CN108411061A - 一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，包括监测模块、控制中心和执行模块；监测模块实时测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度，并将测量结果传递至控制中心；控制中心根据当前烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率计算未来一段时间内氧气和一氧化碳的体积浓度，如果未来某一时刻氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该时刻为易爆烟气产生的时刻，控制中心及时改变自动群罩来改变炉口与汽化烟道之间的缝隙的空气进入量，改变烟气中的氧气和一氧化碳含量，避免烟气成为易爆烟气。

Description

一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统及方法

技术领域

本发明涉及除尘设备领域，尤其涉及一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统及方法。

背景技术

在转炉一次烟气除尘中，无论采用干法电除尘系统还是采用湿法湿电混合除尘系统，都涉及到电除尘器的泄爆问题。泄爆的原因是由于转炉的烟气在某一段时间内可以变为易爆烟气(例如，氧气的体积含量为6％左右，一氧化碳的体积含量为11％左右时，烟气易爆)，如果让易爆烟气通过电除尘器，一旦触及明火(例如极线极板之间的电弧)，则会导致内部爆燃，出现泄爆现象。现有技术的除尘装置为了避免泄爆现象，一般在易爆烟气经过电除尘器的时候选择降低极线极板之间的电压；但是这种做法容易带来除尘效率降低的弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对转炉除尘装置起到防爆作用的控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，包括监测模块、控制中心和执行模块；

监测模块实时测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度，并将测量结果传递至控制中心；监测模块可以安装在炉口、烟囱或者整个除尘通道中间的合适位置；

控制中心根据当前烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率计算未来一段时间内氧气和一氧化碳的体积浓度，如果未来某一时刻氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该时刻为易爆烟气产生的时刻，记录为T_n时刻；

执行模块为自动群罩，自动群罩安装在转炉炉口与汽化烟道之间；当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制自动群罩上升或者下降；

转炉的炉口与汽化烟道之间具有间隙，间隙处安装有自动群罩，自动群罩的位置影响间隙的进气量；当自动群罩上升或者下降之后，间隙的进气量增加或减小，更多或更少的空气涌入汽化烟道，改变了烟气中的氧气和一氧化碳含量，避免烟气成为易爆烟气。

进一步的，所述执行模块还包括风机，当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制风机增加转速或者减小转速，从而改变炉口处与外界的气压差，增加更多的空气或者减少空气进入汽化烟道，改变烟气中的氧气和一氧化碳含量，避免烟气成为易爆烟气。

进一步的，所述执行模块还包括二级翻板文氏管或环缝文氏管，当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制二级翻板文氏管增加开口度或减小开口度或者控制环缝文氏管增加环缝开口度或减小环缝开口度，从而改变炉口处与外界的气压差，增加更多的空气或者减少空气进入汽化烟道，改变烟气中的氧气和一氧化碳含量，避免烟气成为易爆烟气。

进一步的，转炉除尘装置为旧OG湿式电除尘装置、新OG湿式电除尘装置、旧OG半干法湿式电除尘装置或新OG半干法湿式电除尘装置；

当控制中心计算出T_n时刻后，如果T_n小于设定值T，控制中心在T_n到来前的1至3秒的时刻控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压；设定值依据整个除尘装置的反应情况决定，一般取值为4秒左右；当T_n的值过小时(例如小于4秒)，执行模块的动作来不及改变即将出现的易爆烟气，为了避免出现泄爆现象，控制中心依然要采取降低极线极板间电压的措施。

进一步，转炉除尘装置为旧OG湿式电除尘装置、新OG湿式电除尘装置、旧OG半干法湿式电除尘装置或新OG半干法湿式电除尘装置；

本发明还提供了一种应用于转炉除尘装置的防爆方法，包括如下步骤：

步骤1：以设定的时间间隔测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率；

步骤2：根据测量结果计算未来多个时刻T₁、T₂、T₃......氧气和一氧化碳的体积浓度；

步骤3：如果计算结果中包含有T_n时刻时，氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该时刻为易爆烟气产生的时刻；然后控制自动群罩上升或者下降。

