连接。

本发明通过测定风箱和台车上部自由空间区风速变化，计算出不同部位烧结环冷机的漏风率。

能够通过无线接收器接收现场采集的风速数据进行处理，从而得到环冷机不同部位的漏风率情况，进而判断环冷机内外圈布料的偏析情况，判定烧结矿冷却过程中制定的冷却制度是否合理，为冷却制度及布料方式的调整提供依据。

优选的，位于台车料层上方自由空间区处的第一测量套管内的风速测量仪采用低速风速仪，其为量程0～10m/s的热线风速仪；位于风箱出口处的第二测量套管内的风速测量仪采用高速风速仪，其为量程10m/s＜v≤50m/s的热线风速仪。

由于穿透矿层表面到达台车自由空间区的风具有低速、低压、流速杂乱的特性，因此，本发明此处选用的风速传感器必须是小量程、高精度和具有区域感应特性，而环冷机风箱处的风具有高速、高压、流向统一的特征，所以此处要选取大量程的风速传感器。

在进行环冷机台车自由空间区和风箱风速测试时，首先要选取测试位置，并将两套风速测试仪分别安装至相应部位，然后通过无线信号收发器将风速测试仪与数据处理系统相连接。测定环冷机漏风率的过程可以根据生产或技术研究需要设置时间间隔点进行采集。

本发明的有益效果：

本发明通过风速测量仪和计算机数据处理系统的协同配合，可以快速测试环冷机不同位置的漏风率，为环冷机冷却过程控制、生产调整和技术研究等提供参考的依据。整个测试过程产生的数据完全通过仪器采集，并通过计算机进行数据分析，可大幅度提高测试结果的准确性与可靠性。

附图说明

图1为本发明漏风率在线测试装置实施例的结构示意图。

图2为本发明漏风率在线测试装置实施例中第一测量套管的结构剖视图。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明用于烧结环冷机台车漏风率在线测试的测试装置，其包括，第一、第二测量套管1、2，其沿长度方向开设三个以上上下贯通的测量通孔11～13(以第一测量套管1为例，下同)，并分别设置于在环冷机每个风箱100上对应的台车料层200上方的自由空间区处及风箱100出口处；所述第一、第二测量套管1、2内对应每个测量通孔11～13设置一个风速测量仪3、3’、3”；数据采集传输系统5及数据处理系统6，所述风速测量仪3、3’、3”通过数据采集传输系统5连接数据处理系统6。

进一步，所述数据采集传输系统5包括无线信号收发器，风速测量仪3、3’、3”通过无线信号收发器与数据处理系统6相连接。

位于台车料层上方自由空间区处的第一测量套管内的风速测量仪采用低速风速仪，其为量程0～10m/s的热线风速仪；位于风箱出口处的第二测量套管内的风速测量仪采用高速风速仪，其为量程10m/s＜v≤50m/s的热线风速仪。

本发明的烧结环冷机台车漏风率在线测试方法，在环冷机冷却烧结矿现场，环冷机有n个风箱，在每个风箱上面对应的台车料层上方的自由空间区作为一个测试位置，环冷机则有n个测试位置；在第i个测试位置和对应的风箱出口处沿水平方向各选取三个以上风速测量点，每个台车的料层面积为S_台车，单位m²，每个风箱冷风出口面积为S_风箱，单位m²，利用风速测量仪，测得每个风速测量点的风速为v_j，j＝1,2,3,……,m，单位m/s；风箱出口处风速测量的风速为v_k，k＝1,2,3,……,m，单位m/s；则可求得该处台车自由空间区(Q₁)和风箱(Q₂)测试位置的平均风量：

由式(1)和式(2)，可得该处漏风率η为：

$\mathrm{\η}=\frac{Q_2-Q_1}{Q_2}\×100\%---\left(3\right).$

实施例：

以一块台车为例，长7m，宽3m，取3个测试点，测得自由空间区v1、v2和v3处风速分别为3.2m/s，2.6m/s，2.0m/s；底部风箱出口长3m，宽2m，风箱v1、v2和v3处风速分别为14.0m/s，13.9m/s，13.5m/s。

由公式(3)，可得漏风率η：

$\mathrm{\η}=\frac{Q_2-Q_1}{Q_2}\×100\%=\frac{\frac{(14.0+13.9+13.5)}{3}\×(3\×2)-\frac{(3.2+2.6+2.0)}{3}\×(7\×3)}{\frac{(14.0+13.9+13.5)}{3}\×(3\×2)}=34.05\%.$

当环冷机台车内布料作业完成后，将多点风速测量仪分别安装到环冷机台车与冷却风机管道处，安装过程要保证冷却风能够垂直通过风速仪套管上开设的冷却风出入口，然后将信号发射器与风速仪连接，信号接收器将接收到的信号传输给数据计算分析系统，计算分析系统通过计算风速测量仪测得的平均风速后计算单位时间内冷却风机的风量及通过烧结矿料层的风量，从而可以计算得到环冷机的漏风率。

本发明环冷机台车漏风率在线测试装置原理明确、结构简单、易于组装和操作，测试方法步骤清晰、方便实施。利用此装置进行环冷机台车漏风率测试，可有效测定和评价环冷机的冷却效率，便于据此采取相应措施，该方法可推广至相关钢铁企业。

Claims (4)

1.一种烧结环冷机台车漏风率在线测试方法，其特征是，在环冷机冷却烧结矿现场，环冷机有n个风箱，在每个风箱上面对应的台车料层上方的自由空间区作为一个测试位置，环冷机则有n个测试位置；在第i个测试位置和对应的风箱出口处沿水平方向各选取三个以上风速测量点，每个台车的料层面积为S_台车，单位m²，每个风箱冷风出口面积为S_风箱，单位m²，利用风速测量仪，测得每个风速测量点的风速为v_j，j＝1,2,3,……,m，单位m/s；风箱出口处风速测量的风速为v_k，k＝1,2,3,……,m，单位m/s；则可求得该处台车自由空间区(Q₁)和风箱(Q₂)测试位置的平均风量：

由式(1)和式(2)，可得该处漏风率η为：

$\mathrm{\η}=\frac{Q_2-Q_1}{Q_2}\×100\%---\left(3\right).$

2.用于如权利要求1所述的烧结环冷机台车漏风率在线测试的测试装置，其特征是，包括，

第一、第二测量套管，其沿长度方向开设三个以上上下贯通的测量通孔，并分别设置于在环冷机每个风箱上对应的台车料层上方的自由空间区处及风箱出口处；所述第一、第二测量套管内对应每个测量通孔设置一个风速测量仪；

数据采集传输系统及数据处理系统，所述风速测量仪通过数据采集传输系统连接数据处理系统。

3.如权利要求2所述的烧结环冷机台车漏风率在线测试的测试装置，其特征是，所述数据采集传输系统包括无线信号收发器，风速测量仪通过无线信号收发器与数据处理系统相连接。

4.如权利要求2所述的烧结环冷机台车漏风率在线测试的测试装置，其特征是，位于台车料层上方自由空间区处的第一测量套管内的风速测量仪采用低速风速仪，其为量程0～10m/s的热线风速仪；位于风箱出口处的第二测量套管内的风速测量仪采用高速风速仪，其为量程10m/s＜v≤50m/s的热线风速仪。