煉鐵高爐噴煤在線監(jiān)測指示儀

1、煉鐵高爐噴煤在線監(jiān)測指示儀用 戶 手 冊 青島高科技工業(yè)園科聯(lián)環(huán)保儀器有限公司 聯(lián)合制造內蒙古新科聯(lián)工業(yè)自動化有限責任公司 本手冊是儀表的安裝使用說明，也是現(xiàn)場實際操作的必讀手冊，請用戶在安裝及使用本儀器之前，務必仔細閱讀本手冊，以便用好此表，使其發(fā)揮應有的作用。目錄 一 、概述 二、 高爐噴吹煤粉流量測量的意義 三、 工作原理 四、 噴吹煤粉濃度顯示 五、 安裝 六、測點安裝示意圖 七、 煤粉濃度控制單元主要技術指標 八、煤粉濃度系統(tǒng)安裝示意圖 九、 高爐噴煤控制系統(tǒng)使用說明 十 、故障排除 附：噴煤指示系統(tǒng)電路示意圖、高爐噴煤在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖一、概述: 由青島高科技工業(yè)園科聯(lián)環(huán)保儀器有限

2、公司和內蒙古新科聯(lián)工業(yè)自動化有限責任公司合作研制、生產(chǎn)的IMA-N型煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)在線監(jiān)測儀同時在線監(jiān)測噴煤系統(tǒng)總管和各分支管道噴煤濃度及氣固兩相流的通斷，是一項具有填補國內空白并具有國際先進技術水平的氣固兩相流在線監(jiān)測儀器。該儀器設備在設計理念上有其極為獨到而又合理之處，不僅在煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)中具有很強的實用價值，而且在火力發(fā)電廠鍋爐一次風系統(tǒng)，干除灰系統(tǒng)及氣力輸送系統(tǒng)中同樣具有廣泛的應用價值。該儀器歷經(jīng)數(shù)年不斷的研發(fā)、測試、完善，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)并得到各相關部門的認可及業(yè)內專業(yè)人員的稱贊，一致認為在煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)中具有很強的實用價值。我公司于2002年5月在承德鋼鐵公司煉鐵廠6號高爐上

3、進行工業(yè)性試驗，經(jīng)一年多連續(xù)運行結果表明：IMA-N型煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)總、分支管道煤粉濃度在線檢測儀具有測量精度高、運行穩(wěn)定、測量部件可靠、信號處理準確、棒狀圖畫面直觀實用，在系統(tǒng)運行穩(wěn)定工況下，并可對總管的煤粉實時計量跟蹤，以供運行參考。二、高爐噴吹煤粉流量測量的意義高爐噴煤持續(xù)穩(wěn)定的重要前提是高爐內氣體的動力學條件不同噴煤而發(fā)生嚴重惡化。與全焦冶煉相似，高爐噴煤氣體動力學條件與爐料結構和煤氣特性有關，所不同的是，在高爐噴煤情況下，爐料結構和煤氣特性均受煤粉在爐內的行為及各分支管噴煤量的影響。因而，高爐噴煤操作直接影響到高爐氣體運動特性的變化，尤其是在大噴吹時，這種變化還可能危及高爐的穩(wěn)定順

4、行。高爐噴吹煤粉是一種氣力輸送過程，在流體力學范圍內屬于氣固兩相流動。由于流動的非連續(xù)性，造成了瞬時流量的波動。高爐噴吹煤粉流量測量的意義主要有兩個方面：第一、隨時掌握總體噴吹煤粉水平和各風口噴吹煤粉的情況，了解高爐各風口工作狀態(tài)。高爐工藝要求噴吹到高爐風口的煤粉流股穩(wěn)定，各風口噴吹煤量均勻。從整體上來看，噴吹煤粉的多少直接影響高爐的爐溫的走向，如果陡然把噴吹煤粉流量增加的很高，則可能造成燃燒不完全，惡化料柱透氣性。各風口噴出的均勻程度也是十分重要的，各個風口間噴吹量差異過大，可能導致高爐圓周方向工作不夠均勻，長期下去，將造成高爐運行失常等。若能實現(xiàn)對各風口噴煤量的連續(xù)監(jiān)測控制，則除了可提高煤

