CN207717027U - 一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，涉及炼铁热风炉技术领域，所述装置包括：热风炉；应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；接收所述应力结果信号的信号传输装置；接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器。解决了现有技术中高炉炉壳高温区域位置易发生烧出和开裂现象，易导致事故发生，且不能及时发现问题的技术问题，达到了能够对炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警，减少人力工作量的技术效果。

Description

一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置

技术领域

本实用新型涉及炼铁热风炉技术领域，尤其涉及一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置。

背景技术

高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程，其稳定顺行至关重要，而其中热风炉的稳定安全运行是高炉稳顺的基础。

但本申请实用新型人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

现有技术中，随着高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，热风系统尤其是炉壳高温区域位置频繁发生烧出和开裂现象，若应对不及时会造成人员安全、高炉大灌渣等事故，给安全生产带来极大隐患，且不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，用以解决现有技术中的由于高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，炉壳高温区域位置易发生烧出和开裂现象，易导致事故发生，且不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，达到了能够对热风炉炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警提示，减少人力工作量的技术效果。

本实用新型实施例提供了一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，所述装置包括：热风炉；应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；接收所述应力结果信号的信号传输装置，所述信号传输装置的输入端与所述应力应变分析仪的输出端连接；接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器，所述控制器的输入端与所述信号传输装置的输出端连接。

优选的，所述装置还包括：接收所述控制器发出的控制指令，根据所述控制指令发出报警信号的报警装置，所述报警装置与所述控制器的输出端连接。

优选的，所述应变计监测的有效半径为1m。

优选的，所述信号传输过程中为无线信号传输装置。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本实用新型实施例提供的一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，所述装置包括：热风炉；应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；接收所述应力结果信号的信号传输装置，所述信号传输装置的输入端与所述应力应变分析仪的输出端连接；接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器，所述控制器的输入端与所述信号传输装置的输出端连接。解决了现有技术中由于高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，炉壳高温区域位置易发生烧出和开裂现象，易导致事故发生，且不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，达到了能够对热风炉炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警提示，减少人力工作量的技术效果。

2、本实用新型通过接收所述控制器发出的控制指令，根据所述控制指令发出报警信号的报警装置，所述报警装置与所述控制器的输出端连接。进一步解决了现有技术中的不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，进一步达到了可以实时对热风炉炉壳进行监测，减少监控盲点以及在炉壳彻底裂透前发出警告，给热风炉和高炉操作者提供较多反应时间进行应对操作，替代或部分替代巡检工作，大幅度减少巡检人员工作量的技术效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型实施例中的一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的热风炉炉壳安全运行状态下的应力变化示意图；

图3为本实用新型实施例中的热风炉炉壳开裂状态下的应力变化示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，解决了现有技术中由于高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，炉壳高温区域位置易发生烧出和开裂现象，易导致事故发生，且不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，达到了能够对热风炉炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警提示，减少人力工作量的技术效果。

本实用新型实施例中的技术方案，总体结构如下：热风炉；应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；接收所述应力结果信号的信号传输装置，所述信号传输装置的输入端与所述应力应变分析仪的输出端连接；接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器，所述控制器的输入端与所述信号传输装置的输出端连接。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，请参考图1，所述装置包括：

热风炉1。

具体而言，在高炉冶炼过程中，所述热风炉1的作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率；所述热风炉1是按“蓄热”原理工作的，在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。因此，所述热风炉1的稳定安全运行是高炉稳顺的基础，通过所述装置不仅可以对所述热风炉1炉壳安全状态进行监测，同时也可对类似压力容器炉壳运行安全状态进行监测，在此不再赘述。

应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；所述应变计监测的有效半径为1m。

具体而言，通过所述应变计可对所述热风炉1炉壳进行检测，因此，所述应变计与所述热风炉1炉壳外部固定连接，所述应变计的耐高温性能优异，进一步的，所述应变计将会把所述热风炉炉壳在尺寸上的变化转换成为电阻变化，再通过所述应力应变分析仪2输出所述热风炉炉壳的应力变化，同时，所述应变计监测的有效半径为1m，也就是说，根据所述热风炉炉壳直径及其薄弱位置，可适当选择监测点和所述应变计的使用数量，安装所述应变计前需要将炉壳外表面打磨干净至光亮，这样可便于所述应变计的安装，而其中每一个所述应变计对所述热风炉1炉壳上裂纹监测的有效半径为1m，若其中某个监测点输出的应力结果在送风期间有明显大幅度下降，则说明该监测点周边1m范围内有应力的释放，即有裂纹产生或者裂纹的再扩展，则所述装置会发出警报。

接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪2，所述应力应变分析仪2的输入端与所述应变计的输出端连接。

具体而言，所述应力应变分析仪2的输入端通过传输导线与所述应变计的输出端连接，所述应力应变分析仪2的输出端通过传输导线与所述信号传输装置3连接，从而接收所述应变计发出的应力结果信号。所述应力应变分析仪2在所述热风炉1送风期间开始对炉壳应力进行测量，测量结果通过无线传输将信号传送给所述控制器4。若所述应变计发射出的应力结果随着热风炉燃烧-送风变化，呈现城墙似的规律性变化，如图2所示，燃烧期应力值较低，转为送风期后应力值陡然增加，则系统判定炉壳运行状态安全；若所述应变计发射出的应力结果在送风期间有明显大幅度下降，则说明所述应变计周边1米范围内有应力的释放，即有裂纹产生或者裂纹的再扩展，需发出警报。

