CN107586907B - 一种高炉风温电偶损坏后的测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉风温电偶损坏后的测温方法，属于温度测量技术领域。该方法包括步骤：选取喷煤枪，将喷煤枪拔出并割除喷煤枪尾部法兰；选取一空心螺杆，将空心螺杆焊接在喷煤枪上；将热电偶插入喷煤枪中；从煤枪道插入具有热电偶的喷煤枪；将热电偶线接到线路上，温度数值t反馈给系统计算机，系统计算机对温度数值t进行修正补偿，得到热风管的风温T。该方法充分利用喷煤道与热风支管之间的位置关系，在两支风温电偶全部损毁的情况下，通过测量热风支管中的热风温度，并对该热风温度数值进行修正补偿，从而得到较为精确地热风总管的风温，有效地为混风阀开度大小联锁调节风温的依据，实现了高炉不休风仍然可以正常生产。

Description

一种高炉风温电偶损坏后的测温方法

技术领域

本发明属于温度测量技术领域，更具体地说，涉及一种高炉风温电偶损坏后的测温方法。

背景技术

每一座高炉都有一条热风总管，每一条热风总管均有两个高炉热风温度测温点，每台高炉都需要测量热风温度，热风温度的准确是确保是否正常稳定运行的重要指标。在高炉生产中，测量高炉热风温度的方式主要有接触式的测量方式和非接触测量方式，其中非接触测量方式包括热成像法，例如专利文献1：中国专利CN201510266270.1公开了一种基于分布式光纤的热风管温度检测方法，包括分布式光纤传感器和分布式光纤，分布式光纤缠绕于热风管上；分布式光纤传感器接收分布式光纤产生的背向散射信号，通过Rayleigh频率跟踪法对激光发射源发出的光源进行中心频率补偿；同时通过双端单路解调法对接收信号进行解调，提取分布式光纤上各测量点的温度值，并输送至处理器对温度数据进行补偿修正，温度测量结果能够真实反应热风管表面温度。

而高炉风温电偶是一种检测高炉热风温度的热电偶，其测温属于接触式测量，采用风温电偶直接插入热风管道进行测量，距离热风尾管约2m的位置处，风温电偶通常包括两支电偶，选取其中之一风温电偶的数值作为混风阀开度大小联锁调节风温的依据。一般为了防止热电偶损坏，对热电偶进行改进，例如专利文献2：中国专利CN201320018169.0公开了一种高炉热风测试装置，包括热电偶、热电偶保护套管以及与热风管道相连并设置热电偶的歧管，歧管口连接法兰盘，法兰盘与方形密封罩紧固密封连接，构成放置热电偶的密闭腔室，方形密封罩上绝缘安装电偶接线螺栓，将电偶线引出密封腔室。但在高温、高速、高压热风冲击下，该风温电偶极易损坏，实际生产中，两支风温电偶出现全部损毁的情况，然而热电偶密封固定在总管上，若强行更换，总管中的温度高达1000℃以上，热风压力大，极容易伤害操作工人，存在严重的安全隐患，因而不得不高炉休风更换热电偶，从而影响高炉的正常生产。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有两支风温电偶全部损毁且被迫休风更换电偶，从而影响正常生产的问题，本发明提供一种高炉风温电偶损坏后的测温方法，准确测量热风管的风温，为混风阀开度大小联锁调节风温的依据，保证高炉不休风且可以正常生产。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，包括以下具体步骤：

