煉鐵高爐噴煤在線監(jiān)測(cè)指示儀

1、煉鐵高爐噴煤在線監(jiān)測(cè)指示儀用 戶 手 冊(cè) 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(nèi)蒙古新科聯(lián)工業(yè)自動(dòng)化有限責(zé)任公司 本手冊(cè)是儀表的安裝使用說明，也是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的必讀手冊(cè)，請(qǐng)用戶在安裝及使用本儀器之前，務(wù)必仔細(xì)閱讀本手冊(cè)，以便用好此表，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。目錄 一 、概述 二、 高爐噴吹煤粉流量測(cè)量的意義 三、 工作原理 四、 噴吹煤粉濃度顯示 五、 安裝 六、測(cè)點(diǎn)安裝示意圖 七、 煤粉濃度控制單元主要技術(shù)指標(biāo) 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(cè)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(nèi)蒙古新科聯(lián)工業(yè)自動(dòng)化有限責(zé)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(cè)儀同時(shí)在線監(jiān)測(cè)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(xiàng)具有填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白并具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的氣固兩相流在線監(jiān)測(cè)儀器。該儀器設(shè)備在設(shè)計(jì)理念上有其極為獨(dú)到而又合理之處，不僅在煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，而且在火力發(fā)電廠鍋爐一次風(fēng)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(yīng)用價(jià)值。該儀器歷經(jīng)數(shù)年不斷的研發(fā)、測(cè)試、完善，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)并得到各相關(guān)部門的認(rèn)可及業(yè)內(nèi)專業(yè)人員的稱贊，一致認(rèn)為在煉鐵高爐噴煤系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。我公司于2002年5月在承德鋼鐵公司煉鐵廠6號(hào)高爐上

3、進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，經(jīng)一年多連續(xù)運(yùn)行結(jié)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(cè)儀具有測(cè)量精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、測(cè)量部件可靠、信號(hào)處理準(zhǔn)確、棒狀圖畫面直觀實(shí)用，在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定工況下，并可對(duì)總管的煤粉實(shí)時(shí)計(jì)量跟蹤，以供運(yùn)行參考。二、高爐噴吹煤粉流量測(cè)量的意義高爐噴煤持續(xù)穩(wěn)定的重要前提是高爐內(nèi)氣體的動(dòng)力學(xué)條件不同噴煤而發(fā)生嚴(yán)重惡化。與全焦冶煉相似，高爐噴煤氣體動(dòng)力學(xué)條件與爐料結(jié)構(gòu)和煤氣特性有關(guān)，所不同的是，在高爐噴煤情況下，爐料結(jié)構(gòu)和煤氣特性均受煤粉在爐內(nèi)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(yùn)動(dòng)特性的變化，尤其是在大噴吹時(shí)，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(xué)范圍內(nèi)屬于氣固兩相流動(dòng)。由于流動(dòng)的非連續(xù)性，造成了瞬時(shí)流量的波動(dòng)。高爐噴吹煤粉流量測(cè)量的意義主要有兩個(gè)方面：第一、隨時(shí)掌握總體噴吹煤粉水平和各風(fēng)口噴吹煤粉的情況，了解高爐各風(fēng)口工作狀態(tài)。高爐工藝要求噴吹到高爐風(fēng)口的煤粉流股穩(wěn)定，各風(fēng)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(fēng)口噴出的均勻程度也是十分重要的，各個(gè)風(fēng)口間噴吹量差異過大，可能導(dǎo)致高爐圓周方向工作不夠均勻，長(zhǎng)期下去，將造成高爐運(yùn)行失常等。若能實(shí)現(xiàn)對(duì)各風(fēng)口噴煤量的連續(xù)監(jiān)測(cè)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(diào)節(jié)爐況的手段，一般要求所有風(fēng)口的總噴煤量的控制精度為最大噴煤量的±1% ，各風(fēng)口噴煤量控制精度為最大噴煤量的±3%。要做到這一點(diǎn)，首先必須對(duì)料流中的煤粉數(shù)量進(jìn)行精確的連續(xù)監(jiān)測(cè)，這樣才有可能調(diào)節(jié)煤粉在各風(fēng)口的噴入量。第二、為控制總噴吹煤粉量和各風(fēng)口的噴吹量提供信號(hào)，總管流量信號(hào)是總體流量控制的反饋信號(hào)，支管流量是各風(fēng)口均勻控制及氧、煤比優(yōu)化控制的信號(hào)。三、 工作原理：1、粉體特性與靜電起電機(jī)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(jī)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(yīng)用特殊的工藝技術(shù)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(diǎn)，分散性使粉體表面積比相同的材料、相同質(zhì)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(zhì)，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(chǔ)存輸送過程中，要發(fā)生研磨、攪混、篩分以及高速運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象。粉體顆粒因與加工機(jī)具、輸送管道內(nèi)壁、容器內(nèi)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(gè)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(zhì)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(dāng)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(zhì)的影響由于粉體以氣力通過管道輸送起電，實(shí)質(zhì)上仍是接觸分離起電。因此，根據(jù)靜電序列，當(dāng)管道、攪混器或斜槽材料與粉體材料相同時(shí)，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(fù)電，也有的不帶電。粉體中帶正電的顆粒與帶負(fù)電粉體與管道材質(zhì)相同時(shí)粒子的帶電情況的顆粒大致相等。這可由實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。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(jì)總粒子數(shù)總電荷量718447752000023000這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用直徑7m以下的石英砂在石英裝置中做出的。它的實(shí)驗(yàn)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(fù)電的顆粒數(shù)大致相等。因此，帶正電荷的總量和帶負(fù)電荷的總量大致相等。整個(gè)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(zhì)。每一個(gè)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(fù)電荷的粒子數(shù)目是相近的。不同材質(zhì)能產(chǎn)生大量靜電，這已被大量的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，也符合物體接觸起電的理論。金屬管道的靜電效應(yīng)與金屬種類沒有多大關(guān)系。在其它條件一定的情況下，大體上只取決于粉體的性質(zhì)。粉體與管道都是絕緣物質(zhì)時(shí)，材料的影響將成為粉體靜電起電的主要因素。 、攪混時(shí)間和輸送距離影響 粉體在容器中攪混時(shí)間越長(zhǎng),在管道中輸送距離越遠(yuǎn),粉體顆粒之間,顆粒和容器壁之間碰撞次數(shù)越多，從這個(gè)意義上來說,可以把粉體在管道中的傳輸距離和他們?cè)谌萜髦械臄嚮鞎r(shí)間歸于一個(gè)范疇。當(dāng)碰撞次數(shù)增多時(shí),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(shí),碰撞次數(shù)的增加,導(dǎo)致已帶電的顆粒

