EA018105B1 - Способ и устройство для измерения по меньшей мере одной физической величины, такой как температура, расход или давление охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента в металлургической печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре (3) охлаждающего элемента (1) в металлургической печи. Устройство включает питающий коллектор (2) для распределения охлаждающей текучей среды и ее подачи в элементарные охлаждающие контуры (3) охлаждающих элементов (1) и собирающий коллектор (4) для сбора и приема охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров (3) охлаждающих элементов (1). Устройство включает измерительную линию (5), которая посредством клапанного механизма (6) гидравлически сообщается по меньшей мере с одним элементарным охлаждающим контуром (3) так, что охлаждающую текучую среду пропускают альтернативно через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4) или мимо измерительной линии (5) в собирающий коллектор (4). Измерительная линия (5) включает по меньшей мере одно измерительное приспособление (7) для измерения по меньшей мере одной физической величины охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), и для проведения измерений в элементарном охлаждающем контуре (3).

Description

Изобретение относится к способу согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента в металлургической печи.

Изобретение также относится к устройству согласно ограничительной части п.11 формулы изобретения для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента в металлургической печи.

Изобретение относится к охлаждению в жидкостном металлургическом процессе в металлургической печи, такой как печь взвешенной плавки, например печь для плавки во взвешенном состоянии, с помощью системы охлаждения, включающей несколько питающих коллекторов для распределения охлаждающей текучей среды, такой как охлаждающая вода, в элементарные охлаждающие контуры охлаждающих элементов, применяемых для охлаждения металлургической печи; указанная система также включает несколько собирающих коллекторов для объединения указанных элементарных охлаждающих контуров друг с другом. Из одного питающего коллектора охлаждающую текучую среду обычно подают в элементарные охлаждающие контуры 10-20 отдельных охлаждающих элементов. Одна металлургическая печь может включать десятки таких коллекторных узлов, включающих питающий коллектор и собирающий коллектор.

При жидкостных металлургических процессах в стационарных конструкциях, окружающих реакционное пространство, возникают тепловые напряжения, которые флуктуируют как в пространстве, так и во времени.

Вследствие совместного действия данных напряжений возникает неравновесное распределение температуры в структуре огнеупорной футеровки; данное явление является нежелательным с точки зрения общей прочности футеровки. В обычном способе охлаждения печи более интенсивному охлаждению подвергают те области печи, где металлургические реакции приводят к большому тепловому напряжению. Например, в печи для плавки во взвешенном состоянии данные области расположены в нижней части реакционной шахты, а также у стенок отстойника и выпускных отверстий. Определение и распределение требуемого значения охлаждающей способности основано на теоретических вычислениях, моделировании и экспериментальных данных, полученных для других аналогичных печей. После стадии проектирования установленные охлаждающие элементы, применяемые для охлаждения футеровки, представляют собой стационарные охладители и не реагируют активно на изменения, которые происходят в ходе процесса.

Выравнивания процесса охлаждения во времени наряду с выравниванием теплового напряжения, возникающего в ходе процесса, достигают путем регулирования скоростей потока охлаждающей воды, которая уносит тепловую энергию. Из-за локальных различий в тепловом напряжении недостаточно регулировать скорости потока коллектором, но, чтобы обеспечить зону равновесного охлаждения, необходимо управлять отдельными элементарными контурами, т.е. элементарными охлаждающими контурами отдельных охлаждающих элементов. Перед управлением скоростями потока необходимо определить тепловые потери в каждом охлаждающем элементе, но ранее такие измерения были очень дорогими ввиду того, что каждый элементарный охлаждающий контур оборудовали отдельным измерительным прибором и кабельной проводкой. Поэтому указанную статью издержек обычно полностью исключали из совокупных капиталовложений и считали достаточным проведение измерения, относящегося только к коллектору.

В том случае, когда следует определить тепловые потери при передаче от элемента для каждого контура, необходимо знать относящуюся к конкретному контуру разность температур между поступающей и выходящей охлаждающей водой, а также скорость потока. Однако не обязательно добавлять термометр и расходомер в каждый контур, поскольку текущие значения температуры в обратном трубопроводе и скорости потока для каждого охлаждающего элемента в контуре не являются крайне важной информацией для управления технологическим процессом. Однако данная информация необходима для точного определения удельных тепловых потерь в охлаждающем элементе, но достаточно, когда значения получают несколько раз в час или при изменении положения задвижки клапана, регулирующего подачу воды. Поэтому не требуется одновременное измерение во всех контурах, а измерительные операции можно осуществлять по отдельности.