步骤S101、选取距离热风总管最近的高炉使用的喷煤枪，将喷煤枪拔出并割除喷煤枪尾部法兰；

步骤S102、选取一尺寸与热电偶安装尺寸配合的空心螺杆，将空心螺杆焊接在割除尾部法兰的喷煤枪上；

步骤S103、将热电偶插入喷煤枪中，拧紧热电偶端盖螺母，且热电偶头部伸出喷煤枪1-2cm；

步骤S104、从煤枪道插入具有热电偶的喷煤枪，并对缝隙进行密封；

步骤S105、将热电偶线接到损坏的风温电偶线路上，热电偶将测量得到的温度数值t反馈给系统计算机，系统计算机对温度数值t进行修正补偿，得到热风管的风温T，实现热风管的风温控制。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S101中，所述喷煤枪尾部端口切割平整，然后清理喷煤枪内外的沉积物，并用砂子进行打磨，使得喷煤枪内壁光洁。喷煤枪长期使用，其内部及其表面粘附有煤焦油及粉尘，而热电偶是精密仪器，煤焦油和粉尘会影响热电偶的测量精度。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S102中，将所述空心螺杆同心焊接在割除尾部法兰的喷煤枪上，空心螺杆与喷煤枪之间不存在缝隙。喷煤枪的直径较小，虽然切割方便，但是考虑到焊接，将两个小直径的圆柱体焊接在一起，其实难度比较大，这里要求空心螺杆与喷煤枪同心，一方面热电偶与喷煤枪的内壁不接触，另一方面空心螺杆与喷煤枪不平整焊接，不仅存在应力，还存在张力，且张力大于应力，其表面的焊缝在热风管的热辐射作用下，焊缝应力和张力释放会造成开裂，从而造成漏风，若平整焊接，只存在应力，降低了开裂的可能性。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S103中，所述热电偶的头部装有保护套，热电偶由喷煤枪伸出后，将头部的保护套取出。由于喷煤枪的直径较小，热电偶在插装时，难免不触碰到喷煤枪的内壁，保护套的作用是防止热电偶的头部与喷煤枪的内壁直接触碰，此外，保护套表面光滑，插装阻力小，进一步方便了热电偶的插装。

于本发明一种可能的实施方式中，所述保护套由柔性材料制作而成，柔性材料为橡胶、碳纤维、石棉或棉布，保护套呈长条管状，一端封闭，一端开口，其管径大于或等于热电偶的外径。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S104中，所述缝隙密封采用有水炮泥进行密封。为了减小漏风造成的测量误差，在喷煤枪的四周进行有水炮泥密封，有水炮泥具有很好地耐高温性能，在高温下不易开裂，因此密封紧实。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S105中，所述系统计算机对温度数值t进行修正补偿的具体公式为：T＝t+△T*L，其中L为热风总管测量点与喷煤枪插入点的实际管道距离，单位为m，△T的取值范围为50℃至55℃。本领域的技术人员都知道，热风总管与热风支管之间存在温降(即温度差)，主要原因在于热风总管内的热风温度高达1000℃以上，在热风输送过程中，不仅存在热辐射，还存在热传导，热量的损失无法通过现有技术得到精确地计算(误差为±1％)，本发明的发明人通过长期的数据总结以及结合相关材料的特性，得到△T的取值范围在50℃至55℃，在此范围内，得到的温度修正补偿数据较为精确，误差满足生产的要求。

于本发明一种可能的实施方式中，在步骤S103中，所述热电偶还包括密封垫圈，密封垫圈套装在热电偶上且置于端盖螺母内侧。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，步骤衔接有序，该方法充分利用喷煤道与热风支管之间的位置关系，在两支风温电偶全部损毁的情况下，通过测量热风支管中的热风温度，并对该热风温度数值进行修正补偿，从而得到较为精确地热风总管的风温，有效地为混风阀开度大小联锁调节风温的依据，实现了高炉不休风仍然可以正常生产；

(2)本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其喷煤枪尾部端口切割平整，便于后续的焊接空心螺杆，喷煤枪内壁光洁，热电偶为精密仪器，插装顺利快捷，避免喷煤枪管内的焦油或其他物质粘附在热电偶上；

(3)本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，空心螺杆与喷煤枪同心焊接，且不存在缝隙，安装焊接方便快捷，操作简便，减少热风泄露的可能性；

(4)本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，在热电偶的头部套装由柔性材料制作而成的保护套，在热电偶插装时，避免破坏热电偶头部，可以很好地起到保护热电偶头部的作用，保证温度测量数据的准确性；

