高爐冷卻水控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高爐冷卻技術領域，特別涉及一種高爐冷卻水控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]高爐冷卻水進出水溫度的變化，間接反映了爐內物料和冶煉狀況，高爐冷卻水進出水溫差過大說明爐壁溫度過高，會嚴重影響高爐的壽命；溫差過小則說明能源損失太大，會增加冶煉成本。通過在線實時監(jiān)測進出水溫差的變化，可監(jiān)測高爐冷卻壁的使用狀態(tài)，及時對冷卻壁進行維護，以延長高爐的使用壽命，減少高爐事故的發(fā)生，同時降低能耗、提高產量。
[0003]在影響高爐壽命的因素中，冷卻壁是其中最主要的因素，為了能延長高爐壽命，保證高爐的穩(wěn)定高效運行，對冷卻壁的熱負荷及損傷情況進行監(jiān)視就顯得十分重要，目前世界范圍內對冷卻壁的工作狀況的監(jiān)視主要有以下三種方式:
[0004]—、人工檢測；
[0005]二、熱電偶檢測；
[0006]三、冷卻壁微小水溫差與熱流強度遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]第一種方式的弊端是人工檢測不連續(xù)、不及時，再加上現場的環(huán)境惡劣，因此，對于檢測人員來說，不僅工作強度大，而且還有很大的危險性。
[0008]第二種方式是在冷卻壁上開孔，安裝熱電偶對冷卻壁進行測溫。該方式的弊端是:
[0009]1.當冷卻壁被燒蝕的時候，熱電偶很容易被燒壞，并且燒壞的熱電偶更換很不方便；
[0010]2.熱電偶測溫不能如實反映冷卻水對冷卻壁的作用；
[0011]3.即使在冷卻水管都已經被燒化堵死的情況下都不能及時發(fā)現。
[0012]從以上三種情況來看，用溫度的變化來判斷冷卻系統(tǒng)與整個冷卻壁的燒蝕情況也很難做到準確、直觀。
[0013]第三種方式是綜合前述兩種檢測方式的基礎上結合現代自動化系統(tǒng)集成的技術，大大提高了檢測精度，該方式不僅能檢測溫度，又能解決流量測量的問題，并且系統(tǒng)穩(wěn)定故障率極低，便于維護升級，還可以反映冷卻壁各方位(縱切面)的燒蝕情況和變化趨勢，以及反映冷卻壁各爐層(橫切面)的燒蝕情況和變化趨勢。對反應爐壁掛渣及渣皮脫落的情況都可以準確作出判斷，并為計算爐熱指數模型提供熱負荷參數，但該方式的弊端是:
[0014]1.采用工業(yè)水冷卻，因為水質差，容易結垢而降低冷卻強度，導致燒壞冷卻設備，并且水的循環(huán)量大、能耗大；
[0015]2.該系統(tǒng)只包括高爐冷卻壁各部位的水溫差和熱流強度，不能有效及時地采取措施進行水壓、水位和水溫的調節(jié)等；
[0016]3.沒有漏水檢測功能，由于爐內壓力大于冷卻水壓力，當冷卻壁破損，爐內煤氣竄入冷卻水中，使冷卻水水質變壞，從而使得冷卻管壁結垢降低冷卻強度，燒壞冷卻設備，并且冷卻水的缺失會影響冷卻系統(tǒng)的正常工作。
【實用新型內容】
[0017]本實用新型基于上述第三種冷卻壁微小水溫差與熱流強度遠程監(jiān)測系統(tǒng)，設計了一種新型的高爐冷卻水控制系統(tǒng)，以克服現有監(jiān)測系統(tǒng)存在的3個弊端，能夠達到不結垢、水量和動力消耗少、使用壽命長的目的，同時具有漏水檢測功能，本實用新型的技術方案如下:
[0018]高爐冷卻水控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器、電磁流量計、差壓變送器、壓力變送器、電導式液位開關、變送器、防干擾隔離配電器、數據采集器以及工控機，所述溫度傳感器設置在高爐冷卻壁入口和出口的冷卻水管上，所述電磁流量計設置在高爐冷卻壁出口的冷卻水管上，所述差壓變送器和壓力變送器設置在高爐膨脹罐上，所述電導式液位開關設置在高爐冷卻壁內，所述溫度傳感器、電磁流量計、差壓變送器、壓力變送器以及電導式液位開關分別通過變送器和防干擾隔離配電器與數據采集器連接，所述數據采集器通過RS485總線與工控機連接。
[0019]作為本實用新型的進一步改進，所述高爐冷卻水控制系統(tǒng)還設有備用水栗，所述備用水栗設置在高爐循環(huán)栗的入口處。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021]該高爐冷卻水控制系統(tǒng)采用軟水密閉循環(huán)的冷卻方式，能夠達到不結垢、管路腐蝕小、使用壽命長、水量和動力消耗少的目的；而且通過溫度傳感器和電磁流量計能夠監(jiān)測高爐冷卻壁各段的水溫差和熱流強度；通過差壓變送器和壓力變送器能夠自動調節(jié)水位和壓力；通過電導式液位開關能夠檢查高爐是否漏水。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實用新型的結構原理圖；
[0024]圖2為差壓變送器和壓力變送器的工作原理圖。
[0025]圖中標記:1_溫度傳感器；2_電磁流量計；3_差壓變送器；4_壓力變送器；5_電導式液位開關；6_變送器；7_防干擾隔離配電器；8_數據采集器；9_工控機；10-備用水栗Ο
