CN201372290Y - 高炉炉底炉缸监测预警系统及其器密引出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉炉底炉缸监测预警系统及其器密引出装置。该系统包括高炉、信号采集箱、信号采集控制器和工控机，炭砖层中埋设有温度传感器，温度传感器引线经由高炉上安装的至少一器密引出装置从炭砖层中引出到信号采集箱内。器密引出装置包括器密管、保护管，器密管为中空管体，器密管使炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器引线通过集中穿设在中空管体内而被引出到高炉外；保护管为中空管体，保护管一端套设在炉壳外部的器密管上，保护管另一端与信号采集箱输入口相连。本实用新型器密引出装置保护了温度传感器引线集中从高炉内被安全引出，安装器密引出装置的高炉炉底炉缸监测预警系统的监测预警性能得到了提高。

Description

高炉炉底炉缸监测预警系统及其器密引出装置

技术领域

本实用新型涉及一种高炉监测预警系统(FE系统)以及保护传感器安全引出的装置，具体地说，是涉及一种高炉炉底炉缸监测预警系统以及安装在高炉上的、用于保护高炉专用传感器从高炉安全集中引出到信号采集箱的器密引出装置。

背景技术

高炉长寿是当代冶金工作者最关心的问题之一。通常，在高炉炉底、炉缸两个区域的每一层冷却器或耐火材料热面下的炭砖中都预埋了若干支在线监测的专用传感器，以供监测炭砖温度。一般地，将测定的温度信息用数学模型解析，转换成炉墙耐火材料残余厚度的画面，直观地向高炉操作者显示炉衬残余厚度及炉缸炉底1150℃等温线(面)。尤其在炉役中后期，为了尽可能的延长炉龄，采用有效的炉缸炉底侵蚀状况在线监测模型是十分重要的。可靠的炉缸炉底侵蚀状况在线监测模型能使整个炉缸炉底耐火炉衬的残余厚度始终处于受控状态，当然，这就要求必须保证有足够多的温度检测点的数据。但是，目前大多数高炉的炉底、炉缸温度监测点都没有采取任何保护措施，传感器引线呈裸露态直接从高炉引出，且引出的引线较分散，故而，在高炉生产中，监测点得不到集中保护，裸露的引线容易受损，易造成监测信息的缺失，从而导致获取的监测信息不稳定，在线监测模型很难预报准确甚至失效，以致易发生炉底及炉缸侧壁局部烧穿等恶性事故。而且，随着新型、功能更强、使用寿命更长的温度传感器的投入使用以及新埋植方式的采用，温度传感器的保护便显得更为重要了。

由此可见，设计出一种保护高炉专用传感器引线从高炉安全引出的技术方案是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高炉炉底炉缸监测预警系统及其器密引出装置，该器密引出装置保证了传感器引线集中从高炉中引出的安全性，安装有该器密引出装置的高炉炉底炉缸监测预警系统的监测性能得到了有效的提高。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：它包括高炉、信号采集箱、信号采集控制器和工控机，该高炉包括炉壳、冷却壁、炭砖层，该炭砖层中埋设有多个温度传感器，该多个温度传感器的引线经由该高炉上安装的至少一器密引出装置而从炭砖层中引出到高炉外的信号采集箱内，该多个温度传感器的引线和该信号采集箱内设置的一温度传感器的引线在该信号采集箱内物理中转为一大倍数电缆线，该大倍数电缆线经由信号采集箱上设有的输出口引出而与信号采集控制器的输入端连接，该信号采集控制器的输出端经由协议转换器而与该工控机的数据输入端连接，其中：该器密引出装置包括器密管、保护管，该器密管为一中空管体，该器密管经由该炉壳上预设的相应孔洞和构成该冷却壁的部分冷却块间预置的相应空隙而贯穿该炉壳和该冷却壁，该器密管的一端部位于该冷却壁与该炭砖层间的空隙内，该器密管的另一端部位于该炉壳外部，该器密管用于使该炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器的引线通过集中穿设在该中空管体内而被引出到高炉外部；该保护管为一中空管体，该保护管的一端套设在位于所述炉壳外部的器密管上，该保护管的另一端与所述信号采集箱的输入口相连。所述器密引出装置还包括垫片，该垫片上设有一通孔，该垫片经由该通孔套设在位于所述炉壳外部的所述器密管上，且该垫片与所述炉壳和位于所述炉壳外部的所述器密管之间相焊接，该垫片用于固定所述器密管。所述器密管的内径为60至80mm，所述器密管位于所述炉壳外部的长度为700至2000mm。所述器密管和所述保护管为不锈钢材质。