接收所述应力结果信号的信号传输装置3，所述信号传输装置3的输入端与所述应力应变分析仪2的输出端连接。

具体而言，所述信号传输装置3的输入端通过传输导线与所述应力应变分析仪2的输出端连接，接收所述应力结果信号，所述信号传输装置3的输出端通过传输导线与所述控制器4的输入端连接。所述信号传输过程中为无线信号传输装置。通过所述应变计和所述应力应变分析仪2对炉壳应力变化适时测量，测量得到的数据通过无线传输给所述控制器4，通过所述控制器4对应力值变化进行分析和对所述热风炉炉壳状态进行评估，并根据评估结果显示安全或危险。

接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器4，所述控制器4的输入端与所述信号传输装置3的输出端连接。

具体而言，所述控制器4的输入端通过传输导线与所述信号传输装置3的输出端连接，即，通过所述控制器4对所述信号传输装置3发出的应力结果信号进行分析和实时监测，所述控制器4的输出端与所述报警装置5的输入端通过传输导线连接，进而所述控制器4根据判断出的所述热风炉1运行状态安全与否会发出控制指令，若所述热风炉1有裂纹产生或者裂纹的再扩展，需发出警报，其判断逻辑为：①当应力下降幅度在0.5Mpa/min，且时间持续5min以上的，认定有裂纹产生的可能，发出预警；②当应力值下降到原初始应力值一半时，发出二次警告；③应力值下降零或负值时候，发出第三次警告，进一步所述报警装置5根据所述控制指令发出相应的报警信号，这样可以替代或部分替代巡检工作，达到大幅度减少巡检人员工作量的技术效果。

进一步的，所述装置还包括：接收所述控制器4发出的控制指令，根据所述控制指令发出报警信号的报警装置5，所述报警装置5与所述控制器4的输出端连接。

具体而言，所述报警装置5通过传输导线与所述控制器4的输出端连接，接收所述控制器4发出的控制指令，所述报警装置5根据所述控制指令发出报警信号，具体的，当判定炉壳运行状态安全时，所述报警装置不会发出警报；当所述应变计发射出的应力结果在送风期间有明显大幅度下降，则说明所述应变计周边1米范围内有应力的释放，即有裂纹产生或者裂纹的再扩展，则此时所述报警装置5发出警报，警报类型分为三种级别，判断逻辑为：①当应力下降幅度在0.5Mpa/min，且时间持续5min以上的，认定有裂纹产生的可能，此事所述报警装置5发出预警；②当应力值下降到原初始应力值一半时，所述报警装置5发出二次警告；③应力值下降零或负值时候，所述报警装置5发出第三次警告，通过上述装置达到了能够对热风炉炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警提示，减少人力工作量的技术效果。

实施例二

为了更清楚的解释一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置的技术方案，本申请实施例提供了一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置的使用方法，具体如下：

所述装置应用于一种热风炉上，首先，经过判断，该热风炉薄弱位置为15带，该区域直径为10m，每隔2m距离设定一个应变计，共需15个以上的所述应变计才能覆盖整个高温区；接着，将安装所述应变计的炉壳处打磨干净后，安装所述应变计，进一步连接所述应力应变分析仪2、所述信号传输装置3以及控制器4和所述报警装置5；然后，当调试正常后，在所述热风炉1燃烧期间开始对其运行状态进行监测；最后，所述应变计发射出的应力结果通过所述应力应变分析仪2进行分析，再通过所述信号传输装置3将应力结果无线传输给所述控住器4，通过所述报警装置5接收所述控制器4发出的控制指令。具体的，若所述应变计发射出的应力结果随着热风炉燃烧-送风变化，呈现城墙似的规律性变化，如图2所示，则所述控制器4判断所述炉壳运行状态安全；若所述应变计发射出的应力结果在送风期间有明显大幅度下降，如图3中应变花2曲线所示，则说明所述应变计周边1米范围内有应力的释放，即有裂纹产生或者裂纹的再扩展，此时所述报警装置5将发出警报，达到给热风炉和高炉操作者提供较多反应时间进行应对操作的技术效果。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本实用新型实施例提供的一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，所述装置包括：热风炉；应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；接收所述应力结果信号的信号传输装置，所述信号传输装置的输入端与所述应力应变分析仪的输出端连接；接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器，所述控制器的输入端与所述信号传输装置的输出端连接。解决了现有技术中由于高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，炉壳高温区域位置易发生烧出和开裂现象，易导致事故发生，且不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，达到了能够对热风炉炉壳运行状态进行评估，在炉壳发生开裂或有发生开裂危险时进行报警提示，减少人力工作量的技术效果。

2、本实用新型通过接收所述控制器发出的控制指令，根据所述控制指令发出报警信号的报警装置，所述报警装置与所述控制器的输出端连接。进一步解决了现有技术中的不能及时发现问题，无法实时掌握设备的运行状态的技术问题，进一步达到了可以实时对热风炉炉壳进行监测，减少监控盲点以及在炉壳彻底裂透前发出警告，给热风炉和高炉操作者提供较多反应时间进行应对操作，替代或部分替代巡检工作，大幅度减少巡检人员工作量的技术效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种实时监测热风炉炉壳安全状态的装置，其特征在于，所述装置包括:

热风炉；

应变计，所述应变计与所述热风炉炉壳外部固定连接；

接收所述应变计发出的应力结果信号的应力应变分析仪，所述应力应变分析仪的输入端与所述应变计的输出端连接；

接收所述应力结果信号的信号传输装置，所述信号传输装置的输入端与所述应力应变分析仪的输出端连接；

接收所述信号传输装置发出的应力结果信号，对所述应力结果信号进行实时监测，发出控制指令的控制器，所述控制器的输入端与所述信号传输装置的输出端连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

接收所述控制器发出的控制指令，根据所述控制指令发出报警信号的报警装置，所述报警装置与所述控制器的输出端连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述应变计监测的有效半径为1m。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，信号传输过程中为无线信号传输装置。