CN113295281B - 推焦杆上的炉壁温度监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种推焦杆上的炉壁温度监测装置，包括：机架、由带安装空腔的推杆部和推焦头构成的推焦杆，推杆部通过前后滑移结构和驱动装置设于机架上；在推杆部的顶部竖向设置有带第一空腔和排气管的上连接部，在推杆部的底部竖向设置有带第二空腔的下连接部，在上连接部上段的左右两侧、上连接部下段的左右两侧以及下连接部下段的左右两侧分别安装有一个红外测温探头以及对每个红外测温探头尾部进行风冷降温的风冷管路系统；在推杆部、以及上连接部和下连接部上还包裹有玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层。该装置能自动实时监测炉壁温度，温度测量准确性高，且各红外测温探头的连续使用温度达到1050°C，短时间使用温度也可达1260°C。
Description
技术领域
本发明涉及炼焦控制技术领域，尤其涉及一种推焦杆上的炉壁温度监测装置。
背景技术
炼焦炉是炼焦的主要热工设备，用于使煤炭化以生产焦炭。焦炭生产过程中最为关键的是炼焦炉温度控制，它与焦炭质量和结焦时间有着密不可分的关系。其中炼焦炉炉壁温度是炼焦炉温度控制的一个重要技术参数，但是由于炉膛温度较高，炉况比较复杂，进行炼焦炉炉壁温度的实时测量非常困难，因而若能实时监测炼焦炉炉壁温度变化，并及时作出相应的调整就成了炼焦领域中亟需解决的问题。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种能自动实时监测炉壁温度、且温度测量准确性高的推焦杆上的炉壁温度监测装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，包括：机架、由前后方向横卧放置的推杆部和固定安装于推杆部前端的推焦头构成的推焦杆，推杆部通过前后滑移结构活动设置于机架上，在机架和推杆部之间设置有驱动推杆部向前移动或向后移动的驱动装置；在推杆部中设置有中空的安装空腔，在推焦头后方的推杆部的顶部竖向设置有带第一空腔的上连接部，且第一空腔与安装空腔密封连通，在上连接部顶部还设置有与第一空腔连通的排气管；在推焦头后方的推杆部的底部竖向设置有带第二空腔的下连接部，且第二空腔与安装空腔连通；在上连接部上段的左右两侧、上连接部下段的左右两侧以及下连接部下段的左右两侧分别开设有一个安装孔，每个安装孔均为由位于内侧的第一连接孔和位于外侧的第二连接孔构成的台阶孔结构，且第一连接孔的孔径大于第二连接孔的孔径；在每个第二连接孔中均固定安装有一个耐高温的红外测温探头，此时每个红外测温探头的尾部均位于对应第一连接孔中，在每个第一连接孔处均固定设置有一根吹扫管，各吹扫管的吹气口朝向对应第一连接孔内的红外测温探头尾部，对红外测温探头尾部进行风冷降温，以提高红外测温探头的耐温温度。各吹扫管的进气口分别与设置于安装空腔中的第一气管连通；在推杆部后段固定设置有转接箱，在推杆部下方还设置有拖链，拖链尾部固定连接于转接箱上，第二气管和六根外部光纤电缆穿插于拖链的空腔中；在安装空腔中由前至后依次间隔排列有若干隔板，在每个隔板上均开设有六个光纤电缆支撑孔和一个气管支撑孔，六个红外测温探头的光纤电缆分别由前至后依次穿过每个隔板上对应的光纤电缆支撑孔后、通过转接箱分别与拖链中对应的六根外部光纤电缆连接，第一气管由前至后依次穿过每个隔板上的气管支撑孔后、通过转接箱与拖链中的第二气管连通。其中，第二气管的进气口与压缩空气源连接，拖链中的六根外部光纤电缆与炼焦炉的控制系统连接，将六个红外测温探头测得的炉壁温度数据传输至炼焦炉的控制系统中，控制系统就能根据测量的温度数据分析出炉壁温度变化趋势，瞬时调节加热时间，从而达到精确调节炼焦炉的燃烧室温度，提高炉温均匀性，并有效降低炼焦炉热量消耗。