CS216681B2 - Facility for determination of the cooling liquid leakage of the tuyeres in the blast furnaces - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro zjišťování úniku chladicí kapaliny výfučen ve vysokých pecích.

Je známo, že v novodobých chladicích zařízeních výfučen pracuje chladicí obvod ve výfučnách jako uzavřený, a to z důvodu velmi přísných požadavků na parametry chladicí vody. Není proto možné přímé a bezprostřední pozorování vody v každé výfučně. Dříve se voda volně vypouštěla z každé trysky do sběrače, takže případný nedostatek vody po každém oběhu mohl být přímo vizuálně kontrolován. Při novodobých řešeních je to však nemožné, a to vzhledem ke zmíněnému uzavřenému charakteru obvodu a vzhledem k velkým průtokovým množstvím, se kterými výfučny pracují, jako 30 až 40 m³ za hodinu na jednu vvýfučnu. Rizika nejen výbuchu, ale i jiných následků které může mít vnik vody do pece, jsou o to větší.

Z uvedených důvodů jsou zařízení tohoto typu opatřována ústrojími pro zjišťování úniku chladicí kapaliny. Nejběžnější řešení spočívá v tom, že se do chladicího systému každé výfučny včlení manometr a dva rychlouzavíratelné ventily, z nichž jeden se vřadí . před manometr a výfučnu, a druhý za ně, a izolují tak výfučnu z obvodu. Za chodu chladicího zařízení pak pozorování manometru může ukázat, zda dochází k úniku či nikoliv. Takové pozorování je však velmi subjektivní, neboť trvá několik sekund, a pokud ústí výfučny není chlazeno vodou, shoří. Není rovněž spolehlivé z toho důvodu, že neposkytuje průběžnou kontrolu, neboť dojde-li k perforaci po skončení pozorování, bude voda moci vtékat do pece bez možnosti včasného zjištění poruchy před vznikem nežádoucích následků.

Dále se používá jiného známého způsobu, spočívajícího ve zjišťování obsahu vodíku v hrdle pece. Kromě toho, že je tento způsob pomalý s ohledem na průběh reakce v samotné peci, nemůže udat, která výfučna vyvolává vnikání vody do pece. Průběžné zjišťování obsahu vodíku ukazuje nebo může ukazovat nejen . unikání vody z trysek, ale i unikání plášti, jakož i výchylky ve spotřebě topného oleje. To vše ukazuje, že tento způsob je pouze jednou z metod potvrzení unikání chladicí vody, avšak nikoli přímého preventivního zjišťování.

Snaha zdokonalit uvedené nevyhovující způsoby zjišťování úniku chladicí kapaliny vedla k dalším řešením. Jedním z těchto řešení jsou vrtulové měřiče. Tyto měřiče však působí poměrně velké ztráty tlaků a vyžadují proto používat čerpadla s vyšším výtlakem. To má pochopitelně za následek větší pořizovací náklady a větší náklady na propreventivníhoz jlšťování.

Jiným řešením je měření výchylek v ultrazvukových nebo magnetických polích. Nedostatkem těchto řešení je to, že kontaminace vody v těchto zařízeních, například například kysličníky nebo bublinami plynů, zkresluje měření. Navíc má tento způsob nedostatek v tom, že se na samotné výfučny, jejichž rychlé zkáze se má zabránit, osazují tato velice choulostivá zařízení, a to při mimořádně nepříznivých podmínkách v blízkosti pece. Výfučny je proto nutno prodlužovat, aby zařízení bylo možno osadit v prostředí s upravenými podmínkami, což podstatně zvyšuje investiční náklady.

