CN114879771A - 一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，包括生产模块和防爆模块；还包括计算模块，用于接收监测生产模块的监测模块所监测的监测信息，并根据监测信息对生产模块进行调控，防止防爆模块频繁启用。本发明所述一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，依靠在转炉干式系统的冷却烟道的拐角处设置有连接重量传感器的载灰板以及在设置在细灰仓进口的细灰运输机检测仪，从而进一步的避免了系统中能够引起静电除尘器发生泄爆的情况，即避免了系统内混合气体的温度过高过低以及静电除尘器内部发生火花，从而通过对系统内各生产环节的监测调控，有效地避免了泄爆阀的频繁启用，从而提高系统安全性、稳定性、可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及泄爆控制技术领域，具体涉及一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统。
背景技术
转炉炼钢干法除尘系统主要是以处理转炉烟气冷却及净化冶炼中产生的含尘气体，并回收含有一定CO比例的煤气供将来使用为主要目的工艺过程。与转炉湿法除尘相比有着明显的节水、节电、维护量低、外排粉尘含量低等优势。
但由于干法除尘采用了相对“敏感”的静电除尘器，稍有不慎就会出现泄爆而中断炼钢生产，因此，现有技术中，常常在静电除尘器进出口处设置若干个泄爆阀进行泄爆保护。但泄爆阀的启用通常会带来以下缺点：1、一容易导致泄爆阀由于多次启用其安全性降低，损坏率提高；2、泄爆阀泄爆时容易对静电除尘器阳极板形成冲击，使阳极板发生位移或变形，阳极板与阴极线之间的距离发生改变，达到起弧的条件，可能会连续引发多次泄爆；3、泄爆阀打开时需要停止系统内吹炼严重影响了生产效率。但为了系统内的安全性，防止泄爆也不能盲目的从改变泄爆阀动作压力入手。
因此，预防泄爆和避免泄爆的发生已成为转炉冶炼和干法除尘稳定运行的重要工作，系统安全性、稳定性、可靠性等方面的提高，对于转炉煤气回收、节约能源、保护环境和减少污染具有重要的意义。本发明提供了一种泄爆阀的监测控制系统，通过对系统内各生产环节的监测调控，能够有效地避免泄爆阀的频繁启用，从而提高系统安全性、稳定性、可靠性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，具体技术方案如下：
一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，包括生产模块和防爆模块；还包括：
计算模块，用于接收监测生产模块的监测模块所监测的监测信息，并根据监测信息对生产模块进行调控，防止防爆模块频繁启用。
作为上述技术方案的改进，所述计算模块包括工序单元，用于判断系统处于哪个工序阶段内，并设定对应蒸发冷却器入口温度和温差。
作为上述技术方案的改进，所述计算模块还包括强制单元与温度控制单元，
所述强制单元，用于根据监测模块所监测的蒸发冷却器出口温度，提高或降低冷却水阀门开度；
所述温度控制单元，在强制单元的调控后，根据监测模块所监测的载灰板的重量以及工序单元设定对应蒸发冷却器入口温度和温差，调节阀门开度控制蒸发冷却器出口处温度。
作为上述技术方案的改进，所述强制单元，设定有最低出口温度t以及最高出口温度t，强制单元根据蒸发冷却器出口处温度做出如下判断：
若蒸发冷却器出口处温度小于t，冷却水阀门降低开度；
若蒸发冷却器出口处温度大于t，冷却水阀门开度增大。
作为上述技术方案的改进，计算模块还包括停机单元与火花控制单元，
所述停机单元设定有载灰板的极限重量，用于根据监测模块所监测的载灰板的重量判断系统是否需要停机清垢；
所述火花控制单元设定有细灰运输机单位时间运输的细灰量异常值，用于根据监测模块所监测的细灰运输机单位时间运输的细灰量判断系统是否需要检修维护。
作为上述技术方案的改进，计算模块还包括报警单元，用于停机单元与火花控制单元判断需要维护时发出警报。
一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，包括生产模块和防爆模块；还包括：
监测模块，用于监测生产模块各生产环节的信息，并将该监测信息发送给计算模块；
所述计算模块，用于根据监测信息对生产模块进行调控，防止防爆模块频繁启用。
作为上述技术方案的改进，所述监测模块包括温度监测单元与火花监测单元，
