CN110295262B - 一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，包括十字测温杆、进水管、进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表、进水法兰、出水法兰、排水电动球阀、排水流量计、脱气罐、排水管、浮子开关、延迟开关、电动球阀、集气罐、液位报警控制器、电动排水球阀、排水槽、远程CO报警仪、电动燃烧阀、电子点火装置、温度感应报警装置、远程信号处理显示控制柜。本发明能远程精准、快速、高效地检测出高炉十字测温杆破损漏水，实现漏水自动报警，提高检漏精度和效率、缩短检漏时间，并在远程根据十字测温杆破损大小，实施控制水量技术，进而降低工人的作业风险及劳动强度，为高炉的安全稳定生产运行提供坚实的基础保障。

Description

一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，更具体地指一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统。

背景技术

高炉是一个高温高压的密闭反应器，而十字测温杆呈“十”字状安装在高炉炉体的炉喉部位，每根十字测温杆上间隔安装有若干热电偶，用于监测炉顶温度和炉料上部煤气流的分布状况，指导高炉的操作。因十字测温杆置于高炉炉内，接触高温，故通有高压冷却水冷却。在高炉生产过程中，由于十字测温杆直接承受炉料冲击和磨损，同时受到上升荒煤气流的冲刷及温度变化产生的热应力，杆体表面容易磨损、变形、开裂，致使漏水。十字测温杆破损漏水后，消耗大量的热量，导致炉温下降，严重时甚至导致炉凉，造成高炉不能维持正常运行。

目前，十字测温杆破损漏水后，一般都是凭经验或到现场关小给水阀并在排水口看出水是否有气泡或抽蓄，再在排水口点火，看是否能点着炉内带出的煤气，以此确认杆体破损漏水。但是上述检漏方法往往会等到漏水已影响到高炉炉况顺行才会去发现和检查，存在滞后性和延误性，对高炉安全生产极为不利。主要存在以下缺点：(一)检漏的精度低，由于完全是靠人工凭经验进行，只能检查出漏点较大的部位；(二)耗时长，检查时要不断调整进水的大小，方能用肉眼看到炉内煤气带入水中的气泡，而且必须等到有一定量的气泡才能点着火；(三)由于十字测温杆检漏位置的工作环境恶劣，时有煤气含量高于人员安全界限，光线差，有大量粉尘，环境温度高达四五十度，给操作工带来相当大的安全隐患。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对上述现有技术十字测温杆破损检漏方法的缺陷问题，本发明的目的在于提供一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，能远程精准、快速、高效地检测出高炉十字测温杆破损漏水，实现漏水自动报警，提高检漏精度和效率、缩短检漏时间，并在远程根据十字测温杆破损大小，实施控制水量技术，进而降低工人的作业风险及劳动强度，为高炉的安全稳定生产运行提供坚实的基础保障。

(二)技术方案

一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，包括十字测温杆、进水管、进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表、进水法兰、出水法兰、排水电动球阀、排水流量计、脱气罐、排水管、浮子开关、延迟开关、电动球阀、集气罐、液位报警控制器、电动排水球阀、排水槽、远程CO报警仪、电动燃烧阀、电子点火装置、温度感应报警装置；所述十字测温杆由高压水通过进水管进行冷却，冷却后由排水管排出至排水槽；进水管上依次安装有进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表，进水管通过进水法兰与十字测温杆相连；十字测温杆通过出水法兰与排水管相连，排水管上依次安装有排水电动球阀、排水流量计、脱气罐；脱气罐通过浮子开关、电动球阀与集气罐相连，浮子开关、电动球阀之间连接有延迟开关；集气罐两端安装有液位报警控制器；集气罐通过电动排水球阀、排水管与排水槽相连，集气罐上安装有远程CO报警仪，集气罐通过电动燃烧阀与电子点火装置相连，电子点火装置上安装有温度感应报警装置。

根据本发明的一实施例，所述检漏报警系统还包括远程信号处理显示控制柜。

根据本发明的一实施例，所述进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表、排水电动球阀、排水流量计、浮子开关、延迟开关、电动球阀、液位报警控制器、电动排水球阀、远程CO报警仪、电动燃烧阀、电子点火装置、温度感应报警装置通过信号线与远程信号处理显示控制柜相连。

根据本发明的一实施例，所述远程信号处理显示控制柜包括压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置，所述压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置分别与十字测温杆、远程信号处理显示控制柜相连。

