CN205088268U - 高炉冷却水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉冷却水控制系统，包括温度传感器、电磁流量计、差压变送器、压力变送器、电导式液位开关、变送器、防干扰隔离配电器、数据采集器以及工控机，温度传感器设置在高炉冷却壁入口和出口的冷却水管上，电磁流量计设置在高炉冷却壁出口的冷却水管上，差压变送器和压力变送器设置在高炉膨胀罐上，电导式液位开关设置在高炉冷却壁内。该高炉冷却水控制系统采用软水密闭循环的冷却方式，能够达到不结垢、管路腐蚀小、使用寿命长、水量和动力消耗少的目的；而且能够监测高炉冷却壁各段的水温差和热流强度、自动调节水位和压力以及检查高炉是否漏水。

Description

高炉冷却水控制系统

技术领域

本实用新型涉及高炉冷却技术领域，特别涉及一种高炉冷却水控制系统。

背景技术

高炉冷却水进出水温度的变化，间接反映了炉内物料和冶炼状况，高炉冷却水进出水温差过大说明炉壁温度过高，会严重影响高炉的寿命；温差过小则说明能源损失太大，会增加冶炼成本。通过在线实时监测进出水温差的变化，可监测高炉冷却壁的使用状态，及时对冷却壁进行维护，以延长高炉的使用寿命，减少高炉事故的发生，同时降低能耗、提高产量。

在影响高炉寿命的因素中，冷却壁是其中最主要的因素，为了能延长高炉寿命，保证高炉的稳定高效运行，对冷却壁的热负荷及损伤情况进行监视就显得十分重要，目前世界范围内对冷却壁的工作状况的监视主要有以下三种方式：

一、人工检测；

二、热电偶检测；

三、冷却壁微小水温差与热流强度远程监测系统。

第一种方式的弊端是人工检测不连续、不及时，再加上现场的环境恶劣，因此，对于检测人员来说，不仅工作强度大，而且还有很大的危险性。

第二种方式是在冷却壁上开孔，安装热电偶对冷却壁进行测温。该方式的弊端是：

1.当冷却壁被烧蚀的时候，热电偶很容易被烧坏，并且烧坏的热电偶更换很不方便；

2.热电偶测温不能如实反映冷却水对冷却壁的作用；

3.即使在冷却水管都已经被烧化堵死的情况下都不能及时发现。

从以上三种情况来看，用温度的变化来判断冷却系统与整个冷却壁的烧蚀情况也很难做到准确、直观。

第三种方式是综合前述两种检测方式的基础上结合现代自动化系统集成的技术，大大提高了检测精度，该方式不仅能检测温度，又能解决流量测量的问题，并且系统稳定故障率极低，便于维护升级，还可以反映冷却壁各方位(纵切面)的烧蚀情况和变化趋势，以及反映冷却壁各炉层(横切面)的烧蚀情况和变化趋势。对反应炉壁挂渣及渣皮脱落的情况都可以准确作出判断，并为计算炉热指数模型提供热负荷参数，但该方式的弊端是：

1.采用工业水冷却，因为水质差，容易结垢而降低冷却强度，导致烧坏冷却设备，并且水的循环量大、能耗大；

2.该系统只包括高炉冷却壁各部位的水温差和热流强度，不能有效及时地采取措施进行水压、水位和水温的调节等；

3.没有漏水检测功能，由于炉内压力大于冷却水压力，当冷却壁破损，炉内煤气窜入冷却水中，使冷却水水质变坏，从而使得冷却管壁结垢降低冷却强度，烧坏冷却设备，并且冷却水的缺失会影响冷却系统的正常工作。

实用新型内容

本实用新型基于上述第三种冷却壁微小水温差与热流强度远程监测系统，设计了一种新型的高炉冷却水控制系统，以克服现有监测系统存在的3个弊端，能够达到不结垢、水量和动力消耗少、使用寿命长的目的，同时具有漏水检测功能，本实用新型的技术方案如下：

高炉冷却水控制系统，包括温度传感器、电磁流量计、差压变送器、压力变送器、电导式液位开关、变送器、防干扰隔离配电器、数据采集器以及工控机，所述温度传感器设置在高炉冷却壁入口和出口的冷却水管上，所述电磁流量计设置在高炉冷却壁出口的冷却水管上，所述差压变送器和压力变送器设置在高炉膨胀罐上，所述电导式液位开关设置在高炉冷却壁内，所述温度传感器、电磁流量计、差压变送器、压力变送器以及电导式液位开关分别通过变送器和防干扰隔离配电器与数据采集器连接，所述数据采集器通过RS485总线与工控机连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述高炉冷却水控制系统还设有备用水泵，所述备用水泵设置在高炉循环泵的入口处。