所述温度监测单元，用于监测蒸发冷却器生产环节对应生产信息，并将监测数据发送给计算模块；
所述火花监测单元，用于静电除尘器生产环节对应生产信息，并将监测数据发送给计算模块。
作为上述技术方案的改进，所述温度监测单元包括温度传感器与重量传感器，
所述温度传感器数量为若干个，分别设置在蒸发冷却器进出口，用于监测蒸发冷却器进出口端的实时温度，并将监测温度数据发送给计算模块；
所述重量传感器设置在蒸发冷却器前端冷却烟道内，其朝向冷却烟道侧设置有载灰板，用于监测载灰板的自身重量并将监测数据发送给计算模块。
作为上述技术方案的改进，所述火花监测单元包括细灰运输机检测仪，用于监测细灰运输机单位时间运输的细灰量，并将监测数据发送给计算模块。
本发明与现有技术相比较，其技术效果如下：
本发明所述一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，依靠在转炉干式系统的冷却烟道的拐角处设置有连接重量传感器的载灰板以及在设置在细灰仓进口的细灰运输机检测仪，从而进一步的避免了系统中能够引起静电除尘器发生泄爆的情况，即避免了系统内混合气体的温度过高过低以及静电除尘器内部发生火花，从而通过对系统内各生产环节的监测调控，有效地避免了泄爆阀的频繁启用，从而提高系统安全性、稳定性、可靠性。
附图说明
图1为本发明所述一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统整体结构示意图；
图2为本发明现有转炉干式系统结构示意图；
图3为本发明所述计算模块结构示意图；
图4为本发明所述监测模块结构示意图；
附图标记：10—生产模块、20—计算模块、30—监测模块、40—防爆模块、21—工序单元、22—强制单元、23—温度控制单元、24—停机单元、25—火花控制单元、26—报警单元、31—温度监测单元、32—火花监测单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1所示，本发明一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，应用于转炉干式除尘系统中，包括生产模块10、计算模块20、监测模块30以及防爆模块40。
如图2所示，本发明生产模块10为现有的转炉干式除尘系统中各环节生产设备，包括转炉，烟罩，蒸发冷却器，粗灰仓、静电除尘器，细灰仓，引风机，切换站，煤气冷却器，煤气柜，放散烟囱等，用于净化转炉炼钢产生的一次烟气，并对净化后的煤气进行回收，同时具有很高的除尘效果。具体的，蒸发冷却器包括用于控制喷水的冷却水阀门。
防爆模块40包括若干个泄爆阀，设置在静电除尘器的两端。现有的干式除尘系统中，为了保证转炉干法除尘系统稳定运行和防止静电除尘器内设备损毁，通常将泄爆阀设置在静电除尘器两端，当系统内可燃气体与氧气的混合比达到极限时，及时泄爆，防止烟气电除尘器中引发爆炸。但由于泄爆阀作为针对泄爆的保护设备，是否打开直接关系到转炉冶炼过程，泄爆阀打开时需要停止吹炼，若工业生产中多次通过泄爆阀泄爆，一方面容易导致泄爆阀由于多次启用其安全性降低，损坏率提高，另一方面也严重影响了生产效率。因此，本发明通过计算模块20与监测模块30对系统内各生产流程进行实时监控，通过提前调控，大幅度避免防爆模块40的启用。
监测模块30主要用于监测干式除尘系统中各生产环节的生产信息，并将各生产信息发送给计算模块20。
计算模块20根据监测模块30发送的系统中各生产环节生产信息，调控生产模块10的生产状态，从而避免防爆模块40尽量避免启用，同时使工业生产能够更加平稳高效。
作为进一步的优化改进，转炉干式除尘系统中静电除尘器发生泄爆原因有以下三点，分别为可燃性气体与氧气的混合比、混合气体的温度、静电除尘器内部存在火种。针对上述三种情况，现有的监测系统通常利用设置在静电除尘器出口处的文丘里流量计与炉口处的压差控制器，通过烟气压力与流量的双PID控制方法，实时调整引风机转数，保证炉口处于微正压状态，从而确保可燃性气体与氧气的混合比符合要求。但对于蒸发冷却器出口处的温度控制以及静电除尘器内部的火花控制，现有技术给出的方案仍具有缺陷，仍会导致泄爆阀因此频繁启用。对此，如图4所示，本发明监测模块30设置有温度监测单元31与火花监测单元32，分别监测蒸发冷却器与静电除尘器，并将监测的数据发送给计算模块20，通过计算模块20反馈调节，避免蒸发冷却器出口温度过高以及静电除尘器内部产生火花。