(三)有益效果

采用了本发明的技术方案，一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，具有以下有益效果：(1)能通过远程检测、报警、控制手段，精准、快速、高效的检测出高炉十字测温杆破损漏水，实现漏水自动报警，并在远程控制漏水技术，避免漏水对高炉生产及安全带来的严重影响；(2)能提高检漏精度和效率、缩短检漏时间，进而降低工人劳动强度，为高炉的安全稳定生产运行提供坚实的基础保障；(3)避免了操作人员在恶劣的现场环境中长时间作业，实现了可在高炉中控室电脑上远程控制操作，确保人身安全；(4)检漏精度高，对难以查出的、特别是小损漏，都能通过本多种检漏技术有效地检测出来；(5)集中了五种检测方法为一体进行检测，且检测结果可以相互验证，对杆体破损泄漏的检测判断更合理、更科学；(6)在高炉任何工况状态下都能合理使用，对高炉水冷冷却器的检漏技术普遍适用，具有广泛的应用前景。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为高炉十字测温杆的精准检漏报警控制系统原理图；

图2为高炉十字测温杆的远程显示控制柜原理框图。

附图标记说明：

1、十字测温杆；2、进水管；3、进水电动调节阀；4、进水流量计；5、进水电动球阀；6、压力表；7、进水法兰；8、出水法兰；9、排水电动球阀；10、排水流量计；11、脱气罐；12、排水管；13、浮子开关；14、延迟开关；15、电动球阀；16、集气罐；17、液位报警控制器；18、电动排水球阀；19、排水管；20、排水槽；21、远程CO报警仪；22、电动燃烧阀；23、电子点火装置；24、温度感应报警装置；25、远程信号处理显示控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图1，一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，包括十字测温杆1、进水管2、进水电动调节阀3、进水流量计4、进水电动球阀5、压力表6、进水法兰7、出水法兰8、排水电动球阀9、排水流量计10、脱气罐11、排水管12、浮子开关13、延迟开关14、电动球阀15、集气罐16、液位报警控制器17、电动排水球阀18、排水管19、排水槽20、远程CO报警仪21、电动燃烧阀22、电子点火装置23、温度感应报警装置24、远程信号处理显示控制柜25。

十字测温杆1是由高压水通过进水管2进行冷却，冷却后由排水管12排出至排水槽20。进水管2上依次安装有进水电动调节阀3、进水流量计4、进水电动球阀5、压力表6，进水管2通过进水法兰7与十字测温杆1相连。十字测温杆1通过出水法兰8与排水管12相连，排水管12上依次安装有排水电动球阀9、排水流量计10、脱气罐11。脱气罐11通过浮子开关13、电动球阀15与集气罐16相连；浮子开关13、电动球阀15之间连接有延迟开关14。集气罐16两端安装有液位报警控制器17；集气罐16通过电动排水球阀18、排水管19与排水槽20相连。集气罐16上安装有远程CO报警仪22，集气罐16通过电动燃烧阀22与电子点火装置23相连，电子点火装置23上安装有温度感应报警装置24。进水电动调节阀3、进水流量计4、进水电动球阀5、压力表6、排水电动球阀9、排水流量计10、浮子开关13、延迟开关14、电动球阀15、液位报警控制器17、电动排水球阀18、远程CO报警仪21、电动燃烧阀22、电子点火装置23、温度感应报警装置24通过信号线与远程信号处理显示控制柜25相连。

远程信号处理显示控制柜25包括压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置，压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置分别与十字测温杆1、远程信号处理显示控制柜25相连。

(1)压力判断检漏及处置装置：

在十字测温杆的进水管上安装压力表，可通过远程显示控制柜在中控操作，短暂关闭排、进水电动球阀，观察中控室的压力表显示值保压状态，若杆体不漏水，则保持压力不变；若有破损泄漏的必然会有压降，以此来判断该杆体是否破损泄漏。根据工艺要求，压力表显示值设定报警阈值,直接对当前压力表显示值高低进行判断，当设定压力表显示报警值：小于原来系统压力显示值0.2～1.0MPa时，确认杆体破损漏水即报警，输出压力表显示值报警信号，并中控显示器上显示。压力判断检漏方法对在线生产状态和高炉休风状态下全都适用。