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0027]如圖1所示，高爐冷卻水控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器1、電磁流量計2、差壓變送器
3、壓力變送器4、電導式液位開關5、變送器6、防干擾隔離配電器7、數據采集器8以及工控機9ο
[0028]溫度傳感器1、電磁流量計2、差壓變送器3、壓力變送器4以及電導式液位開關5分別通過變送器6和防干擾隔離配電器7與數據采集器8連接，數據采集器8通過RS485總線與工控機9連接；溫度傳感器1、電磁流量計2、差壓變送器3、壓力變送器4以及電導式液位開關5測量的信號由變送器6輸出4-20mA的電流，經防干擾隔離配電器7、數據采集器9、RS-485總線輸送到工控機9進行運算，以實現顯示、記錄、打印和控制報警等功能。
[0029]根據高爐情況和工作需求，在高爐的鐵口、爐缸、風口、爐腹、爐腰、爐身等各段冷卻壁入口和出口的冷卻水管上安裝溫度傳感器1，測得各段的水溫，并經軟件計算出各段的水溫差。
[0030]在鐵口和爐缸等處，不但要測量水溫差，還要在冷卻壁出口的冷卻水管上安裝電磁流量計2，測得水流量，然后根據水溫差、水流量、冷卻壁面積由軟件計算出熱流強度，其計算公式如下:
[0031]R = T.Q/S
[0032]R-熱流強度(kcal/m2.h)
[0033]T-水溫差(°C )
[0034]Q-水流量(m3/h)
[0035]S-冷卻壁面積(m2)
[0036]如圖2所示，為確保循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定，在高爐膨脹罐側面安裝差壓變送器3，其輸出電流為DC 4-20mA，然后經工控機進行PI運算，自動補充水量以調節(jié)水位。
[0037]為防止水中的02氧化冷卻壁和水管，需向膨脹罐內充入少量的N2，但隊會引起膨脹罐壓力變化，造成水溫差測量精度下降。在膨脹罐上方安裝壓力變送器4，其輸出電流為DC 4-20mA，經工控機進行PI運算，自動調節(jié)N2充入量，使膨脹罐壓力恒定。
[0038]電導式液位開關5安裝在高爐冷卻壁內，由于爐內壓力大于冷卻水壓力，當冷卻壁出現破損時，爐內煤氣竄入冷卻水中，使冷卻水水質變差，在排水管的氣室充滿氣體后，電導液位開關5發(fā)出開關信號，該信號傳遞到工控機10，提示工作人員高爐出現漏水。
[0039]備用水栗10設置在高爐循環(huán)栗的入口處，當膨脹罐因水位過低或補水量不夠用時，就會出現循環(huán)栗入口壓力過低、水溫差太大的情況，這時就自動啟動備用水栗10，滿足冷卻用水。
[0040]該高爐冷卻水控制系統(tǒng)采用軟水密閉循環(huán)的冷卻方式，能夠達到不結垢、管路腐蝕小、使用壽命長、水量和動力消耗少的目的；而且通過溫度傳感器1和電磁流量計2能夠監(jiān)測高爐冷卻壁各段的水溫差和熱流強度；通過差壓變送器3和壓力變送器4能夠自動調節(jié)水位和壓力；通過電導式液位開關5能夠檢查高爐是否漏水。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.高爐冷卻水控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度傳感器、電磁流量計、差壓變送器、壓力變送器、電導式液位開關、變送器、防干擾隔離配電器、數據采集器以及工控機，所述溫度傳感器設置在高爐冷卻壁入口和出口的冷卻水管上，所述電磁流量計設置在高爐冷卻壁出口的冷卻水管上，所述差壓變送器和壓力變送器設置在高爐膨脹罐上，所述電導式液位開關設置在高爐冷卻壁內，所述溫度傳感器、電磁流量計、差壓變送器、壓力變送器以及電導式液位開關分別通過變送器和防干擾隔離配電器與數據采集器連接，所述數據采集器通過RS485總線與工控機連接。2.根據權利要求1所述的高爐冷卻水控制系統(tǒng)，其特征在于，還設有備用水栗，所述備用水栗設置在高爐循環(huán)栗的入口處。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高爐冷卻水控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器、電磁流量計、差壓變送器、壓力變送器、電導式液位開關、變送器、防干擾隔離配電器、數據采集器以及工控機，溫度傳感器設置在高爐冷卻壁入口和出口的冷卻水管上，電磁流量計設置在高爐冷卻壁出口的冷卻水管上，差壓變送器和壓力變送器設置在高爐膨脹罐上，電導式液位開關設置在高爐冷卻壁內。該高爐冷卻水控制系統(tǒng)采用軟水密閉循環(huán)的冷卻方式，能夠達到不結垢、管路腐蝕小、使用壽命長、水量和動力消耗少的目的；而且能夠監(jiān)測高爐冷卻壁各段的水溫差和熱流強度、自動調節(jié)水位和壓力以及檢查高爐是否漏水。
【IPC分類】C21B7/10
【公開號】CN205088268
【申請?zhí)枴緾N201520736907
【發(fā)明人】宋杰
【申請人】青島環(huán)瑞自動化科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月22日