Konečně se používá i řešení, založeného na principu měření diferenciálního tlaku chladicí kapaliny Venturiho trubicemi nebo membránami. Současně existující provedení takových zařízení však neposkytují dostatečnou přesnost a neregistrují malé výchylky tlaku, které již samotné mohou vyvolat závažné následky.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro zjišťování úniků chladicí kapaliny výfučen ve vysokých pecích, založené na systému měření výchylek diferenciálního tlaku chladicí kapaliny při použití elektronického signálního zařízení reagujícího na čidlo indukčního typu, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že sestává ze skříně, mající obvodovou stěnu, dno a víko, vymezující uvnitř uzavřenou dutinu, přičemž tato obvodová stěna obklopuje vnitřní duté těleso s dvojitou stěnou vystupující vzhůru ze dna skříně do její uzavřené dutiny, přičemž tato dvojitá stěna je vyplněna rtuťovou náplní, a tvoří vedení pro posuny pohyblivého krytu ve tvaru obráceného pohárku, jehož obvodová stěna je teleskopicky zasunuta do dvojité stěny vnitrního dutého tělesa, a jehož dno je . obráceno směrem vzhůru a směrem od vnitřního dutého tělesa, přičemž vnitřek teleskopické sestavy tvořené vnitřním dutým .tělesem a pohyblivým krytem vymezuje první tlakovou komoru, připojenou potrubím ' k jedné straně chladicího obvodu, a oddělovanou konstrukcí této teleskopické ' sestavy s rtuťovou náplní od druhé tlakové komory, vymezované skříní a teleskopickou sestavou vnitřního dutého tělesa a pohyblivého . krytu, a připojenou potrubím ke druhé straně chladicího obvodu, přičemž axiálně směrem vzhůru ze dna pohyblivého krytu vystupuje dřík, procházející kluzně stropem skříně a zabíhající svým volným koncem do magnetického pole vysokofrekvenčního indukčního obvodu a na tomto volném konci nese jádro z magnetického materiálu, přičemž vysokofrekvenční . indukční obvod je spojen s elektronickým konvertorem . změn elektromagnetického pole na optické nebo zvukové poplašné signály, a tento konvertor je spojen s optickým nebo zvukovým poplašným zařízením, které je umístěno v chladicím obvodu každé výfučny . alespoň na jeho výstupní straně.

Takto řešené zařízení může být vzhledem ke své stavbě bez problémů, vyplývajících z ohřevu a nebezpečí poškození, umístěno v těsné blízkosti vysoké pece, čímž se liší od většiny běžně používaných systémů. Jeho provedení není citlivé na vliv pulsů v chladicím obvodu, takže nedochází z tohoto dů216881 vodu k chybám měření. Zařízení se proto vyznačuje velkou přesností a citlivostí a je schopno zaznamenat únik chladicí kapaliny s přesností na 0,2 %. Vzhledem k mimořádně jednoduché konstrukci není zařízení podle vynálezu závislé na stálé údržbě, neboť po sestavení nemůže být jeho mechanická část porušena a hodí se proto pro časově neomezené použití. Elektronická ústrojí, kterými je měřicí zařízení podle vynálezu vybaveno, mohou být naproti tomu osazena na centrální ovládací panel pece a mohou být spojena s mechanickými prvky měřicího zařízení pouhými kabelovými vodiči, které lze snadno instalovat a chránit.

Měření získaná tímto zařízením nejsou rovněž zkreslována drobnými nečistotami, které může chladící kapalina obsahovat.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých značí obr.

schéma chladicího systému výfučny, obr.

svislý řez zařízením podle vynálezu a obr.

schéma chladicího systému výfučny, do něhož je včleněno zařízení pro zjišťování úniku chladicí kapaliny podle vynálezu.

Z obr. 1 je patrný způsob osazení výfučny do pláště 25 pece v místě její nejširší části 23. Výfučna 21 dále prostupuje vyzdívkou 24 pece a je zakončena ústím 22. Potrubím 28 je přiváděna chladicí voda do ústí výfučny 21 a chladicím potrubím 29 chladicí voda do nejširší části 23. Ohřátá vratná voda je odváděna sběrným potrubím 28 a 27, z nichž první odvádí ohřátou vodu z nejširší části 23 a druhé z ústí 22 výfučny 21.