在推杆部、以及除六个安装孔外的上连接部和下连接部上还包裹有玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，所述的前后滑移结构为：若干个左右方向横卧放置的托辊通过对应轴承座组由前至后依次间隔排列支撑于机架上，在推杆部的底部设置有与各托辊配合的轨道，推杆部通过轨道搁置于各托辊上；所述的驱动装置的结构为：在位于上连接部后方的推杆部的顶部固定设置有齿条，齿条前后方向放置，在机架上固定设置有减速机，在减速机的输出轴上固定设置有与齿条啮合的驱动齿轮。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，在每个隔板的底部均设置有一对托轮，各隔板通过其底部的一对托轮沿推杆部的安装空腔的底面移动至所需位置。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，推杆部的后端面敞开形成敞开口，敞开口与推杆部的安装空腔连通。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层的厚度为30～50毫米。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，在推焦头后段底部由前至后间隔安装有N组链条组，N≥3，每组链条组均为由若干由左至右间隔排列的链条构成的门帘结构；将N组链条组由前至后分为若干单元，每个单元由M组链条组构成，1≤M≤N，各单元内的各链条的链节的大小一致，且各单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸小于位于各单元后方的相邻单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，在推焦头后端上设置有套筒，在套筒内壁上、沿内圆周方向间隔固定设置有若干第一斜楔块，各第一斜楔块的倾斜面均为由前至后逐渐向内倾斜的倾斜面，在推杆部前端外圆周上固定设置有若干与各第一斜楔块的倾斜面一一对应配合的第二斜楔块；推杆部前端插入推焦头的套筒中至各第二斜楔块与对应第一斜楔块压紧后，通过紧固连接结构使套筒与推杆部二者固定连接。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，所述的紧固连接结构包括：带头部连接块的螺杆、第三斜楔块、第四斜楔块、隔套和螺母，在第三斜楔块的小头端开设有能卡于螺杆的第一卡槽，在第四斜楔块的小头端开设有能卡于螺杆的第二卡槽，螺杆依次穿过套筒顶部的竖向通孔、推杆部顶部的竖向通孔、推杆部底部的竖向通孔、套筒底部的竖向通孔、隔套后与螺母旋紧，第三斜楔块通过第一卡槽卡于套筒底部与隔套之间的螺杆上，第四斜楔块通过第二卡槽卡于第三斜楔块与隔套之间的螺杆上，且第三斜楔块的倾斜面与第四斜楔块的倾斜面接触压紧后、第三斜楔块与第四斜楔块二者焊接固定。
进一步地，前述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其中，在推焦头顶部设置有能将积聚于炼焦炉炉腔顶面的石墨刮落的刮板组，在推焦头上固定设置有将漂浮于炼焦炉炉腔顶部的石墨吹散于炉腔中的石墨吹扫管，石墨吹扫管的出气口位于刮板组的后方；在拖链的空腔中设置有第三气管，在推杆部的安装空腔中设置有第四气管，石墨吹扫管的进气口端密封穿过推杆部上的通孔后与第四气管的出气口连通，第四气管的进气口通过转接箱与拖链中的第三气管连通。