Сущность изобретения

Целью данного изобретения является осуществление способа и устройства для решения описанной выше проблемы.

Цели данного изобретения достигают с помощью способа согласно независимому п. 1 формулы изобретения для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента в металлургической печи.

Изобретение также относится к устройству согласно независимому п.11 формулы изобретения для

- 1 018105 измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента в металлургической печи.

В зависимых пунктах формулы изобретения описаны предпочтительные воплощения данного изобретения.

Устройство согласно данному изобретению включает измерительную линию, которая посредством клапанного механизма, такого как трехходовой клапан, гидравлически сообщается по меньшей мере с двумя элементарными охлаждающими контурами так, что охлаждающая текучая среда из элементарных охлаждающих контуров может проходить в собирающий коллектор либо напрямую, либо через измерительную линию. Измерительная линия включает по меньшей мере одно измерительное приспособление, такое как термометр, манометр или расходомер, для измерения физической величины охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии, например температуры, давления или расхода охлаждающей текучей среды.

Когда указанная измерительная трубка присоединена с помощью клапанного механизма ко всем элементарным охлаждающим контурам между питающим коллектором и собирающим коллектором, с помощью клапанного механизма каждый элементарный охлаждающий контур по отдельности можно легко соединить с измерительной трубкой. Полученная выгода заключается в том, что для каждого коллектора необходимо наличие только одного термометра, манометра и/или расходомера, с помощью которых можно поочередно провести измерения во всех контурах. Фактически это предоставляет выгодный способ определения удельных тепловых потерь в охлаждающем элементе. Кроме того, с помощью манометра можно установить возникновение возможных утечек, а также рост гидравлического сопротивления в трубах. Другим способом наблюдения за возможными утечками является сравнение с помощью расходомера скоростей потока в отдельных контурах с полным потоком, поступающим в питающий коллектор.

Устройство можно автоматизировать так, чтобы автоматизированная система регулярно осуществляла измерения в каждом контуре через определенные интервалы времени. Например, в собирающем коллекторе с 20 контурами, когда интервал между проведениями измерений составляет 1 мин, для каждого контура получают 72 результата измерений в течение 24 ч. В случае печи для плавки во взвешенном состоянии число отдельных контуров может составлять до 800, в таком случае общее количество данных может достигать 57600 измерений тепловых потерь за 24 ч. Это является заметным повышением точности измерений по сравнению с прежней ситуацией, где измеряли только полный поток, поступающий в питающий коллектор, наряду с общей температурой общего потока, выходящего из собирающих коллекторов.

Данные, относящиеся к элементарному контуру, можно подавать в компьютерную программу, которая показывает локальные тепловые напряжения, возникающие в ходе процесса, в печи, сектор за сектором, в виде графика на дисплее для операторов. Программу можно применять не только для визуализации, но и для анализа ситуации и для выравнивания изменений потока, что осуществляют путем направления команд системе управления охлаждением печи. Изменения потока можно осуществлять с помощью автоматизированных активных регулирующих клапанов контуров подачи питающего коллектора.

В целом, имеется множество преимуществ, достигаемых благодаря динамической природе системы.

Поскольку получение информации происходит на уровне охлаждающего элемента, достигают зоны равновесного охлаждения между различными участками внутренней поверхности металлургической печи.

Можно замедлить износ охлаждающих элементов и предотвратить их повреждение, поскольку получение информации происходит на уровне охлаждающего элемента, и можно усилить охлаждение в тех местах, т.е. в охлаждающих элементах, где возникает большое тепловое напряжение, путем увеличения расхода охлаждающей текучей среды. Поскольку получение информации происходит на уровне охлаждающего элемента, решение согласно данному изобретению облегчает предупреждение возникновения трудноразрешимых ситуаций и способствует безопасному функционированию и применению металлургической печи.

Поскольку получение информации происходит на уровне охлаждающего элемента, можно оптимизировать расход воды путем сосредоточения внимания на тех охлаждающих элементах, где требуется более интенсивное охлаждение, и/или путем увеличения расхода охлаждающей текучей среды в указанных охлаждающих элементах; при этом отсутствует необходимость увеличения расхода охлаждающей текучей среды во всей системе между питающим коллектором и собирающим коллектором.