5、粉燃燒率外，也為高爐操作人員提供了調節(jié)爐況的手段，一般要求所有風口的總噴煤量的控制精度為最大噴煤量的±1% ，各風口噴煤量控制精度為最大噴煤量的±3%。要做到這一點，首先必須對料流中的煤粉數(shù)量進行精確的連續(xù)監(jiān)測，這樣才有可能調節(jié)煤粉在各風口的噴入量。第二、為控制總噴吹煤粉量和各風口的噴吹量提供信號，總管流量信號是總體流量控制的反饋信號，支管流量是各風口均勻控制及氧、煤比優(yōu)化控制的信號。三、 工作原理：1、粉體特性與靜電起電機理 粉體是處在特殊狀態(tài)下的固體，一般粉體都由整塊固體經(jīng)過機械粉碎研磨等工序加工而成，一些特殊材料的粉體，或者粉體顆粒的直徑小到微米以下，尤其是近年出現(xiàn)的

6、納米顆粒材料，都必須應用特殊的工藝技術才能制成，與大塊的固體材料相比，粉體本身具有分散性和懸浮性兩大特點，分散性使粉體表面積比相同的材料、相同質量的整塊固體的表面積要增大很多倍，粉體顆粒的直徑越小，表面積增大的倍數(shù)越大。 由于粉體都是固體物質，因此其靜電發(fā)生過程都遵循固體的接觸起電規(guī)律。同種材料的粉體顆粒相互之間接觸、分離，不易使粉體帶電。粉體在生產(chǎn)和儲存輸送過程中，要發(fā)生研磨、攪混、篩分以及高速運動等現(xiàn)象。粉體顆粒因與加工機具、輸送管道內壁、容器內壁以及篩網(wǎng)等器具之間接觸分離、碰撞、摩擦、剝離、斷裂等現(xiàn)象而產(chǎn)生靜電。粉體的懸浮性使得粉體顆粒與大地總是絕緣的,所以不管粉體材料是金屬還是絕緣體，

7、每一個小顆粒都有可能帶電。2、 影響粉體氣力輸送過程靜電起電的主要因素。 粉體物質在氣力輸送過程中，粉體顆粒總是要和管壁發(fā)生碰撞、摩擦和分離，粉體顆粒與顆粒之間，也要發(fā)生碰撞、摩擦和分離。這樣大量的緊密接觸和分離的過程，使粉體帶上了相當數(shù)量的靜電。影響氣流輸送粉體帶電量的因素很多。1 、管道材質的影響由于粉體以氣力通過管道輸送起電，實質上仍是接觸分離起電。因此，根據(jù)靜電序列，當管道、攪混器或斜槽材料與粉體材料相同時，不易產(chǎn)生靜電，而且粉體顆粒帶電情況也不規(guī)則，有的帶正電，有的帶負電，也有的不帶電。粉體中帶正電的顆粒與帶負電粉體與管道材質相同時粒子的帶電情況的顆粒大致相等。這可由實驗結果證實。石

8、英砂尺寸粒子數(shù)目平均電荷粒徑+0+0-1147416115.318.21-24463247422.223.22-38459645.849.33-42933072.467.34-570811299.25-65041051176-7002-342總計總粒子數(shù)總電荷量718447752000023000這個實驗是用直徑7m以下的石英砂在石英裝置中做出的。它的實驗資料列于上表中。從上表中可以看出，在同一粒徑尺寸的顆粒中，帶正電和帶負電的顆粒數(shù)大致相等。因此，帶正電荷的總量和帶負電荷的總量大致相等。整個粉體的凈帶電量是很小的。其原因是由于相互撞擊和摩擦的都是同一物質。每一個顆粒，作為電荷的接受體和給與體

9、的概率是一樣的，所以顆粒中帶正負電荷的粒子數(shù)目是相近的。不同材質能產(chǎn)生大量靜電，這已被大量的實驗所證實，也符合物體接觸起電的理論。金屬管道的靜電效應與金屬種類沒有多大關系。在其它條件一定的情況下，大體上只取決于粉體的性質。粉體與管道都是絕緣物質時，材料的影響將成為粉體靜電起電的主要因素。 、攪混時間和輸送距離影響 粉體在容器中攪混時間越長,在管道中輸送距離越遠,粉體顆粒之間,顆粒和容器壁之間碰撞次數(shù)越多，從這個意義上來說,可以把粉體在管道中的傳輸距離和他們在容器中的攪混時間歸于一個范疇。當碰撞次數(shù)增多時,粉體表面上帶電量增多,使粉體的總電量也隨著增加，與此同時,碰撞次數(shù)的增加,導致已帶電的顆粒