本发明的有益效果是：①六个红外测温探头以单点阵列的形式排布，推焦杆位于炉膛中时，六个红外测温探头测得炼焦炉左右两侧炉壁三个不同高度的炉壁温度，这些测量得到的温度数据代表了所测炼焦炉炉壁的温度分布，温度测量准确性高；②采用耐高温的红外测温探头，并配合包裹的玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层、各吹扫管风冷降温、推杆部后端敞开口散热，使得各红外测温探头的连续使用温度达到1050°C，短时间使用温度也可达1260°C。
附图说明
图1是本发明所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置的结构示意图。
图2是图1中推焦杆后段的局部结构示意图。
图3是隔板的结构示意图。
图4是图3中左视方向的局部结构示意图。
图5是图1中推焦杆上的炉壁温度监测装置的前段的局部结构示意图。
图6是图5中A-A剖视方向的局部结构示意图。
图7是图6中B部分的局部放大结构示意图。
图8是图5中推焦头下段的局部结构示意图。
图9是图5中推焦头上段的局部结构示意图。
图10图5中推焦头与推杆部的连接部分的局部结构示意图。
图11是图10中C部分的局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，包括：机架1、由推杆部2和推焦头3构成的推焦杆，其中推杆部2呈前后方向横卧放置，推焦头3固定安装于推杆部2的前端。推杆部2通过前后滑移结构活动设置于机架1上，在机架1和推杆部2之间设置有驱动推杆部2向前移动或向后移动的驱动装置。
如图1和图2所示，本实施例中所述的前后滑移结构为：若干个左右方向横卧放置的托辊11通过对应轴承座组由前至后依次间隔排列支撑于机架1上，在推杆部2的底部设置有与各托辊11配合的轨道21，推杆部2通过轨道21搁置于各托辊11上。前后滑移结构可以采用多种结构形式，并不局限于上述一种结构形式。
如图1和图2所示，本实施例中所述的驱动装置的结构为：在推杆部2的顶部固定设置有齿条24，齿条24呈前后方向放置，在机架1上固定设置有减速机13，在减速机13的输出轴上固定设置有与齿条24啮合的驱动齿轮。推焦杆工作时通过减速机、齿轮齿条传动驱动推杆部2向前移动或向后移动。驱动装置的结构可以采用多种结构形式，并不局限于上述一种结构形式。
如图1、图2、图5和图6所示，在推杆部2中设置有中空的安装空腔22，在推焦头3后方的推杆部2的顶部竖向设置有带第一空腔410的上连接部41，且第一空腔410与推杆部2的安装空腔22密封连通。在上连接部41的顶部还设置有与第一空腔410连通的排气管40。在推焦头3后方的推杆部2的底部竖向设置有带第二空腔的下连接部42，且第二空腔与推杆部2的安装空腔22连通。在上连接部41上段的左右两侧、上连接部41下段的左右两侧以及下连接部42下段的左右两侧分别开设有一个安装孔4，每个安装孔4均为由位于内侧的第一连接孔401和位于外侧的第二连接孔402构成的台阶孔结构，且第一连接孔401的孔径大于第二连接孔402的孔径。如图6和图7所示，在每个第二连接孔402中均固定安装有一个耐高温的红外测温探头81，此时每个红外测温探头81的探测头与对应第二连接孔402的孔壁密封接触，每个红外测温探头81的尾部则位于第一连接孔401中。其中，耐高温的红外测温探头81可以采用进口雷泰YT-FR1BCF2H-10红外测温探头。推焦头3位于炼焦炉炉腔中时，各红外测温探头81垂直指向对应侧炼焦炉炉壁。在每个第一连接孔401处均固定设置有一根吹扫管91，各吹扫管91的吹气口朝向对应第一连接孔401中的红外测温探头81的尾部，各吹扫管91的进气口分别与设置于推杆部2的安装空腔22中的第一气管连通。在推杆部2的后段固定设置有转接箱6，在推杆部2下方还设置有拖链12，拖链12尾部固定连接于转接箱6上，第二气管和六根外部光纤电缆穿插于拖链12的空腔中。