С помощью решения согласно данному изобретению также достигают другого преимущества. Известно, что высокая температура в охлаждающем элементе приводит к испарению охлаждающей текучей среды в элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента и, как следствие, в элементарном охлаждающем контуре охлаждающего элемента образуется пар; данный пар препятствует потоку охлаждающей текучей среды через охлаждающий элемент в элементарном охлаждающем контуре, в результате чего охлаждающий элемент теряет свою охлаждающую способность. Потеря охлаждающей способно

- 2 018105 сти в итоге может привести к разрушению рассматриваемого охлаждающего элемента, и может потребоваться остановка всего процесса в металлургической печи для замены поврежденного элемента. В решении согласно данному изобретению можно своевременно обнаружить такие ослабленные охлаждающие элементы и можно увеличить расход охлаждающей текучей среды, чтобы предотвратить образование так называемой паровой пробки.

В добавление к техническим преимуществам данное изобретение также повышает экономическую эффективность. Поток охлаждающей текучей среды можно точнее направлять на соответствующие участки, и поэтому структура огнеупорной футеровки металлургической печи изнашивается меньше, что также приводит к меньшему числу остановок для технического обслуживания. Поскольку поток охлаждающей текучей среды можно точнее направлять на соответствующие участки, размеры металлургической печи можно спроектировать точнее, т.е. можно избежать ненужных допусков размеров. Кроме того, поскольку поток охлаждающей текучей среды можно точнее направлять на соответствующие участки, в решении согласно данному изобретению расходуется меньше охлаждающей текучей среды, что, соответственно, приводит к снижению потребности в охлаждении для нагретой охлаждающей текучей среды.

Данное изобретение подходит ко всем печам с водяным охлаждением, в которых элемент охлаждают посредством коллекторных узлов.

Список фигур чертежей

Несколько предпочтительных воплощений данного изобретения описаны более подробно ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где на фиг. 1 изображено первое предпочтительное воплощение устройства согласно данному изобретению; на фиг. 2 - другое предпочтительное воплощение устройства согласно данному изобретению.

Подробное описание изобретения

На чертежах изображено устройство для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре 3 охлаждающего элемента 1 в металлургической печи (на чертежах не показана).

Устройство включает питающий коллектор 2 для распределения и подачи охлаждающей текучей среды (на чертежах не показана) в элементарные охлаждающие контуры 3 охлаждающих элементов 1. Охлаждающая текучая среда представляет собой, например, воду.

Устройство также включает собирающий коллектор 4 для сбора и приема охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров 3 охлаждающих элементов 1.

Кроме того, устройство включает измерительную линию 5, которая посредством клапанного механизма 6 гидравлически сообщается по меньшей мере с двумя элементарными охлаждающими контурами 3 так, что охлаждающая текучая среда из элементарных охлаждающих контуров 3 может проходить в собирающий коллектор 4 либо напрямую, либо через измерительную линию 5. Клапанный механизм 6 может включать, например, трехходовой клапан, как показано на чертежах.

Измерительная линия 5 включает по меньшей мере одно измерительное приспособление 7 для измерения по меньшей мере одной физической величины охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, например температуры, давления или расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5.

По меньшей мере один элементарный охлаждающий контур 3 между питающим коллектором 2 и собирающим коллектором 4, предпочтительно, но не обязательно, оборудован регулирующим клапаном 12 для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре 3, на основе физической величины, измеренной с помощью измерительного приспособления 7.

Клапанный механизм 6, предпочтительно, но не обязательно, расположен между охлаждающим элементом 1 и собирающим коллектором 4, как показано на чертежах.

На чертежах каждый элементарный охлаждающий контур 3 между питающим коллектором 2 и собирающим коллектором 4 соединен с помощью клапанного механизма 6 с измерительной линией 5 так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура 3 может проходить в собирающий коллектор 4 либо напрямую, либо через измерительную линию 5. Тогда устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает приспособление для соединения каждого элементарного охлаждающего контура 3 по очереди, в заданном порядке, с измерительной линией 5 так, чтобы охлаждающую текучую среду из элементарного охлаждающего контура 3 всегда пропускали по очереди через измерительную линию 5 в собирающий коллектор 4.

В предпочтительном воплощении данного изобретения измерительное приспособление 7 включает первый термометр 8 для измерения температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, и предпочтительно указатель температуры (не показан на чертежах) для указания температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. Указатель температуры можно установить, например, в помещении для наблюдения за ходом технологического процесса (на чертежах не показано).