(5)本发明的高炉风温电偶损坏后的测温方法，将喷煤枪与煤枪道用有水炮泥密封，两者之间不存在缝隙，温度高达1000℃热风不会泄露，减少外界对温度测量的影响，进一步确保温度数据测量的准确性。

附图说明

图1为本发明温度测量位置结构示意图。

图中：1、热风总管；2、热风支管；3、喷煤枪；4、热电偶。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。

图1为本发明温度测量位置结构示意图。如图所示，在高炉的风口后方连接有用于吹送热风的热风总管1和热风支管2，喷煤枪3以朝向炉内的方向插入该热风支管2中。虽然在图中只有一支喷煤枪3被插入到热风支管2中，但通常沿着高炉的周围设置的多根热风支管2中分别插入有喷煤枪3。

值得说明是，形成本发明的技术方案，申请人通过了长时间的试验和摸索，主要原因在于：1)热风支管与热风总管之间存在温度差，而该温度差目前没有相关研究，且无法通过公式计算得到；2)喷煤枪3作为高炉的喷煤设备，人们根本想不到将它作他用，更不用说将它作为测量风温的装置了。

专利文献1采用基于分布式光纤的热风管温度检测方法，测量数据较为精确，但是在实际生产时，同样存在两路传感器损坏的问题，此外，该方法测量的是热风管表面温度，考虑到热风管包括管壳、内部的多层浇注料，并不能得到热风的真实温度，使用价值有待考证。

专利文献2公开的高炉热风测试装置，其在热风管道上设置热电偶的歧管，从而测量热风总管的温度，一方面增设歧管，增加热风总管上的安全隐患点，另一方面一根热风总管上设置有至少三根热电偶，而热风总管只需要两个测温点，另一个歧管的热电偶则多设出来，增加了热电偶的成本；此外，歧管为密封结构，在高温高压作用下，热电偶存在损坏，更换麻烦。

本发明在两支风温电偶全部损毁的情况下，由煤枪道测量热风支管中的热风温度，为了热电偶的安装，首先需要对喷煤枪进行处理，以及热电偶的安装，为了保证喷煤枪、煤枪道不存在漏风现象，还需要进行多处密封，并对该热风温度数值进行修正补偿，从而得到较为精确地热风总管的风温，有效地为混风阀开度大小联锁调节风温的依据，实现了高炉不休风仍然可以正常生产。该方法未增设新的测量点，保证了热风总管或热风支管的完整性，避免安全隐患的发生，此外，只有两支风温电偶全部损毁时，取用新的热电偶进行安装，热电偶工作正常，测量的数据较为准确，待热风总管上的两支风温电偶更换后，将改装后的喷煤枪拔出，重新更换新的喷煤枪即可，该方法可以适应两支风温电偶频繁损坏的工作环境。

实施例1

本实施例的高炉风温电偶损坏后的测温方法，包括以下具体步骤：

步骤S101、选取距离热风总管1最近的高炉使用的喷煤枪3，将喷煤枪3拔出并割除喷煤枪3尾部法兰，喷煤枪3尾部端口切割平整，然后清理喷煤枪3内外的沉积物，并用砂子进行打磨，使得喷煤枪3内壁光洁，由于高炉具有多根喷煤枪3，取出其中一根，不会对高炉造成影响，此外，喷煤枪3与煤枪道未固定密封，拔出容易；

步骤S102、选取一尺寸与热电偶4安装尺寸配合的空心螺杆，将空心螺杆同心焊接在割除尾部法兰的喷煤枪3上，空心螺杆与喷煤枪3之间不存在缝隙，安装焊接方便快捷，操作简便，减少热风泄露的可能性；