所述炭砖层中埋设的温度传感器在所述器密管内通过耐热、自凝结材料固定。所述器密引出装置的数量和位置与所述炭砖层中埋设的温度传感器的数量、位置以及所述冷却壁的构造相适配。

一种器密引出装置，该器密引出装置用于高炉炉底炉缸监测预警系统，该系统包括高炉、信号采集箱、信号采集控制器和工控机，该高炉包括炉壳、冷却壁、炭砖层，该炭砖层中埋设有多个温度传感器，其特征在于：该器密引出装置包括器密管、保护管，其中：该器密管为一中空管体，该器密管经由该炉壳上预设的相应孔洞和构成该冷却壁的部分冷却块间预置的相应空隙而贯穿该炉壳和冷却壁，该器密管的一端部位于该冷却壁与该炭砖层间的空隙内，该器密管的另一端部位于该炉壳外部，该器密管用于使该炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器的引线通过集中穿设在该中空管体内而被引出到高炉外部；该保护管为一中空管体，该保护管的一端套设在位于该炉壳外部的器密管上，该保护管的另一端与该信号采集箱的输入口相连。

所述器密引出装置还包括垫片，该垫片上设有一通孔，该垫片经由该通孔套设在位于所述炉壳外部的所述器密管上，且该垫片与所述炉壳和位于所述炉壳外部的所述器密管之间相焊接，该垫片用于固定所述器密管。所述器密管的内径为60至80mm，所述器密管位于所述炉壳外部的长度为700至2000mm；所述器密管和所述保护管为不锈钢材质。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型器密引出装置结构简单，经济实用，其保护了炭砖层中埋设的温度传感器的引线集中从高炉内被安全地引出到外部的信号采集箱内，高炉内的传感器引线可免于冷却壁与炉壳间的间隙内落入的高温炉渣的损害，高炉外的传感器引线可免于外部高空坠物的伤害。对于高性能、高长寿、导线极细的高炉专用温度传感器而言，其引线的引出更需要本实用新型器密引出装置。

2、通过焊接加固垫片，在生产过程中，本实用新型器密引出装置不会移位，从而不会对传感器引线产生拉扯力，有效保证了传感器引线引出的安全性。

3、在本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统中，传感器引线由器密引出装置引出，这样使得传感器引线不会受损，确保了监测信息的实时准确传输，有效地提高了本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统的监测预警性能，更好地避免了炉底及炉缸侧壁局部烧穿等恶性事故的发生。

4、由于传感器引线由器密引出装置集中引出，故，与传统传感器引线引出方式相比，高炉炉壳上需要开设的孔洞数量减少了，这使得炉壳自身的物理性能不会受到过多的人为损害，炉壳强度不会消弱。由于器密引出装置设计在冷却块间的空隙内，故，冷却壁没有受到器密引出装置的破坏，冷却壁的物理性能没有遭到损害，其冷却效果没有受到影响。

5、由于在器密引出装置的器密管中填充了耐热、自凝结材料，故传感器引线可以被有效地固定，从而使传感器的信息传递处于稳定状态。

附图说明

图1是本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统的组成示意图；

图2是器密引出装置的结构与安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统包括高炉10、信号采集箱30、信号采集控制器40和工控机50，该高炉10包括炉壳11，炉壳11的内侧为冷却壁12，炉壳11与冷却壁12间具有一定空隙，冷却壁12的内侧为炭砖层(未示出)，炭砖层与冷却壁12间具有一定空隙，该炭砖层中埋设有多个温度传感器(未示出)，该多个温度传感器的引线经由该高炉10上安装的至少一器密引出装置20而从炭砖层中引出到高炉10外的信号采集箱30内，该多个温度传感器的引线和该信号采集箱30内设置的用于测量信号采集箱30内温度的一温度传感器的引线在该信号采集箱30内物理中转为一大倍数电缆线，该大倍数电缆线经由信号采集箱30上设有的输出口引出而与信号采集控制器40的输入端连接，该信号采集控制器40的输出端经由协议转换器70而与该工控机50的数据输入端连接。如图，信号采集箱30放置在支撑架60上，支撑架60可焊接于高炉10的炉壳11上。