В добавление к первому термометру 8, описанному в предпочтительном воплощении данного изобретения, изображенном на фиг. 2, устройство также включает второй термометр 9 для измерения тем

- 3 018105 пературы охлаждающей текучей среды перед элементарным охлаждающим контуром 3 и вычислительное устройство 10 для расчета разности температур в элементарном охлаждающем контуре 3 между температурой, измеренной первым термометром 8, и температурой, измеренной вторым термометром 9, и предпочтительно указатель (на чертежах не показан) для указания тепловых потерь в элементарном охлаждающем контуре 3, рассчитанных с помощью вычислительного устройства 10. Указатель можно установить, например, в помещении для наблюдения за ходом технологического процесса (на чертежах не показано).

В предпочтительном воплощении данного изобретения, изображенном на фиг. 2, измерительное приспособление 7 включает в добавление к описанному выше первому термометру 8 первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. Первый расходомер 11 может измерять, например, массовый расход, объемный расход или скорость потока охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном предпочтительном воплощении изобретения устройство включает второй термометр 9 для измерения температуры охлаждающей текучей среды перед элементарным охлаждающим контуром 3. В качестве альтернативы второй термометр 9 может измерять температуру охлаждающей текучей среды перед поступлением охлаждающей текучей среды в систему охлаждения, т.е. в коллекторный узел, например, в главном трубопроводе так называемой металлургической печи (на чертежах не показана), перед распределением охлаждающей текучей среды в коллекторных узлах металлургической печи. В предпочтительном воплощении данного изобретения, изображенном на фиг. 2, устройство также включает вычислительное устройство 10, прежде всего, для расчета разности температур между температурой, измеренной первым термометром 8, и температурой, измеренной вторым термометром 9, а во-вторых, для расчета тепловых потерь в элементарном охлаждающем контуре 3 на основе рассчитанной разности температур в элементарном охлаждающем контуре 3 и расхода.

В случае когда измерительная линия 5 включает первый термометр 8 для измерения температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, устройство может включать в качестве альтернативы, предпочтительно, но не обязательно, первое сравнивающее приспособление (на чертежах не показано) для сравнения измеренной температуры с заданным максимальным значением. Тогда устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает аварийную сигнализацию (на чертежах не показана), которая подает сигнал тревоги, в случае если измеренная температура превышает заданное максимальное значение. Указанное первое сравнивающее приспособление, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывает тепловые потери в элементарном охлаждающем контуре 3 из температуры охлаждающей текучей среды, измеренной первым термометром 8, и из заданного максимального значения температуры или из заданного целевого значения давления.

По меньшей мере один элементарный охлаждающий контур 3 между питающим коллектором 2 и собирающим коллектором 4, предпочтительно, но не обязательно, оборудован регулирующим клапаном 12 для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре 3, на основе температуры, измеренной первым термометром 8 измерительного приспособления 7, например, путем увеличения расхода в случае увеличения температуры охлаждающей текучей среды, измеренной первым термометром 8.

Измерительное приспособление 7, предпочтительно, но не обязательно, включает манометр 13 для измерения давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, и указатель давления (на чертежах не показан) для указания давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5.

В случае когда измерительная линия 5 включает манометр 13 для измерения давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает второе сравнивающее приспособление (на чертежах не показано) для сравнения измеренного давления с заданным минимальным значением. Тогда устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает аварийную сигнализацию (на чертежах не показана), которая подает сигнал тревоги, в случае если измеренное давление падает ниже заданного минимального значения. Указанное второе сравнивающее приспособление, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывает падение давления в элементарном охлаждающем контуре 3 из расхода, измеренного манометром 13, и из заданного минимального значения или заданного целевого значения давления.

По меньшей мере один элементарный охлаждающий контур 3 между питающим коллектором 2 и собирающим коллектором 4, предпочтительно, но не обязательно, оборудован регулирующим клапаном 12 для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре 3, на основе давления, измеренного манометром 13 измерительного приспособления 7, например, путем увеличения расхода в случае снижения давления охлаждающей текучей среды, измеренного манометром 13.

Измерительное приспособление 7, предпочтительно, но не обязательно, включает первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5.

В случае когда измерительная линия 5 включает первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает третье сравнивающее приспособление (на чертежах не показано) для сравнения из

- 4 018105 меренного расхода с заданным минимальным значением. Тогда устройство, предпочтительно, но не обязательно, включает аварийную сигнализацию (на чертежах не показана), которая подает сигнал тревоги в случае, если измеренный расход падает ниже заданного минимального значения. Указанное третье сравнивающее приспособление, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывает потерю расхода в элементарном охлаждающем контуре 3 из расхода, измеренного расходометром 11, и из заданного минимального значения расхода или заданного целевого значения расхода.