具体的，温度监测单元31包括：设置在蒸发冷却器进出口的温度传感器、设置在蒸发冷却器前端冷却烟道的重量传感器；温度传感器用于监测蒸发冷却器进出口端的实时温度，并将监测温度数据发送给计算模块20。重量传感器设置在冷却烟道拐角处，其朝向冷却烟道侧设置有载灰板，载灰板形状大小与冷却烟道相匹配，具体结构可根据实际情况设计，在此不再赘述，重量传感器用于监测载灰板的自身重量。与现有的相比，本发明温度监测单元31在蒸发冷却器与转炉的冷却烟道的拐角处设置有连接重量传感器的载灰板。由于蒸发冷却器在长期使用中由于喷水阀门的过量在捕集粗颗粒粉尘的同时容易产生湿底、挂壁现象，需要定期对其进行清除，在整体系统内部，烟道内的拐角过多，容易使烟气内的除尘灰在拐角处发生碰撞，产生除尘灰沉积、结块；两种过程在系统运行过程中具有一致性呈正相关。因此，烟道的灰尘结垢量能够反应蒸发冷却器内的结垢情况。即本发明温度监测单元31在传统控制蒸发冷却器进出口温差的基础上，还能够通过烟道的灰尘结垢量反应蒸发冷却器内的结垢情况，从而根据此对蒸发冷却器的喷水阀门开度，进行综合调整。进而使蒸发冷却器出口处的温度控制的更好。
火花监测单元32包括设置在细灰仓进口的细灰运输机检测仪，其通过监测细灰运输机单位时间运输的细灰量从而监测细灰的掉落速率。由于正常运行下，静电除尘器是不会产生电火花的，只有当电场内的阳极板和阴极板的距离达到了起弧条件时则会产生电火花，而除了泄爆阀多次泄爆外，阳极板的清灰振打效果差，不能及时清理阳极板上积聚的灰尘，致阳极板的带电离子与阴极线的距离达到了起弧的条件。因此，本发明设置在细灰仓进口的细灰运输机检测仪能够反应静电除尘器内振打机构的振打效率，当监测细灰的掉落速率出现明显异常，则能够及时发现，避免振打机构不能及时清理阳极板上积聚的灰尘，致阳极板的带电离子与阴极线的距离达到了起弧的条件。
作为进一步的优化改进，由于转炉炼钢的一个周期中，烟气温度、流量特性变化较大，为达到较好的烟气温度控制效果，如图3所示，本发明计算模块20包括工序单元21，工序单元21首先判断系统处于哪个工序阶段内，从而选定不同的温度要求。
同时由于蒸发冷却器在此工艺过程中起着承前启后的作用，对静电除尘器的正常工作有着很大的影响。如果蒸发冷却器出口温度太高，烟气不允许进入静电除尘器，因为烟气温度高，粉尘比电阻升高，所以不利于除尘，烟气温度直接影响除尘效率，且影响较为明显。如果蒸发冷却器出口温度太低，在捕集粗颗粒粉尘的同时容易产生湿底、挂壁现象，增大蒸发冷却器输灰系统维护量，严重时影响转炉生产，且温度太低的烟气进入静电除尘器会引起结露，结露就会引起壳体腐蚀或高压爬电。因此，本发明计算模块20还包括强制单元22，强制单元22设定有最低出口温度t1以及最高出口温度t2，若蒸发冷却器出口处温度传感器监测温度不在t1与t2之间，当温度传感器监测温度小于t1，则说明出口温度过低，冷却水阀门此时减小相应开度；当温度传感器监测温度大于t2，则说明出口温度过高，此时，冷却水阀门增大相应开度。
本发明计算模块20还包括温度控制单元23，其采用模糊PID算法控制蒸发冷却器出口温度。当工序单元21与强制单元22判断正常时，此时温度控制单元23开始对蒸发冷却器进行温度控制，由于烟气温度达到符合要求的范围时，其湿度也大致在要求的范围中，所以为降低控制系统的设计复杂度，建立以冷却水阀门的开度为输入量，烟气温度为输出量的控制策略。其中，冷却水阀门开度的输入调节由工序单元21判断的炼钢阶段所设定的入口温度和温差以及载灰板的实时重量所控制，由于载灰板的实时重量与蒸发冷却器内部结垢程度为正相关，其二者对应比例通过神经网络拟合而成，同理，蒸发冷却器内部结垢程度与冷却水阀门开度的调节也为正相关，其二者对应比例也通过神经网络拟合。
本发明计算模块20还包括停机单元24与报警单元26，停机单元24设定有载灰板的极限重量，当监测模块30发送的载灰板的实时重量接近极限重量时，通知相关工作人员开展清除结垢行动。当载灰板的实时重量超过极限重量时，报警单元26发出报警。从而避免由于系统内部结垢过多，造成的安全隐患。
本发明计算模块20还包括火花控制单元25，火花控制单元25设定有细灰运输机单位时间运输的细灰量异常值。当监测模块30发送的细灰运输机单位时间运输的细灰量长期接近异常值，则提示相关工作人员进行检修，当单位时间运输的细灰量长期低于异常值，则发出报警。从而避免由于静电除尘器内振打机构发生异常，造成的安全隐患。