Jak ukazuje obr. 2, sestává zařízení pro zjišťování úniků chladící kapaliny ze skříně válcového tvaru, mající obvodovou stěnu 2, dno 3 a víko 4. Uvnitř skříně 1 je takto vymezena uzavřená dutina. Obvodová stěna obklopuje v uzavřené dutině vnitřní duté těleso 5 s dvojitou stěnou 8, vystupující ze dna 3 skříně 1. Dvojitá stěna 8 je vyplněna rtuťovou náplní 7 a tvoří vedení pro posuny pohyblivého krytu 8 ve tvaru obráceného pohárku, jehož obvodová stěna 9 je teleskopicky zasunuta do dvojité stěny 8 vnitřního dutého tělesa 5. Dno pohyblivého krytu 8 je obráceno směrem vzhůru a směrem od vnitřního dutého tělesa 5.

Toto uspořádání vymezuje uvnitř skříně 1 dvě tlakové komory 10, 12. První tlaková komora 10 je vymezována vnitřkem teleskopické sestavy tvořené vnitřním dutým tělesem 5 a pohyblivým krytem 8, a je připojena potrubím 12, uzavíratelným ventilem 31, k jedné straně chladicího obvodu. Druhá tlaková komora 11 je vymezována skříní 1 a teleskopickou sestavou vnitřního dutého tělesa 5 a pohyblivého krytu 8, a je připojena potrubím 13, uzavíratelným ventilem 30, ke druhé straně chladicího obvodu. Obě tlakové komory 10, 11 jsou navzájem od sebe oddělovány rtuťovou náplní 7 vnitřního dutého tělesa 5, do níž je ponořena obvodová stěna 9 pohyblivého krytu 8. Tato rtuťová náplň 7 působí jako těsnění mezi oběma tlakovými komorami 10, 11.

Směrem vzhůru ze dna 14 pohyblivého krytu 8 vystupuje dřík 15 procházející kluzně víkem 4 skříně 1, a zabíhající svým volným koncem do magnetického pole 18 vysokofrekvenčního indukčního obvodu 17. Na tomto volném konci nese dřík 15 jádro· 18 z magnetického materiálu, které se tak může pohybovat v magnetickém poli 18. Jak dále ukazuje obr. 1, je vysokofrekvenční indukční obvod 17 spojen s elektronickým konvertorem 19 změn elektromagnetické pole na poplašné signály. Tyto signály mohou být zvukové nebo optické. Podle typu konvertoru 19 je pak zařízení napojeno na optické nebo zvukové poplašné zařízení 20.

Včlenění zařízení pro zjišťování úniků chladící kapaliny do chladicího obvodu výfučny je patrné z obr. 3. Obdobně jako na obr. 1 má výfučna 21 samostatně chlazené ústí 22 a širší část 23. Chladicí kapalina je přiváděna potrubím 28 s odbočkou 32; které chladí ústí 22, a chladicím potrubím 29, které chladí nejširší část 23 výfučny 21. Obdobně je řešen odvod vratné horké vody, a to sběrnými potrubími 28 a 27. Pro jednoduchost je na obr. 2 znázorněno pouze napojení ústí 22 výfučny 21 na odbočku 32 potrubí · 28 a odbočku 33 sběrného potrubí 27.

Jak je patrné z obr. 3, jsou do obvyklého chladicího systému výfučny 21 včleněna dvě zařízení pro zjišťování úniku chladicí kapaliny podle vynálezu, a to detekční zařízení 34 a detekční zařízení 35. Ve znázorněném příkladě je první detekční zařízení 34 napojeno na odbočku 32 přívodního potrubí 28 a druhé detekční zařízení 35 je napojeno na odbočku 33 sběrného potrubí 27. Měření prováděná těmito dvěma detekčními zařízeními mohou být srovnávána různými způsoby a jestliže dojde mezi nimi k rozdílu, budou aktivována · příslušná poplašná zařízení 20. Je-li však zařízení podle vynálezu aplikováno na chladicí obvod s konstantním průtokem, je možno detekční zařízení 34 na přívodní straně vyloučit, neboť jediné detekční zařízení 33 na vratné straně je postačující.