进一步的，所述步骤3还包括控制中心控制风机增加转速或者减小转速。

进一步的，所述步骤3还包括控制二级翻板文氏管增加开口度或减小开口度或者控制环缝文氏管增加环缝开口度或减小环缝开口度。

进一步的，应用于转炉除尘装置的防爆方法，还包括：

步骤4：如果T_n小于设定值T，控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压。

有益效果：本发明的控制系统实时监测烟气中的氧气和一氧化碳的含量，并根据监测结果预测易爆烟气出现的时间，及时采取改变自动群罩、改变风机转速、改变二级翻板文氏管的开口度及环缝文氏管的环缝开口度的方式来改变炉口与汽化烟道之间的缝隙的空气进入量，改变烟气中的氧气和一氧化碳含量，避免烟气成为易爆烟气。

附图说明

图1是实施例1转炉除尘装置的结构框图。

图2是实施例1转炉除尘装置的工作流程图。

图3是实施例2转炉除尘装置的结构框图。

图4是实施例3转炉除尘装置的结构框图。

图5是实施例4转炉除尘装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的转炉除尘装置为旧OG湿式电除尘装置，包括自动群罩、汽化烟道、一级文氏管、二级翻板文氏管、监测模块、湿式电除尘器、风机和控制中心；

汽化烟道连接转炉的烟气出口，汽化烟道与转炉之间具有间隙，自动群罩安装在间隙处；转炉排出的烟气在风机的作用下依次经过汽化烟道、一级文氏管、二级翻板文氏管和湿式电除尘器；控制中心控制自动群罩的升降、二级翻板文氏管的开口度和风机转速；

监测模块安装在二级翻板文氏管和湿式电除尘器之间，监测模块实时测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度，并将测量结果传递至控制中心，相邻的两次测量之间间隔固定的时间；

控制中心根据当前烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率计算未来一段时间内氧气和一氧化碳的体积浓度；

具体计算方法是：

当前及前一时刻氧气的体积浓度为Q₂和Q₁，当前及前一时刻一氧化碳的体积浓度为C₂和C₁；

那么计算出未来T_n时刻，氧气的体积浓度为：

Q_n＝Q₂+n(Q₂-Q₁)

C_n＝C₂+n(C₂-C₁)

如果未来某一时刻氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该T_n时刻为易爆烟气产生的时刻；此时，控制中心采取以下措施中的任意一种、两种或三种：

措施一：控制中心控制自动群罩上升；

措施二：控制中心控制风机增加转速；

措施三：控制中心控制二级翻板文氏管增加开口度。

控制中心继续比对T_n和设定值T，如果T_n小于设定值T，控制中心控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压；

依据实际情况，上述的三个措施也可以修改为：

措施一：控制中心控制自动群罩下降；

措施二：控制中心控制风机减小转速；

措施三：控制中心控制二级翻板文氏管减小开口度。

实施例2

如图3所示，本实施例的转炉除尘装置为新OG湿式电除尘装置，包括自动群罩、汽化烟道、喷淋塔、环缝文氏管、监测模块、湿式电除尘器、风机和控制中心；

汽化烟道连接转炉的烟气出口，汽化烟道与转炉之间具有间隙，自动群罩安装在间隙处；转炉排出的烟气在风机的作用下依次经过汽化烟道、喷淋塔、环缝文氏管和湿式电除尘器；控制中心控制自动群罩的升降、环缝文氏管的开口度和风机转速；

监测模块安装在环缝文氏管和湿式电除尘器之间，监测模块实时测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度，并将测量结果传递至控制中心，相邻的两次测量之间间隔固定的时间；

控制中心根据当前烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率计算未来一段时间内氧气和一氧化碳的体积浓度；

具体计算方法是：

当前及前一时刻氧气的体积浓度为Q₂和Q₁，当前及前一时刻一氧化碳的体积浓度为C₂和C₁；

那么计算出未来T_n时刻，氧气的体积浓度为：

Q_n＝Q₂+n(Q₂-Q₁)

C_n＝C₂+n(C₂-C₁)

如果未来某一时刻氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该T_n时刻为易爆烟气产生的时刻；此时，控制中心采取以下措施中的任意一种、两种或三种：