10、放電機會的增加，這是和粉體顆粒帶電過程相反的過程。最后，當輸送距離和攪混時間增加到一定值時，在同一時間內產(chǎn)生和泄漏的電荷量相等，粉體的帶電量達到一個飽和值。 帶電量1×10-4C C1.5 kgf/cm2 15 10 1.0 0.5 0.3 5 0 30 60 90 120 (m/s) 飽和帶電量與攪混時間和輸送距離的關系 3 、攪混程度和氣流輸送速度的影響 粉體的輸送速度和攪混程度均指粉體顆粒摩擦或碰撞的劇烈程度,所以放在一起來考慮。粉體輸送的速度和攪混程度越高，粉體顆粒之間，顆粒與管壁和容器壁之間單位時間內的摩擦、碰撞次數(shù)越多。從圖中可以看出不論輸送速度多大，輸送足夠時間后，粉體

11、的帶電量都達到飽和值。這是因為在粉體起電的同時，存在著一個與起電過程相反的泄漏過程，單位時間內泄漏的電荷量隨粉體帶電量的不斷增加而增加，經(jīng)一定時間后，達到靜電起電量和泄漏的電荷量平衡，則粉體的帶電量達到飽和值。 3、 煤粉濃度測理 煤粉濃度的測理是利用靜電原理，而煤在破碎過程和輸送過程中，粉塵粒子之間的相互碰撞、摩擦、分離、固體斷裂破碎分離，煤粉粒子將帶有一定量的靜電，形成靜電場，靜電場與煤粉濃度成正比，經(jīng)特殊制造的靜電場感應傳感器采集到靜電場的強弱，經(jīng)分析處理放大后傳輸至監(jiān)測系統(tǒng)，得到直觀真實的棒狀圖效果。實驗證明，一次風管中煤粉流量與傳感器采集到的信號是一線性關系。四、 噴吹煤粉濃度顯示顯

12、示輸出由計算機顯示器顯示，總、分支管道噴吹煤粉濃度用棒狀圖和數(shù)字同時顯示，煤粉濃度顯示值為kg（煤）/kg（空氣）。 噴吹煤粉濃度在其上下限范圍內時，棒狀圖顯示為綠色，當噴吹煤粉濃度超過上限范圍，棒狀圖顯示為藍色以示報警。 當任何一分支管道中的煤粉濃度低于設定值時，報警燈顯示為紅色，正常運行時為綠色。煉鐵高爐煤粉濃度批示儀1、 用棒狀圖實時顯示總管及各分支管煤粉流量的百分比濃度，瞬時值，顯示響應時間可調。2、 可設置斷粉報警值，當煤粉濃度持續(xù)低于該設定值時，該管棒狀圖顯示紅色以示堵管、斷粉。3、 可計算、顯示、存儲總管累計噴煤量，存儲間隔時間從130分鐘可調。4、 數(shù)據(jù)庫功能：（1）、當天檔案

13、紀錄：可紀錄當天每一存儲間隔的工況。包括：日期、時間、總管平均噴煤濃度、當前噴煤量、累計噴煤量，并可利用曲線繪出當日噴煤量變化趨勢。（2）、歷史檔案紀錄：可紀錄30天的工況。包括：日期、當天噴煤量、累計噴煤量，并利用曲線繪出當月噴煤量變化趨勢。注：該項根據(jù)用戶提供現(xiàn)場工況穩(wěn)定性而供參考。5、標定功能：通過置入已知噴煤量進行標定，待煤噴完后，結束標定并自動生成標定系數(shù)。五、安裝 按圖標進行正確、細致的安裝是用好該儀器的重要條件。 1、傳感器安裝： 傳感器最好安裝在水平直管段上，據(jù)閥門、彎頭5倍以上管徑處。傳感器（探棒）長度應根據(jù)被測一次風管管徑選定，傳感器插入深度1/3管徑。 傳感器與固定底座之

14、間應加墊片，防止一次風管內煤灰泄漏。安裝傳感器周圍1米以內應避免有強磁場干擾。傳感器接線盒為防水、防爆式，直接以絲扣式固定在傳感器上，出線端通過包塑金屬軟管連接，金屬軟管必須有固定支撐點，以防擺動、引入干擾信號。 2、變送器控制柜安裝 變送器控制柜在現(xiàn)場就地安裝，但應遠離有強磁場或電場的區(qū)域。 變送器控制柜必須有專用接地網(wǎng)(點)，并接地良好，其接地電阻應4。 3、電纜安裝： 傳感器與變送器之間必須使用SYWV-75-5型雙屏蔽同軸電纜連接，不可用其它普 通電纜代替，傳感器至變送器之間的電纜長度不準超過150m，并且中間不得有過渡端子排。(2)變送器至工控機之間的連接電纜必須使用4芯屏蔽電纜。(