(2)流量差报警检漏及处置装置：

在十字测温杆的进、排水管上分别安装高精度流量计，若杆体不漏水，则进、排水流量差保持不变；若有破损泄漏的必然会有流量差变化，以此来判断该杆体是否破损泄漏，并将进、排水流量差数据传入中控室电脑。根据工艺要求，进、排水流量差设定报警阈值，直接对当前进出水流量差多少进行判断，当设定流量差报警值：≥10～20l/min时，确认杆体破损漏水即报警，输出进、排水流量差报警信号，并中控显示器上显示。

(3)浮子开关报警检漏装置：

在十字测温杆的排水管上安装脱气罐，其作用是可以大大降低冷却水在脱气罐内的流速，若杆体破损时使产生的气泡在脱气罐内有足够的时间上浮，达到气液分离的效果。当排水从脱气罐流过后排出，若此时杆体存在破损泄漏，必有炉内煤气从破损泄漏点反窜入杆体管路内，此时，水中不断夹带着高炉煤气气泡排出，则必然会有煤气气泡从流经脱气罐的水体中分离逸出，逸出的煤气气泡将上升到浮子开关容器的顶部不断聚集。当煤气气泡聚集到一定数量时浮子被顶开，并将浮子开关信号传入中控室电脑。根据工艺要求浮子开关信号设定报警阈值，直接对当前浮子信号是否开启进行判断，当设定浮子开关信号报警值：显示开信号时，确认杆体破损漏水即报警，输出浮子开关信号报警信号，并中控显示器上显示。

在浮子开关容器与集气罐间，安装有延迟开关和电动球阀，其作用是：当浮子开关报警时，联动触发延迟开关(一般延迟值在1～2min)，然后延迟开关控制电动球阀打开，浮子开关容器中的煤气进入集气罐，排气后，浮子开关信号关闭，电动球阀也关闭。延迟开关的作用是使浮子开关报警时，有足够的时间提醒操作人员。

(4)煤气收集报警检漏装置：

集气罐通过收集浮子开关容器中的煤气，其作用是将煤气暂时储存，便于煤气自动探测器进行煤气检测，同时也为电子点火装置及温度感应报警装置提供一定量的连续气源。与集气罐连在一起的煤气自动探测器，其作用是检测集气罐内是否有煤气，并将煤气CO浓度的数据传入中控室电脑。根据工艺要求CO浓度设定报警阈值，直接对当前CO浓度进行判断，当设定CO浓度报警值：>30～60mg/m3时，确认杆体破损漏水即报警，输出CO浓度报警信号，并中控显示器上显示。集气罐中设有高、低液位检测报警装置，其作用是，当浮子开关容器排气中带入冷却水达到高液位时，中控显示报警，液位报警控制器触发集气罐底部的电动排水阀打开排水；当排水至低液位时，报警消除，电动排水阀关闭。

(5)煤气点火温度报警检漏装置：

在集气罐上连接安装有电动燃烧阀，以及固定在支架上的电子点火装置及温度感应报警装置，其作用是实现煤气的点火和温度的传感。当CO浓度报警时，触发电动燃烧阀打开，自动电子点火装置也同时开始点火。固定在支架上并位于烧嘴正上方的温度传感器，其作用是根据温度的变化判断煤气是否点着，并将温度传感器显示值的数据传入中控室电脑。根据工艺要求温度传感器显示值设定报警阈值，直接对当前温度传感器显示值高低进行判断，当设定温度传感器显示报警值：>100～150℃时，确认杆体破损漏水即报警，输出温度传感器显示值报警信号，并中控显示器上显示。

本发明通过“检漏→报警→控制”的技术思路，将实时对远程信号数据反馈中控画面，并根据工艺要求设定报警阈值，通过对检漏信号数据自动报警模块编程和PLC程序控制，实现漏水自动报警，并能在远程控制漏水。提高检漏精度和效率、缩短检漏时间，进而降低工人的作业风险及劳动强度，为高炉的安全稳定生产运行提供坚实的基础保障。