在推杆部2的安装空腔22中由前至后依次间隔排列有若干隔板7，在每个隔板7上均开设有六个光纤电缆支撑孔和一个气管支撑孔，六个红外测温探头81的光纤电缆811分别由前至后依次穿过每个隔板7上对应的光纤电缆支撑孔后、通过转接箱6分别与拖链中对应的六根外部光纤电缆电连接，第一气管由前至后依次穿过每个隔板7上的气管支撑孔后、通过转接箱6与拖链中的第二气管连通。其中，各吹扫管91、第一气管、第二气管构成风冷管路系统。各隔板7的设置可以将六个红外测温探头81的光纤电缆811分开布置，这样可以降低六个红外测温探头8的光纤电缆811之间的相互信号干扰影响，提高温度测量的准确性。
拖链12中的六根外部光纤电缆与炼焦炉的控制系统连接，将六个红外测温探头81测得的炉壁温度数据传输至炼焦炉的控制系统中，控制系统就能根据测量的温度数据分析出炉壁温度变化趋势，瞬时调节加热时间，从而达到精确调节炼焦炉的燃烧室温度，提高炉温均匀性，并有效降低炼焦炉热量消耗。
为了提高推焦杆整体的耐高温性能，本实施例在推杆部2、以及除六个安装孔4外的上连接部41和下连接部42上还包裹有玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层，玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层的厚度为30～50毫米。
如图3和图4所示，本实施例中在每个隔板7的底部均设置有一对托轮71，每个隔板7均能在外力作用下通过其底部的一对托轮71沿推杆部2的安装空腔的底面向前移动或向后移动。在隔板7安装过程中，各隔板通过其底部的一对托轮71沿推杆部2的安装空腔22的底面移动至所需位置后就停留在该位置不变了。此时位于每个隔板7前后两侧的空腔存在空气流通间隙，为加大空气流通间隙，还可以在每个隔板7上开设若干个气体流通通孔，上述设置既能方便调整每个隔板7处于推杆部2的安装空腔22中的位置，从而更好地支撑六个红外测温探头81的光纤电缆和第一气管，又能使推杆部2的整个安装空腔22处于气体流通状态，进一步提高了推焦杆的整体散热效果。此外，将推杆部2的后端面设置成敞开的敞开口23，敞开口23与推杆部2的安装空腔22连通，这样设置也能进一步提高推焦杆的整体散热效果。
本实施例在推焦头3后段底部由前至后间隔安装有N组链条组，N≥3，每组链条组均为由若干由左至右间隔排列的链条构成的门帘结构；将N组链条组由前至后分为若干单元，每个单元由M组链条组构成，1≤M≤N，各单元内的各链条的链节的大小一致，且各单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸小于位于各单元后方的相邻单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸。如图5和图8所示，本实施例中优先选择在推焦头3后段底部由前至后间隔安装有5组链条组，其中前面二组链条组33构成一个前部的单元，后面三组链条组34构成一个后部的单元，前部的单元中的各链条的链节的外轮廓尺寸小于后部的单元中的各链条的链节的外轮廓尺寸。推焦杆在驱动装置的驱动下向后运动、使推焦头3从炼焦炉炉腔向外运动的过程中，各组链条组从炼焦炉炉腔底面上拖过，将残留于炼焦炉炉腔底面的焦炭拖带出炼焦炉炉腔外。
如图3和图10所示，本实施例在推焦头3的后端上设置有套筒31，在套筒31的内壁上、沿内圆周方向间隔固定设置有若干第一斜楔块32，各第一斜楔块32可以通过对应第一支撑架安装于套筒31的内壁上，各第一斜楔块32的倾斜面均为由前至后逐渐向内倾斜的倾斜面，在推杆部2的前端外圆周上固定设置有若干与各第一斜楔块32的倾斜面一一对应配合的第二斜楔块23，各第二斜楔块23可以通过对应第二支撑架安装于推杆部2的外圆周上。推杆部2的前端插入推焦头3的套筒31中至各第二斜楔块23与对应第一斜楔块32压紧后，通过紧固连接结构使套筒31与推杆部2二者固定连接。为加强推焦头3与套筒31之间的连接强度，通常还可以设置若干加强筋30。