措施一：控制中心控制自动群罩上升；

措施二：控制中心控制风机增加转速；

措施三：控制中心控制环缝文氏管增加开口度。

控制中心继续比对T_n和设定值T，如果T_n小于设定值T，控制中心控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压；

依据实际情况，上述的三个措施也可以修改为：

措施一：控制中心控制自动群罩下降；

措施二：控制中心控制风机减小转速；

措施三：控制中心控制二级翻板文氏管减小开口度。

实施例3

如图4所示，本实施例的转炉除尘装置为旧OG半干法湿式电除尘装置，包括自动群罩、汽化烟道、蒸发冷却塔、一级文氏管、二级翻板文氏管、监测模块、湿式电除尘器、风机和控制中心；

汽化烟道连接转炉的烟气出口，汽化烟道与转炉之间具有间隙，自动群罩安装在间隙处；转炉排出的烟气在风机的作用下依次经过汽化烟道、蒸发冷却塔、一级文氏管、二级翻板文氏管和湿式电除尘器；控制中心控制自动群罩的升降、二级翻板文氏管的开口度和风机转速；

本实施例除尘装置的防爆控制过程与实施例1一致。

实施例4

如图5所示，本实施例的转炉除尘装置为新OG湿式电除尘装置，包括自动群罩、汽化烟道、蒸发冷却塔、喷淋塔、环缝文氏管、监测模块、湿式电除尘器、风机和控制中心；

汽化烟道连接转炉的烟气出口，汽化烟道与转炉之间具有间隙，自动群罩安装在间隙处；转炉排出的烟气在风机的作用下依次经过汽化烟道、蒸发冷却塔、喷淋塔、环缝文氏管和湿式电除尘器；控制中心控制自动群罩的升降、环缝文氏管的开口度和风机转速；

本实施例除尘装置的防爆控制过程与实施例2一致。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，其特征在于：包括监测模块、控制中心和执行模块；

监测模块实时测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度，并将测量结果传递至控制中心；

控制中心根据当前烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率计算未来一段时间内氧气和一氧化碳的体积浓度，如果未来某一时刻氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该时刻为易爆烟气产生的时刻，记录为T_n时刻；

执行模块为自动群罩，自动群罩安装在转炉炉口与汽化烟道之间；当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制自动群罩上升或者下降。

2.根据权利要求1所述的应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，其特征在于：所述执行模块还包括风机，当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制风机增加转速或降低转速。

3.根据权利要求2所述的应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，其特征在于：所述执行模块还包括二级翻板文氏管或环缝文氏管，当控制中心计算出T_n时刻后，控制中心控制二级翻板文氏管增加或减小开口度或者控制环缝文氏管增加或减小环缝开口度。

4.根据权利要求1至3任一所述的应用于转炉除尘装置的防爆控制系统，其特征在于：转炉除尘装置为旧OG湿式电除尘装置、新OG湿式电除尘装置、旧OG半干法湿式电除尘装置或新OG半干法湿式电除尘装置；

当控制中心计算出T_n时刻后，如果T_n小于设定值T，控制中心控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压。

5.一种应用于转炉除尘装置的防爆方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：以设定的时间间隔测量转炉排出的烟气中氧气和一氧化碳的体积浓度及增长速率；

步骤2：根据测量结果计算未来多个时刻T₁、T₂、T₃......氧气和一氧化碳的体积浓度；

步骤3：如果计算结果中包含有T_n时刻时，氧气的体积浓度达到4％～8％且一氧化碳体积浓度达到9％～13％，则判定该时刻为易爆烟气产生的时刻；然后控制自动群罩上升或者下降。

6.根据权利要求5所述的应用于转炉除尘装置的防爆方法，其特征在于：所述步骤3还包括控制中心控制风机增加转速或者减小转速。

7.根据权利要求6所述的应用于转炉除尘装置的防爆方法，其特征在于：所述步骤3还包括控制二级翻板文氏管增加开口度或减小开口度或者控制环缝文氏管增加环缝开口度或减小环缝开口度。

8.根据权利要求5至7任一所述的应用于转炉除尘装置的防爆方法，其特征在于还包括：

步骤4：如果T_n小于设定值T，控制湿式电除尘器降低极线极板之间的电压。