如图2，该器密引出装置20包括器密管21、保护管22。该器密管21为一中空管体，该器密管21经由炉壳11上预设的相应孔洞和构成冷却壁12的部分冷却块121间预置的相应空隙而贯穿炉壳11和冷却壁12(如图所示)，该器密管21的一端部位于冷却壁12与炭砖层间的空隙内，该器密管21的另一端部位于炉壳11外部，该器密管21用于使炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器的引线通过集中穿设在该中空管体内而被引出到高炉10外部。该保护管22为一中空管体，该保护管22的一端套设在位于炉壳11外部的器密管21上，该保护管22的另一端与信号采集箱30的输入口相连。在实际设计时，该器密管21的内径可为60至80mm，该器密管21位于炉壳11外部的长度D可为700至2000mm。该器密管21和保护管22为不锈钢材质。

如图1，在高炉10内的传感器引线因处于器密管21内而受到保护。在高炉10外的传感器引线的一部分处于器密管21内而受到保护，另一部分处于保护管22内而受到保护。也就是说，由于器密引出装置20的设置，高炉10与信号采集箱30之间的传感器引线是不会暴露在外面的，它们会受到器密管21或保护管22的保护而被引入到信号采集箱30内。另外，炭砖层中埋设的温度传感器在器密管21内可通过耐热、自凝结材料(例如炮泥)来固定，这样保证了传感器的稳定性。

如图2，实际中，器密引出装置20还可包括垫片23，该垫片23上设有一通孔，该垫片23经由该通孔套设在位于炉壳11外部的器密管21上，且该垫片23与炉壳11和位于炉壳11外部的器密管21之间相焊接。该垫片23用于将器密管21牢固地固定在炉壳11上，使器密管21不会产生移位，从而不会对传感器引线产生拉扯力，有效保证了传感器引线引出的安全性。

本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统可以安装一个或多个器密引出装置20。器密引出装置20所安装的数量和位置要与炭砖层中埋设的温度传感器的数量、位置以及冷却壁12的构造相适配。也就是说，在安装器密引出装置20前，先要根据高炉炭砖层中埋设的温度传感器的数量、位置以及冷却壁12的构造来合理设计器密引出装置20的数量和位置，然后，在炉壳11上开设供器密引出装置20穿入的孔洞，该孔洞应与构成冷却壁12的冷却块间的空隙相对应(例如图2所示)，于是，在安装器密引出装置20前，应将与器密引出装置20相应的冷却块间的空隙加大，以使得器密引出装置20可从空隙中穿过。例如，系统安装有多个器密引出装置20，相应地，埋设在炭砖层中的所有温度传感器应分成与器密引出装置20数量相等的组数，每组包括若干温度传感器，于是，每组中的若干温度传感器便通过相应的一器密引出装置20而被集中引出到高炉外部。

实际使用时，预埋在高炉10炭砖层内的温度传感器检测自身所在测量位置(炉缸炉底)的温度，将温度信号传递给信号采集控制器40，信号采集控制器40对采集的温度信号进行处理、转换成各测量点的温度值并经由协议转换器70而传递给工控机50，工控机50(侵蚀模型工控机)通过自身安装的数学模型软件将传递来的温度值以炉缸炉底侵蚀状态图、各温度点分布图、历史曲线图、统计图等直观形式显示给监控人员观看，从而达到预防恶性事故的发生、保证高炉的安全稳定运行、延长高炉使用寿命的目的。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型器密引出装置结构简单，经济实用，其保护了炭砖层中埋设的温度传感器的引线集中从高炉内被安全地引出到外部的信号采集箱内，高炉内的传感器引线可免于冷却壁与炉壳间的间隙内落入的高温炉渣的损害，高炉外的传感器引线可免于外部高空坠物的伤害。对于高性能、高长寿、导线极细的高炉专用温度传感器而言，其引线的引出更需要本实用新型器密引出装置。

2、通过焊接加固垫片，在生产过程中，本实用新型器密引出装置不会移位，从而不会对传感器引线产生拉扯力，有效保证了传感器引线引出的安全性。

3、在本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统中，传感器引线由器密引出装置引出，这样使得传感器引线不会受损，确保了监测信息的实时准确传输，有效地提高了本实用新型高炉炉底炉缸监测预警系统的监测预警性能，更好地避免了炉底及炉缸侧壁局部烧穿等恶性事故的发生。