По меньшей мере один элементарный охлаждающий контур 3 между питающим коллектором 2 и собирающим коллектором 4, предпочтительно, но не обязательно, оборудован регулирующим клапаном 12 для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре 3, на основе расхода, измеренного первым расходомером 11 измерительного приспособления 7, например, путем увеличения расхода в случае снижения расхода охлаждающей текучей среды, измеренного первым расходомером 11.

Изобретение также относится к способу измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре 3 охлаждающего элемента 1 в металлургической печи (на чертежах не показана).

В данном способе охлаждающую текучую среду подают в питающий коллектор 2 для распределения охлаждающей текучей среды и ее подачи в элементарные охлаждающие контуры 3 охлаждающих элементов 1.

В данном способе охлаждающую текучую среду подают из питающего коллектора 2 в элементарные охлаждающие контуры 3 охлаждающих элементов.

В данном способе охлаждающую текучую среду принимают из элементарных охлаждающих контуров 3 охлаждающих элементов 1 с помощью собирающего коллектора 4 для сбора и приема охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров 3 охлаждающих элементов 1.

В данном способе предусмотрена измерительная линия 5.

Измерительная линия 5 соединена с собирающим коллектором 4.

Измерительная линия 5 с помощью клапанного механизма 6 соединена по меньшей мере с двумя элементарными охлаждающими контурами 3 так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура 3 может проходить в собирающий коллектор 4 либо напрямую, либо через измерительную линию 5.

В измерительной линии 5 установлено по меньшей мере одно измерительное приспособление 7 для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, давления или расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5.

Охлаждающую текучую среду пропускают через измерительную линию 5 в собирающий коллектор 4.

В измерительной линии 5 измеряют по меньшей мере одну физическую величину охлаждающей текучей среды и получают значение данной физической величины и оценивают ее снижение.

Измерительная линия 5 с помощью клапанного механизма 6, предпочтительно, но не обязательно, соединена с каждым элементарным охлаждающим контуром 3 так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура 3 может проходить в собирающий коллектор 4 либо напрямую, либо через измерительную линию 5.

В предпочтительном воплощении данного способа питающий коллектор 2 оборудован вторым термометром 9 для измерения начальной температуры охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе 2. Второй термометр 9 можно установить в питающем коллекторе 2 или перед питающим коллектором, т.е. перед коллекторным узлом, например, в главном трубопроводе системы охлаждения так называемой металлургической печи (на чертежах не показана), перед распределением охлаждающей текучей среды в коллекторных узлах металлургической печи. В данном воплощении изобретения в измеригельной линии 5 установлено измерительное приспособление 7 в виде первого термометра 8 для измерения конечной температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном воплощении изобретения начальную температуру охлаждающей текучей среды измеряют с помощью второго термометра 9 в питающем коллекторе 2, а конечную температуру охлаждающей текучей среды измеряют в измерительной линии 5 с помощью первого термометра 8. В данном воплощении изобретения рассчитывают разность температур между начальной температурой охлаждающей текучей среды, измеренной в питающем коллекторе 2, и конечной температурой охлаждающей текучей среды, измеренной в измерительной линии 5, и таким образом получают разность температур в элементарном охлаждающем контуре 3. В данном предпочтительном воплощении данного способа питающий коллектор 2, предпочтительно, но не обязательно, оборудован измерительным приспособлением 7, включающим первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе 2; измеряют расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5, а тепловые потери вычисляют на основе рассчитанной разности температур в элементарном охлаждающем контуре 3 и измеренного расхода.

В предпочтительном воплощении данного способа в измерительной линии 5 установлено измерительное приспособление 7, включающее первый термометр 8 для измерения температуры охлаждающей

- 5 018105 текучей среды, текущей в измерительной линии 5; измеряют конечную температуру охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5. В данном воплощении изобретения температуру охлаждающей текучей среды, измеренную в измерительной линии 5, сравнивают с заданным максимальным значением и, предпочтительно, но не обязательно, подают сигнал тревоги, в случае если температура охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5 превышает заданное максимальное значение. В данном воплощении изобретения, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывают тепловые потери в элементарном охлаждающем контуре 3 из заданного максимального значения или из заданного целевого значения и из температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, измеренной с помощью первого термометра 8, например, с помощью вычисления разности температур между заданным максимальным значением или заданным целевым значением и температурой охлаждающей текучей среды, измеренной с помощью первого термометра 8.