15、3)同軸電纜必須敷設在專用鋼管中，并固定牢靠，而且穿線鋼管要求接地良好，防止靜電及強電場干擾。(4)同軸電纜線穿管敷設過程中，務必注意不得將電纜拉傷、破損或短路、斷路等，全部線路不可有外露部分。六、測點安裝示意圖 兩端焊接 口徑尺寸依據(jù)用戶 現(xiàn)場實際管經(jīng)配置 150mm N支管測點 高 爐 支管 分配器總管測點 傳感器 總管安裝底座 總管 總管說明：1：總管傳感器依據(jù)管經(jīng)可直接焊接2：支管傳感器依據(jù)管經(jīng)配制。3：總管、支管的安裝位置盡可能選在直管段并遠離彎管處。 4：總管、支管傳感器及底座由供方配套提供。七、煤粉濃度控制單元主要技術指標測量范圍煤粉濃度0100kg/kg(空氣、氮氣)被測管徑

16、20mm219mm被測粒徑 1200m工作條件傳感器工作溫度 250°C、400°C(選項)傳感器工作壓力 -1.02.5Mpa變送器工作環(huán)境溫度 -1040°C變送器工作環(huán)境濕度 080%顯示儀器工作環(huán)境溫度 -1050°C顯示儀器工作環(huán)境濕度 080%傳感器至變送器電纜 SYWV-75-5雙屏蔽同軸電纜 長度<150m變送器專用接地網(wǎng)(點) 接地電阻4精度輸出范圍的 ±5%電源220V 50Hz 功率<30W變送器輸出模擬量輸出 420mA電流串行接口I/O RS232、RS485（選項）顯示器輸出煤粉濃度棒狀圖、數(shù)字傳感器規(guī)格

17、傳感器長度10mm100mm測點范圍測點數(shù)量1N點 八、煤粉濃度系統(tǒng)安裝示意圖PLC系統(tǒng)或工控機 變送器RS2324-20mA 傳輸線 信號輸入接頭(屏蔽網(wǎng)接地)傳感器接線盒軟臂接頭金屬軟管包塑金屬軟管報警裝置電源220VO形橡變送器電源金屬電纜管探頭紫銅墊插座各噴煤管道九、<<高爐噴煤控制系統(tǒng)>>使用說明一、進入系統(tǒng) 雙擊電腦上面的“高爐噴煤控制系統(tǒng)”快捷方式，進入系統(tǒng)。如圖1圖1二、各個按鈕的作用1、系數(shù)設定：由它來設定噴煤濃度的大小，因為噴煤的濃度=電壓×系數(shù)。雙擊”系數(shù)設定”按鈕進入如圖2圖2 在標定選擇里“管一”代表“管道一”。 存緒間隔時間根據(jù)自己

18、的情況設定。 標定噴煤量如圖2，在標定時間內的噴煤量 刪除數(shù)據(jù):選定刪除數(shù)據(jù)，然后單擊確定，就把記錄的數(shù)據(jù)刪除。 標定系數(shù)：單位時間內的噴煤量。選中標定系數(shù)，然后單擊確定, 就回到如“圖1”所示，“標定”按鈕字體變黑，單擊標定，到標定時間時就彈出如圖3圖3輸入標定煤量并單擊確定。例如：一鐵廠高爐噴煤，在風力、壓力比較穩(wěn)定的情況下每30分鐘噴煤2000公斤操作步驟如下：進入系統(tǒng)，雙擊“系數(shù)設定”按鈕 進入如圖2所示。 在“標定噴煤量”輸入”2000”在“標定時間”輸入“30”。然后選中“標定系數(shù)”再單擊確定，就進入圖1所示。 單擊“標定”按鈕。 30分鐘后 進入如圖3所示 ，在方框內輸入輸入“2000”再確定。 2、當日數(shù)據(jù)：單擊“當日數(shù)據(jù)”按鈕就顯示當日的紀錄如圖4所示 圖4單擊“繪圖”按鈕彈出如圖5圖5單擊“歷史記錄”按鈕彈出如圖6