4、由于传感器引线由器密引出装置集中引出，故，与传统传感器引线引出方式相比，高炉炉壳上需要开设的孔洞数量减少了，这使得炉壳自身的物理性能不会受到过多的人为损害，炉壳强度不会消弱。由于器密引出装置设计在冷却块间的空隙内，故，冷却壁没有受到器密引出装置的破坏，冷却壁的物理性能没有遭到损害，其冷却效果没有受到影响。

5、由于在器密引出装置的器密管中填充了耐热、自凝结材料，故传感器引线可以被有效地固定，从而使传感器的信息传递处于稳定状态。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1、一种高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：它包括高炉、信号采集箱、信号采集控制器和工控机，该高炉包括炉壳、冷却壁、炭砖层，该炭砖层中埋设有多个温度传感器，该多个温度传感器的引线经由该高炉上安装的至少一器密引出装置而从炭砖层中引出到高炉外的信号采集箱内，该多个温度传感器的引线和该信号采集箱内设置的一温度传感器的引线在该信号采集箱内物理中转为一大倍数电缆线，该大倍数电缆线经由信号采集箱上设有的输出口引出而与信号采集控制器的输入端连接，该信号采集控制器的输出端经由协议转换器而与该工控机的数据输入端连接，其中：

该器密引出装置包括器密管、保护管，该器密管为一中空管体，该器密管经由该炉壳上预设的相应孔洞和构成该冷却壁的部分冷却块间预置的相应空隙而贯穿该炉壳和该冷却壁，该器密管的一端部位于该冷却壁与该炭砖层间的空隙内，该器密管的另一端部位于该炉壳外部，该器密管用于使该炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器的引线通过集中穿设在该中空管体内而被引出到高炉外部；

该保护管为一中空管体，该保护管的一端套设在位于所述炉壳外部的器密管上，该保护管的另一端与所述信号采集箱的输入口相连。

2、如权利要求1所述的高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：

所述器密引出装置还包括垫片，该垫片上设有一通孔，该垫片经由该通孔套设在位于所述炉壳外部的所述器密管上，且该垫片与所述炉壳和位于所述炉壳外部的所述器密管之间相焊接，该垫片用于固定所述器密管。

3、如权利要求1所述的高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：

所述器密管的内径为60至80mm，所述器密管位于所述炉壳外部的长度为700至2000mm。

4、如权利要求1所述的高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：

所述器密管和所述保护管为不锈钢材质。

5、如权利要求1所述的高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：

所述炭砖层中埋设的温度传感器在所述器密管内通过耐热、自凝结材料固定。

6、如权利要求1所述的高炉炉底炉缸监测预警系统，其特征在于：

所述器密引出装置的数量和位置与所述炭砖层中埋设的温度传感器的数量、位置以及所述冷却壁的构造相适配。

7、一种器密引出装置，该器密引出装置用于高炉炉底炉缸监测预警系统，该系统包括高炉、信号采集箱、信号采集控制器和工控机，该高炉包括炉壳、冷却壁、炭砖层，该炭砖层中埋设有多个温度传感器，其特征在于：该器密引出装置包括器密管、保护管，其中：

该器密管为一中空管体，该器密管经由该炉壳上预设的相应孔洞和构成该冷却壁的部分冷却块间预置的相应空隙而贯穿该炉壳和冷却壁，该器密管的一端部位于该冷却壁与该炭砖层间的空隙内，该器密管的另一端部位于该炉壳外部，该器密管用于使该炭砖层中埋设的所有温度传感器中的一部分温度传感器的引线通过集中穿设在该中空管体内而被引出到高炉外部；

该保护管为一中空管体，该保护管的一端套设在位于该炉壳外部的器密管上，该保护管的另一端与该信号采集箱的输入口相连。

8、如权利要求7所述的器密引出装置，其特征在于：

所述器密引出装置还包括垫片，该垫片上设有一通孔，该垫片经由该通孔套设在位于所述炉壳外部的所述器密管上，且该垫片与所述炉壳和位于所述炉壳外部的所述器密管之间相焊接，该垫片用于固定所述器密管。

9、如权利要求7或8所述的器密引出装置，其特征在于：

所述器密管的内径为60至80mm，所述器密管位于所述炉壳外部的长度为700至2000mm；

所述器密管和所述保护管为不锈钢材质。

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