В предпочтительном воплощении данного способа измерительная линия 5 оборудована измерительным приспособлением 7, включающим манометр 13 для измерения давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5; измеряют давление охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном воплощении изобретения давление охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5 сравнивают с заданным минимальным значением и, предпочтительно, но не обязательно, подают сигнал тревоги, в случае если давление охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5 падает ниже заданного минимального значения. В данном воплощении изобретения, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывают падение давления в элементарном охлаждающем контуре 3 из заданного минимального значения или из заданного целевого значения и из давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, измеренного манометром 13, например, путем вычисления разности заданного минимального значения или заданного целевого значения и давления охлаждающей текучей среды, измеренного манометром 13.

В предпочтительном воплощении данного способа в измерительной линии 5 установлен первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном воплощении изобретения измеряют расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5, и расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5 сравнивают с заданным минимальным значением и, предпочтительно, но не обязательно, подают сигнал тревоги, в случае если расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии 5 падает ниже заданного минимального значения. В данном воплощении изобретения, предпочтительно, но не обязательно, рассчитывает потерю расхода в элементарном охлаждающем контуре 3 из заданного минимального значения или из заданного целевого значения и из расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5, измеренного с помощью первого расходомера 11, например, путем вычисления разности между заданным минимальным значением или заданным целевым значением и расходом охлаждающей текучей среды, измеренным с помощью первого расходомера 11.

В предпочтительном воплощении данного способа питающий коллектор 2 оборудован вторым расходомером 14 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе. В данном воплощении изобретения в измерительной линии 5 установлен первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном воплощении изобретения измеряют расход в каждом элементарном охлаждающем контуре 3 и суммируют конечные расходы охлаждающей текучей среды в каждом элементарном охлаждающем контуре 3 и в результате получают общий выходящий поток и вычисляют разность расхода между общим выходящим потоком и потоком, подаваемым в питающий коллектор 2, и получают потерю расхода. Потеря расхода должна равняться нулю, поскольку, если наблюдается потеря расхода, то в системе имеется утечка.

В предпочтительном воплощении данного способа измерительная линия 5 с помощью клапанного механизма 6 соединена с каждым элементарным охлаждающим контуром 3 таким образом, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура 3 может проходить в собирающий коллектор 4 либо напрямую, либо через измерительную линию 5. В данном предпочтительном воплощении изобретения питающий коллектор 2 оборудован вторым расходомером 14 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе 2. В данном предпочтительном воплощении изобретения установлен первый расходомер 11 для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии 5. В данном предпочтительном воплощении изобретения расходы охлаждающей текучей среды в питающем коллекторе 2 измеряют с помощью второго расходомера 14, предусмотренного в питающем коллекторе 2. В данном предпочтительном воплощении изобретения охлаждающую текучую среду по очереди пропускают из каждого элементарного охлаждающего контура 3 через измерительную линию 5 в собирающий коллектор 4 и измеряют расход охлаждающей текучей среды в каждом элементарном охлаждающем контуре 3 с помощью первого расходомера 11, установленного в измерительной линии 5. В данном предпочтительном воплощении изобретения расходы охлаждающей текучей среды, измеренные для каждого элементарного охлаждающего контура 3, суммируют и в результате получают общий выходящий поток. В данном предпочтительном воплощении изобретения вычисляют разность между общим выходящим потоком и потоком, подаваемым в питающий коллектор 2, и получают потерю расхода. Потеря расхода должна равняться нулю, поскольку, если наблюда

- 6 018105 ется потеря расхода, то в системе имеется утечка.

Для специалиста в данной области очевидно, что при развитии технологии основную идею данного изобретения можно осуществить множеством различных способов. Таким образом, данное изобретение и его различные воплощения не ограничены описанными выше примерами, но могут меняться в пределах объема формулы изобретения.