Zařízení podle vynálezu pracuje následovně: Dojde-li k unikání chladící kapaliny, dojde mezi místy, na něž jsou napojena potrubí 13 a 12, k tlakovému spádu a tím i k rozdílu tlaků v tlakových komorách 10 a 11. Převládne-li tlak například v první tlakové komoře 10, dojde ke zdvíhání pohyblivého krytu 8. K vyrovnání tlaku nemůže dojít vzhledem k těsnicímu účinku rtuťové náplně 7. Zdvihem pohyblivého krytu 8 se posune jádro 18 z magnetického materiálu v magnetickém poli 18 elektromagnetického indukčního obvodu 17. Výchylka magnetického pole vyvolá výchylku v elektrickém signálu elektromagnetického indučního obvodu 17, který je předáván do konvertoru 19. Jak je schematicky vyznačeno čárkovanou čarou na obr. 3, jsou vedení signálů v případě samotný signalizuje únik kapaliny, vyvolá konvertor 19 signálu přeměnu elektrického signálu na optický nebo zvukový signál, a poplašné zařízení 20 okamžitě signalizuje vzniklou poruchu.

podvojného umístění zařízení podle vynálezu v chladicím obvodě navzájem propojena, za účelem jejich vzájemného srovnání. V případě jednotlivého umístění zařízení podle vynálezu na vratné straně chladicího obvodu, kdy tlakový spád ve vratném potrubí již

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Zařízení pro zjišťování úniku chladicí kapaliny výfučen ve vysokých pecích, založené na systému měření výchylek diferenciálního tlaku chladicí kapaliny při použití elektronického signálního zařízení reagujícího na čidlo indukčního typu, vyznačené tím, ' že sestává ' ze skříně (1), mající obvodovou stěnu (2), dno (3) a víko (4), vymezující uvnitř uzavřenou dutinu, přičemž tato obvodová stěna (2) obklopuje vnitřní duté těleso (5) s dvojitou stěnou (6j vystupující vzhůru ze dna (3) skříně (lj do její uzavřené dutiny, přičemž tato dvojitá stěna (6) je vyplněna rtuťovou náplní (7), a tvoří vedení pro posuny pohyblivého krytu (8) ve tvaru obráceného pohárku, jehož obvodová stěna (9] je teleskopicky zasunuta do dvojité stěny (6) vnitřního dutého tělesa (5j, a jehož dno je obráceno směrem vzhůru _: a směrem od vnitřního dutého tělesa (5), přičemž vnitřek teleskopické sestavy tvořená ' vnitřním dutým tělesem (5) a pohyblivým krytem (8) vymezuje první tlakovou komoru (10), připojenou potrubím (12) k

   VYNÁLEZU jedné straně chladicího obvodu, a oddělovanou konstrukcí této teleskopické sestavy a rtuťovou náplní (7) od druhé tlakové komory (11), vymezované skříní (1) a teleskopickou sestavou vnitřního dutého tělesa (5) a pohyblivého krytu (8), a připojenou potrubím (13) ke druhé straně chladicího obvodu, přičemž axiálně směrem vzhůru ze dna (14) pohyblivého krytu (8) vystupuje dřík (15), procházející kluzně stropem (4) skříně (1) a zabíhající svým volným koncem do magnetického pole (16) vysokofrekvenčního indukčního obvodu (17) a na tomto volném konci nese jádro (18) z magnetického materiálu, přičemž vysokofrekvenční indukční obvod (17) je spojen s elektronickým konvertorem (19) změn elektromagnetického pole na optické nebo zvukové poplašné signály, a tento konvertor (19) je spojen s optickým nebo zvukovým' poplašným zařízením (20), které je umístěno v chladicím obvodu každé výfučny alespoň na jeho výstupní straně.