综上，本发明一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统依靠在转炉干式系统的冷却烟道的拐角处设置有连接重量传感器的载灰板以及在设置在细灰仓进口的细灰运输机检测仪，从而进一步的避免了系统中能够引起静电除尘器发生泄爆的情况，即避免了系统内混合气体的温度过高过低以及静电除尘器内部发生火花，从而通过对系统内各生产环节的监测调控，有效地避免了泄爆阀的频繁启用，从而提高系统安全性、稳定性、可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，包括生产模块(10)和防爆模块(40)；其特征在于：还包括：
计算模块(20)，用于接收监测生产模块(10)的监测模块(30)所监测的监测信息，并根据监测信息对生产模块(10)进行调控，控制防爆模块(40)启用频率。
2.根据权利要求1所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述计算模块(20)包括工序单元(21)，用于判断系统处于相应工序阶段内，并设定对应蒸发冷却器入口温度和温差。
3.根据权利要求1所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述计算模块(20)还包括强制单元(22)与温度控制单元(23)，
所述强制单元(22)，用于根据监测模块(30)所监测的蒸发冷却器出口温度，控制冷却水阀门开度；
所述温度控制单元(23)，在强制单元(22)的调控后，根据监测模块(30)所监测的载灰板的重量以及工序单元(21)设定对应蒸发冷却器入口温度和温差，调节阀门开度控制蒸发冷却器出口处温度。
4.根据权利要求3所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述强制单元(22)，设定有最低出口温度t(1)以及最高出口温度t(2)，强制单元(22)根据蒸发冷却器出口处温度做出如下判断：
若蒸发冷却器出口处温度小于t(1)，冷却水阀门降低开度；
若蒸发冷却器出口处温度大于t(2)，冷却水阀门开度增大。
5.根据权利要求1所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：计算模块(20)还包括停机单元(24)与火花控制单元(25)，
所述停机单元(24)设定有载灰板的极限重量，用于根据监测模块(30)所监测的载灰板的重量判断系统是否需要停机清垢；
所述火花控制单元(25)设定有细灰运输机单位时间运输的细灰量异常值，用于根据监测模块(30)所监测的细灰运输机单位时间运输的细灰量判断系统是否需要检修维护。
6.根据权利要求5所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：计算模块(20)还包括报警单元(26)，用于停机单元(24)与火花控制单元(25)判断需要维护时发出警报。
7.一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，包括生产模块(10)和防爆模块(40)；其特征在于：还包括：
监测模块(30)，用于监测生产模块(10)各生产环节的信息，并将该监测信息发送给计算模块(20)；
所述计算模块(20)，用于根据监测信息对生产模块(10)进行调控，防止防爆模块(40)频繁启用。
8.根据权利要求7所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述监测模块(30)包括温度监测单元(31)与火花监测单元(32)，
所述温度监测单元(31)，用于监测蒸发冷却器生产环节对应生产信息，并将监测数据发送给计算模块(20)；
所述火花监测单元(32)，用于静电除尘器生产环节对应生产信息，并将监测数据发送给计算模块(20)。
9.根据权利要求8所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述温度监测单元(31)包括温度传感器与重量传感器；
所述温度传感器数量为若干个，分别设置在蒸发冷却器进出口，用于监测蒸发冷却器进出口端的实时温度，并将监测温度数据发送给计算模块(20)；
所述重量传感器设置在蒸发冷却器前端冷却烟道内，其朝向冷却烟道侧设置有载灰板，用于监测载灰板的自身重量并将监测数据发送给计算模块(20)。
10.根据权利要求8所述的一种高温环境下泄爆阀的监测控制系统，其特征在于：所述火花监测单元(32)包括细灰运输机检测仪，用于监测细灰运输机单位时间运输的细灰量，并将监测数据发送给计算模块(20)。
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