Claims (23)

1. Способ измерения по меньшей мере одной физической величины, такой как температура, расход или давление охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре (3) охлаждающего элемента (1) в металлургической печи, в котором охлаждающую текучую среду подают в питающий коллектор (2) для распределения охлаждающей текучей среды и ее подачи в элементарные охлаждающие контуры (3) охлаждающих элементов (1), охлаждающую текучую среду подают из питающего коллектора (2) в элементарные охлаждающие контуры (3) охлаждающих элементов (1) и охлаждающую текучую среду принимают из элементарных охлаждающих контуров (3) охлаждающих элементов (1) с помощью собирающего коллектора (4) для сбора и приема охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров (3) охлаждающих элементов (1), отличающийся тем, что он включает использование измерительной линии (5), причем измерительная линия (5) соединена с собирающим коллектором (4) и измерительная линия (5) с помощью клапанного механизма (6) соединена по меньшей мере с двумя элементарными охлаждающими контурами (3) охлаждающих элементов (1) так, что охлаждающая текучая среда из элементарных охлаждающих контуров (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5), в измерительной линии (5) установлено по меньшей мере одно измерительное приспособление (7) для измерения по меньшей мере одной физической величины охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), например температуры, давления или расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), при этом охлаждающую текучую среду из элементарных охлаждающих контуров (3) в поочередном режиме пропускают через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4), измеряют по меньшей мере одну физическую величину охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) и получают значение данной физической величины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерительная линия (5) с помощью клапанного механизма (6) соединена с каждым элементарным охлаждающим контуром (3) так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что из каждого отдельного элементарного охлаждающего контура (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) охлаждающую текучую среду пропускают в последовательном порядке через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4) для измерения по меньшей мере одной из указанных физических величин охлаждающей текучей среды, текущей в каждом отдельном элементарном охлаждающем контуре (3).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что питающий коллектор (2) оборудован вторым термометром (9) для измерения начальной температуры охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе (2), в измерительной линии (5) установлен первый термометр (8) для измерения конечной температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), измеряют начальную температуру охлаждающей текучей среды в питающем коллекторе (2), измеряют конечную температуру охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) и рассчитывают разность между начальной температурой охлаждающей текучей среды, измеренной в питающем коллекторе (2), и конечной температурой охлаждающей текучей среды, измеренной в измерительной линии (5), и получают разность температур в элементарном охлаждающем контуре (3).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что питающий коллектор (2) оборудован вторым расходомером (14) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе (2), измеряют расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) и рассчитывают тепловое напряжение в элементарном охлаждающем контуре (3) из рассчитанной разности температур и из измеренного расхода охлаждающей текучей среды.

6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в измерительной линии (5) установлен первый термометр (8) для измерения температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), измеряют конечную температуру охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5), температуру охлаждающей текучей среды, измеренную в измерительной линии (5), сравнивают с

- 7 018105 заданным максимальным значением температуры и предпочтительно подают сигнал тревоги, в случае если температура охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) превышает заданное максимальное значение.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что в измерительной линии (5) установлен манометр (13) для измерения давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), давление охлаждающей текучей среды, измеренное в измерительной линии (5), сравнивают с заданным минимальным значением давления и предпочтительно подают сигнал тревоги, в случае если давление охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) падает ниже заданного минимального значения давления.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в измерительной линии (5) установлен первый расходомер (11) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), измеряют расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5), расход охлаждающей текучей среды, измеренный в измерительной линии (5), сравнивают с заданным минимальным значением расхода и предпочтительно подают сигнал тревоги, в случае если расход охлаждающей текучей среды в измерительной линии (5) падает ниже заданного минимального значения.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерительная линия (5) с помощью клапанного механизма (6) соединена с каждым элементарным охлаждающим контуром (3) так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5), питающий коллектор (2) оборудован вторым расходомером (14) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе (2), в измерительной линии (5) установлен первый расходомер (11) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), измеряют расходы охлаждающей текучей среды в питающем коллекторе (2), измеряют расходы охлаждающей текучей среды в каждом элементарном охлаждающем контуре (3), расходы охлаждающей текучей среды, измеренные в каждом элементарном охлаждающем контуре (3), суммируют и в результате получают общий выходящий поток и вычисляют разность между общим выходящим потоком и потоком, подаваемым в питающий коллектор (2), и получают потерю расхода.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерительная линия (5) с помощью клапанного механизма (6) соединена с каждым элементарным охлаждающим контуром (3) так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5), питающий коллектор (2) оборудован вторым расходомером (14) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в питающем коллекторе (2), в измерительной линии (5) установлен первый расходомер (11) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), расходы охлаждающей текучей среды в питающем коллекторе (2) измеряют с помощью второго расходомера (14), предусмотренного в питающем коллекторе (2), охлаждающую текучую среду из каждого элементарного охлаждающего контура (3) по очереди пропускают через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4) и измеряют расход охлаждающей текучей среды в каждом элементарном охлаждающем контуре (3) с помощью первого расходомера (11), установленного в измерительной линии (5), расходы охлаждающей текучей среды, измеренные для каждого элементарного охлаждающего контура (3), суммируют и в результате получают общий выходящий поток, вычисляют разность между общим выходящим потоком и потоком, подаваемым в питающий коллектор (2), и получают потерю расхода.