步骤S103、将热电偶4插入喷煤枪3中，拧紧热电偶4端盖螺母，且热电偶4头部伸出喷煤枪1-2cm，热电偶4的头部装有保护套，热电偶4由喷煤枪3伸出后，将头部的保护套取出；其中保护套由柔性材料制作而成，柔性材料可以为橡胶、碳纤维、石棉或棉布，保护套呈长条管状，一端封闭，一端开口，其管径大于或等于热电偶4的外径；热电偶4还包括密封垫圈，密封垫圈套装在热电偶4上且置于端盖螺母内侧。

步骤S104、从煤枪道插入具有热电偶4的喷煤枪3，并对缝隙采用有水炮泥进行密封；

步骤S105、将热电偶4线接到损坏的风温电偶线路上，热电偶4将测量得到的温度数值t反馈给系统计算机，系统计算机对温度数值t进行修正补偿，系统计算机对温度数值t进行修正补偿的具体公式为：T＝t+△T*L，其中L为热风总管1测量点与喷煤枪3插入点的实际管道距离，单位为m，△T的取值范围为50℃至55℃，得到热风管的风温T，实现热风管的风温控制。

将本发明应用到实际生产中，当两支风温电偶全部损坏后，首先测量热风总管1测量点与喷煤枪3插入点的实际管道距离L，例如L＝2.3m，当t＝980℃，热风总管风温T＝t+2.3*50＝1095℃。

对比之下，当两支风温电偶全部完好时，热风总管风温T＝1100℃，两者数据的误差为0.46％，满足生产的要求。

实施例2

本实施例的高炉风温电偶损坏后的测温方法，步骤与实施例1基本相同，将本发明应用到实际生产中，当两支风温电偶全部损坏后，首先测量热风总管1测量点与喷煤枪3插入点的实际管道距离L，例如L＝1.9m，当t＝1010℃，热风总管风温T＝t+1.9*55＝1114.5℃。

对比之下，当两支风温电偶全部完好时，热风总管风温T＝1121℃，两者数据的误差为0.59％，满足生产的要求。

Claims (8)

1.一种高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤S101、选取距离热风总管最近的高炉使用的喷煤枪，将喷煤枪拔出并割除喷煤枪尾部法兰；

步骤S102、选取一尺寸与热电偶安装尺寸配合的空心螺杆，将空心螺杆焊接在割除尾部法兰的喷煤枪上；

步骤S103、将热电偶插入喷煤枪中，拧紧热电偶端盖螺母，且热电偶头部伸出喷煤枪1-2cm；

步骤S104、从煤枪道插入具有热电偶的喷煤枪，并对缝隙进行密封；

步骤S105、将热电偶线接到损坏的风温电偶线路上，热电偶将测量得到的温度数值t反馈给系统计算机，系统计算机对温度数值t进行修正补偿，得到热风管的风温T，实现热风管的风温控制。

2.根据权利要求1所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S101中，所述喷煤枪尾部端口切割平整，然后清理喷煤枪内外的沉积物，并用砂子进行打磨，使得喷煤枪内壁光洁。

3.根据权利要求2所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S102中，将所述空心螺杆同心焊接在割除尾部法兰的喷煤枪上，空心螺杆与喷煤枪之间不存在缝隙。

4.根据权利要求3所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S103中，所述热电偶的头部装有保护套，热电偶由喷煤枪伸出后，将头部的保护套取出。

5.根据权利要求4所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，所述保护套由柔性材料制作而成，柔性材料为橡胶、碳纤维、石棉或棉布，保护套呈长条管状，一端封闭，一端开口，其管径大于或等于热电偶的外径。

6.根据权利要求4所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S104中，所述缝隙密封采用有水炮泥进行密封。

7.根据权利要求4所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S105中，所述系统计算机对温度数值t进行修正补偿的具体公式为：T＝t+△T*L，其中L为热风总管测量点与喷煤枪插入点的实际管道距离，单位为m，△T的取值范围为50℃至55℃。

8.根据权利要求1至7任一所述的高炉风温电偶损坏后的测温方法，其特征在于，在步骤S103中，所述热电偶还包括密封垫圈，密封垫圈套装在热电偶上且置于端盖螺母内侧。