本实用新型的有益效果是：

该高炉冷却水控制系统采用软水密闭循环的冷却方式，能够达到不结垢、管路腐蚀小、使用寿命长、水量和动力消耗少的目的；而且通过温度传感器和电磁流量计能够监测高炉冷却壁各段的水温差和热流强度；通过差压变送器和压力变送器能够自动调节水位和压力；通过电导式液位开关能够检查高炉是否漏水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构原理图；

图2为差压变送器和压力变送器的工作原理图。

图中标记：1-温度传感器；2-电磁流量计；3-差压变送器；4-压力变送器；5-电导式液位开关；6-变送器；7-防干扰隔离配电器；8-数据采集器；9-工控机；10-备用水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，高炉冷却水控制系统，包括温度传感器1、电磁流量计2、差压变送器3、压力变送器4、电导式液位开关5、变送器6、防干扰隔离配电器7、数据采集器8以及工控机9。

温度传感器1、电磁流量计2、差压变送器3、压力变送器4以及电导式液位开关5分别通过变送器6和防干扰隔离配电器7与数据采集器8连接，数据采集器8通过RS485总线与工控机9连接；温度传感器1、电磁流量计2、差压变送器3、压力变送器4以及电导式液位开关5测量的信号由变送器6输出4-20mA的电流，经防干扰隔离配电器7、数据采集器9、RS-485总线输送到工控机9进行运算，以实现显示、记录、打印和控制报警等功能。

根据高炉情况和工作需求，在高炉的铁口、炉缸、风口、炉腹、炉腰、炉身等各段冷却壁入口和出口的冷却水管上安装温度传感器1，测得各段的水温，并经软件计算出各段的水温差。

在铁口和炉缸等处，不但要测量水温差，还要在冷却壁出口的冷却水管上安装电磁流量计2，测得水流量，然后根据水温差、水流量、冷却壁面积由软件计算出热流强度，其计算公式如下：

R＝T﹒Q/S

R-热流强度(kcal/m²﹒h)

T-水温差(℃)

Q-水流量(m³/h)

S-冷却壁面积(m²)

如图2所示，为确保循环水系统稳定，在高炉膨胀罐侧面安装差压变送器3，其输出电流为DC4-20mA，然后经工控机进行PI运算，自动补充水量以调节水位。

为防止水中的O₂氧化冷却壁和水管，需向膨胀罐内充入少量的N₂，但N₂会引起膨胀罐压力变化，造成水温差测量精度下降。在膨胀罐上方安装压力变送器4，其输出电流为DC4-20mA，经工控机进行PI运算，自动调节N₂充入量，使膨胀罐压力恒定。

电导式液位开关5安装在高炉冷却壁内，由于炉内压力大于冷却水压力，当冷却壁出现破损时，炉内煤气窜入冷却水中，使冷却水水质变差，在排水管的气室充满气体后，电导液位开关5发出开关信号，该信号传递到工控机10，提示工作人员高炉出现漏水。

备用水泵10设置在高炉循环泵的入口处，当膨胀罐因水位过低或补水量不够用时，就会出现循环泵入口压力过低、水温差太大的情况，这时就自动启动备用水泵10，满足冷却用水。

该高炉冷却水控制系统采用软水密闭循环的冷却方式，能够达到不结垢、管路腐蚀小、使用寿命长、水量和动力消耗少的目的；而且通过温度传感器1和电磁流量计2能够监测高炉冷却壁各段的水温差和热流强度；通过差压变送器3和压力变送器4能够自动调节水位和压力；通过电导式液位开关5能够检查高炉是否漏水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.高炉冷却水控制系统，其特征在于，包括温度传感器、电磁流量计、差压变送器、压力变送器、电导式液位开关、变送器、防干扰隔离配电器、数据采集器以及工控机，所述温度传感器设置在高炉冷却壁入口和出口的冷却水管上，所述电磁流量计设置在高炉冷却壁出口的冷却水管上，所述差压变送器和压力变送器设置在高炉膨胀罐上，所述电导式液位开关设置在高炉冷却壁内，所述温度传感器、电磁流量计、差压变送器、压力变送器以及电导式液位开关分别通过变送器和防干扰隔离配电器与数据采集器连接，所述数据采集器通过RS485总线与工控机连接。

2.根据权利要求1所述的高炉冷却水控制系统，其特征在于，还设有备用水泵，所述备用水泵设置在高炉循环泵的入口处。