11. Устройство для измерения по меньшей мере одной физической величины, такой как температура, расход или давление охлаждающей текучей среды, текущей в отдельном элементарном охлаждающем контуре (3) охлаждающего элемента (1) в металлургической печи, включающее питающий коллектор (2) для распределения охлаждающей текучей среды и ее подачи в элементарные охлаждающие контуры (3) охлаждающих элементов (1) и собирающий коллектор (4) для сбора и приема охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров (3) охлаждающих элементов (1), отличающееся тем, что данное устройство включает измерительную линию (5), которая посредством клапанного механизма (6) гидравлически сообщается по меньшей мере с двумя элементарными охлаждающими контурами

- 8 018105 (3) и которая гидравлически сообщается с собирающим коллектором (4) так, что охлаждающая текучая среда из элементарных охлаждающих контуров (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5), данное устройство включает средства, обеспечивающие пропускание охлаждающей текучей среды из элементарных охлаждающих контуров (3) через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4) в поочередном режиме, измерительная линия (5) включает по меньшей мере одно измерительное приспособление (7) для измерения по меньшей мере одной физической величины, например температуры, расхода или давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что между охлаждающим элементом (1) и собирающим коллектором (4) расположен клапанный механизм (6).

13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что каждый элементарный охлаждающий контур (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) с помощью клапанного механизма (6) соединен с измерительной линией (5) так, что охлаждающая текучая среда из каждого элементарного охлаждающего контура (3) может проходить в собирающий коллектор (4) либо напрямую, либо через измерительную линию (5).

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно включает приспособление для управления клапанным механизмом (6) для поочередного соединения в заданном порядке каждого элементарного охлаждающего контура (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) с измерительной линией (5) так, чтобы в одном из элементарных охлаждающих контуров (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) охлаждающую текучую среду всегда пропускали по очереди через измерительную линию (5) в собирающий коллектор (4).

15. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что по меньшей мере один элементарный охлаждающий контур (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) оборудован регулирующим клапаном (12) для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре (3), на основе физической величины, измеренной с помощью измерительного приспособления (7).

16. Устройство по любому из пп.11-15, отличающееся тем, что измерительное приспособление (7) включает первый термометр (8) для измерения температуры охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), и предпочтительно указатель температуры для указания температуры.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что оно включает второй термометр (9) для измерения температуры охлаждающей текучей среды перед элементарным охлаждающим контуром (3) и вычислительное устройство (10) для расчета разности температур между температурой, измеренной первым термометром (8), и температурой, измеренной вторым термометром (9), и предпочтительно указатель разности температур для указания разности температур.

18. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что по меньшей мере один элементарный охлаждающий контур (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) оборудован регулирующим клапаном (12) для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре (3), на основе температуры, измеренной с помощью первого термометра (8) измерительного приспособления (7).

19. Устройство по любому из пп.11-18, отличающееся тем, что измерительное приспособление (7) включает первый расходомер (11) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), и устройство включает вычислительное устройство (10) для расчета теплового напряжения на основе рассчитанной разности температур и измеренного расхода охлаждающей текучей среды.

20. Устройство по любому из пп.11-19, отличающееся тем, что измерительное приспособление (7) включает манометр (13) для измерения давления охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5), и предпочтительно указатель давления для указания измеренного давления.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что по меньшей мере один элементарный охлаждающий контур (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) оборудован регулирующим клапаном (12) для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре (3), на основе давления, измеренного с помощью манометра (13) измерительного приспособления (7).

22. Устройство по любому из пп.11-21, отличающееся тем, что измерительное приспособление (7) включает первый расходомер (11) для измерения расхода охлаждающей текучей среды, текущей в измерительной линии (5).

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что по меньшей мере один элементарный охлаждающий контур (3) между питающим коллектором (2) и собирающим коллектором (4) оборудован регулирующим клапаном (12) для регулирования расхода охлаждающей текучей среды, текущей в элементарном охлаждающем контуре (3), на основе расхода, измеренного с помощью первого расходомера (11) измерительного приспособления (7).