如图10和图11所示，本实施例中所述的紧固连接结构包括：带头部连接块510的螺杆51、第三斜楔块52、第四斜楔块53、隔套54和螺母55，在第三斜楔块52的小头端开设有能卡于螺杆51的第一卡槽521，在第四斜楔块53的小头端开设有能卡于螺杆51的第二卡槽531，螺杆51依次穿过套筒31顶部的竖向通孔、推杆部2顶部的竖向通孔、推杆部2底部的竖向通孔、套筒31底部的竖向通孔、隔套54后与螺母55旋紧，第三斜楔块52通过第一卡槽521卡于套筒31底部与隔套54之间的螺杆51上，第四斜楔块53通过第二卡槽531卡于第三斜楔块52与隔套54之间的螺杆51上，且第三斜楔块52的倾斜面与第四斜楔块53的倾斜面接触压紧后、第三斜楔块52与第四斜楔块53二者焊接固定。
如图5和图9所示，本实施例在推焦头2顶部设置有能将积聚于炼焦炉炉腔顶面的石墨刮落的刮板组35，推焦杆在驱动装置的驱动下向前运动、使推焦头3伸入炼焦炉炉腔的过程中，刮板组35从炼焦炉炉腔顶部铲过，将积聚于炼焦炉炉腔顶面的石墨刮落。在推焦头3上固定设置有将漂浮于炼焦炉炉腔顶部的石墨吹于炉腔中的石墨吹扫管36，石墨吹扫管36的出气口位于刮板组35的后方。在拖链12的空腔中设置有第三气管，在推杆部2的安装空腔22中设置有第四气管，石墨吹扫管36的进气口端密封穿过推杆部2上的通孔后与第四气管的出气口连通，第四气管的进气口通过转接箱6与拖链12中的第三气管连通。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：①六个红外测温探头以单点阵列的形式排布，推焦杆位于炉膛中时，六个红外测温探头81测得炼焦炉左右两侧炉壁三个不同高度的炉壁温度，这些测量得到的温度数据代表了所测炼焦炉炉壁的温度分布，温度测量准确性高；②采用耐高温的红外测温探头81，并配合包裹的玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层、各吹扫管风冷降温、推杆部后端敞开口散热，使得各红外测温探头的连续使用温度达到1050°C，短时间使用温度也可达1260°C。
Claims (8)
1.推焦杆上的炉壁温度监测装置，包括：机架、由前后方向横卧放置的推杆部和固定安装于推杆部前端的推焦头构成的推焦杆，其特征在于：推杆部通过前后滑移结构活动设置于机架上，在机架和推杆部之间设置有驱动推杆部向前移动或向后移动的驱动装置；在推杆部中设置有中空的安装空腔，在推焦头后方的推杆部的顶部竖向设置有带第一空腔的上连接部，且第一空腔与安装空腔密封连通，在上连接部顶部还设置有与第一空腔连通的排气管；在推焦头后方的推杆部的底部竖向设置有带第二空腔的下连接部，且第二空腔与安装空腔连通；在上连接部上段的左右两侧、上连接部下段的左右两侧以及下连接部下段的左右两侧分别开设有一个安装孔，每个安装孔均为由位于内侧的第一连接孔和位于外侧的第二连接孔构成的台阶孔结构，且第一连接孔的孔径大于第二连接孔的孔径；在每个第二连接孔中均固定安装有一个耐高温的红外测温探头，在每个第一连接孔处均固定设置有一根吹扫管，各吹扫管的吹气口朝向对应第一连接孔内，各吹扫管的进气口分别与设置于安装空腔中的第一气管连通；在推杆部后段固定设置有转接箱，在推杆部下方还设置有拖链，拖链尾部固定连接于转接箱上，第二气管和六根外部光纤电缆穿插于拖链的空腔中；在安装空腔中由前至后依次间隔排列有若干隔板，在每个隔板上均开设有六个光纤电缆支撑孔和一个气管支撑孔，六个红外测温探头的光纤电缆分别由前至后依次穿过每个隔板上对应的光纤电缆支撑孔后、通过转接箱分别与拖链中对应的六根外部光纤电缆连接，第一气管由前至后依次穿过每个隔板上的气管支撑孔后、通过转接箱