十字测温杆破损判断流程：

当中控室电脑显示十字测温杆进水流量计4与排水流量计10之流量差≥10～20l/min时，即达到了原设定的流量差报警值，中控显示器上显示流量差报警，提示十字测温杆破损漏水。当流量差报警时，再查看中控室电脑显示的浮子开关13是否报警。如果浮子开关13没有报警，预示十字测温杆体损漏较小或者是误报警，可通过安装在进水管上的压力表6来进一步检漏，即短暂关闭排水电动球阀9、进水电动球阀5，观察中控室的压力表显示值保压状态，当低于原来系统压力显示值0.2～1.0MPa时，则提示十字测温杆破损漏水，但也可能是进水法兰7或出水法兰漏水8，需现场检查确认。如果浮子开关13画面报警，则提示十字测温杆可能破损漏水，说明水中带有气体，但还不能判断一定是煤气。继续查看远程CO报警仪21是否报警，如果CO浓度>30～60mg/m3(设定的报警值)时，基本可以判断十字测温杆破损漏水，但也存在误报警的可能；最终要查看温度感应报警装置24是否报警，如果显示温度>100～150℃(设定温度报警值)时，即可以准确的判断十字测温杆破损漏水。

十字测温杆破损后的控制流程：

当确认十字测温杆1杆体破损漏水时，根据检漏报警系统的实际测定值，判断杆体破损漏水大小，若进、排水流量差在10～50l/min时，可在中控室电脑上操作进水电动调节阀3，作控制水量处理，使进、排水流量差显示最小，即漏入炉内的水最少。若进、排水流量差大于50l/min时，可在中控室操作，关闭破损十字测温杆1的进水电动球阀5、排水电动球阀9，实施闭水处置时将杆体进、排水电动球阀的关信号与氮气电动球阀开信号联动，当接受到杆体进、排水电动球阀的关信号时氮气电动球阀即自动打开，改成氮气冷却，从而确保了杆体设备的有效冷却。

综上所述，采用了本发明的技术方案，一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，具有以下有益效果：

(1)能通过远程检测、报警、控制手段，精准、快速、高效的检测出高炉十字测温杆破损漏水，实现漏水自动报警，并在远程控制漏水技术，避免漏水对高炉生产及安全带来的严重影响。

(2)能提高检漏精度和效率、缩短检漏时间，进而降低工人劳动强度，为高炉的安全稳定生产运行提供坚实的基础保障。

(3)避免了操作人员在恶劣的现场环境中长时间作业，实现了可在高炉中控室电脑上远程控制操作，确保人身安全。

(4)检漏精度高，对难以查出的、特别是小损漏，都能通过本多种检漏技术有效地检测出来。

(5)集中了五种检测方法为一体进行检测，且检测结果可以相互验证，对杆体破损泄漏的检测判断更合理、更科学。

(6)在高炉任何工况状态下都能合理使用，对高炉水冷冷却器的检漏技术普遍适用，具有广泛的应用前景。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (2)

1.一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，其特征在于：包括十字测温杆、进水管、进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表、进水法兰、出水法兰、排水电动球阀、排水流量计、脱气罐、排水管一、排水管二、浮子开关、延迟开关、电动球阀、集气罐、液位报警控制器、电动排水球阀、排水槽、远程CO报警仪、电动燃烧阀、电子点火装置、温度感应报警装置；所述十字测温杆由高压水通过进水管进行冷却，冷却后由排水管一排出至排水槽；进水管上依次安装有进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表，进水管通过进水法兰与十字测温杆相连；十字测温杆通过出水法兰与排水管二相连，排水管上依次安装有排水电动球阀、排水流量计、脱气罐；脱气罐通过浮子开关、电动球阀与集气罐相连，浮子开关、电动球阀之间连接有延迟开关；集气罐两端安装有液位报警控制器；集气罐通过电动排水球阀、排水管与排水槽相连，集气罐上安装有远程CO报警仪，集气罐通过电动燃烧阀与电子点火装置相连，电子点火装置上安装有温度感应报警装置，

所述检漏报警系统还包括远程信号处理显示控制柜，

所述远程信号处理显示控制柜包括压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置，所述压力判断检漏及处置装置、流量差报警检漏及处置装置、浮子开关报警检漏装置、煤气收集报警检漏装置、煤气点火温度报警检漏装置分别与十字测温杆、远程信号处理显示控制柜相连。

2.如权利要求1所述的一种高炉十字测温杆精准检漏报警系统，其特征在于：所述进水电动调节阀、进水流量计、进水电动球阀、压力表、排水电动球阀、排水流量计、浮子开关、延迟开关、电动球阀、液位报警控制器、电动排水球阀、远程CO报警仪、电动燃烧阀、电子点火装置、温度感应报警装置通过信号线与远程信号处理显示控制柜相连。

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