与拖链中的第二气管连通；在推杆部、以及除六个安装孔外的上连接部和下连接部上还包裹有玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层；在推焦头后段底部由前至后间隔安装有N组链条组，N≥3，每组链条组均为由若干由左至右间隔排列的链条构成的门帘结构；将N组链条组由前至后分为若干单元，每个单元由M组链条组构成，1≤M≤N，各单元内的各链条的链节的大小一致，且各单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸小于位于各单元后方的相邻单元内的各链条的链节的外轮廓尺寸。
2.根据权利要求1所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：所述的前后滑移结构为：若干个左右方向横卧放置的托辊通过对应轴承座组由前至后依次间隔排列支撑于机架上，在推杆部的底部设置有与各托辊配合的轨道，推杆部通过轨道搁置于各托辊上；所述的驱动装置的结构为：在位于上连接部后方的推杆部的顶部固定设置有齿条，齿条前后方向放置，在机架上固定设置有减速机，在减速机的输出轴上固定设置有与齿条啮合的驱动齿轮。
3.根据权利要求1所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：在每个隔板的底部均设置有一对托轮，各隔板通过其底部的一对托轮沿推杆部的安装空腔的底面移动至所需位置。
4.根据权利要求1所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：推杆部的后端面敞开形成敞开口，敞开口与推杆部的安装空腔连通。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：玻璃态硅酸盐高温隔热纤维层的厚度为30～50毫米。
6.根据权利要求1所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：在推焦头后端上设置有套筒，在套筒内壁上、沿内圆周方向间隔固定设置有若干第一斜楔块，各第一斜楔块的倾斜面均为由前至后逐渐向内倾斜的倾斜面，在推杆部前端外圆周上固定设置有若干与各第一斜楔块的倾斜面一一对应配合的第二斜楔块；推杆部前端插入推焦头的套筒中至各第二斜楔块与对应第一斜楔块压紧后，通过紧固连接结构使套筒与推杆部二者固定连接。
7.根据权利要求6所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：所述的紧固连接结构包括：带头部连接块的螺杆、第三斜楔块、第四斜楔块、隔套和螺母，在第三斜楔块的小头端开设有能卡于螺杆的第一卡槽，在第四斜楔块的小头端开设有能卡于螺杆的第二卡槽，螺杆依次穿过套筒顶部的竖向通孔、推杆部顶部的竖向通孔、推杆部底部的竖向通孔、套筒底部的竖向通孔、隔套后与螺母旋紧，第三斜楔块通过第一卡槽卡于套筒底部与隔套之间的螺杆上，第四斜楔块通过第二卡槽卡于第三斜楔块与隔套之间的螺杆上，且第三斜楔块的倾斜面与第四斜楔块的倾斜面接触压紧后、第三斜楔块与第四斜楔块二者焊接固定。
8.根据权利要求1或6所述的推焦杆上的炉壁温度监测装置，其特征在于：在推焦头顶部设置有能将积聚于炼焦炉炉腔顶面的石墨刮落的刮板组，在推焦头上固定设置有将漂浮于炼焦炉炉腔顶部的石墨吹散于炉腔中的石墨吹扫管，石墨吹扫管的出气口位于刮板组的后方；在拖链的空腔中设置有第三气管，在推杆部的安装空腔中设置有第四气管，石墨吹扫管的进气口端密封穿过推杆部上的通孔后与第四气管的出气口连通，第四气管的进气口通过转接箱与拖链中的第三气管连通。
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