10、放電機(jī)會(huì)的增加，這是和粉體顆粒帶電過程相反的過程。最后，當(dāng)輸送距離和攪混時(shí)間增加到一定值時(shí)，在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生和泄漏的電荷量相等，粉體的帶電量達(dá)到一個(gè)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(shí)間和輸送距離的關(guān)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(shí)間內(nèi)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(shí)間后，粉體

11、的帶電量都達(dá)到飽和值。這是因?yàn)樵诜垠w起電的同時(shí)，存在著一個(gè)與起電過程相反的泄漏過程，單位時(shí)間內(nèi)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(shí)間后，達(dá)到靜電起電量和泄漏的電荷量平衡，則粉體的帶電量達(dá)到飽和值。 3、 煤粉濃度測(cè)理 煤粉濃度的測(cè)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(chǎng)，靜電場(chǎng)與煤粉濃度成正比，經(jīng)特殊制造的靜電場(chǎng)感應(yīng)傳感器采集到靜電場(chǎng)的強(qiáng)弱，經(jīng)分析處理放大后傳輸至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，得到直觀真實(shí)的棒狀圖效果。實(shí)驗(yàn)證明，一次風(fēng)管中煤粉流量與傳感器采集到的信號(hào)是一線性關(guān)系。四、 噴吹煤粉濃度顯示顯

12、示輸出由計(jì)算機(jī)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(shí)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(nèi)時(shí)，棒狀圖顯示為綠色，當(dāng)噴吹煤粉濃度超過上限范圍，棒狀圖顯示為藍(lán)色以示報(bào)警。 當(dāng)任何一分支管道中的煤粉濃度低于設(shè)定值時(shí)，報(bào)警燈顯示為紅色，正常運(yùn)行時(shí)為綠色。煉鐵高爐煤粉濃度批示儀1、 用棒狀圖實(shí)時(shí)顯示總管及各分支管煤粉流量的百分比濃度，瞬時(shí)值，顯示響應(yīng)時(shí)間可調(diào)。2、 可設(shè)置斷粉報(bào)警值，當(dāng)煤粉濃度持續(xù)低于該設(shè)定值時(shí)，該管棒狀圖顯示紅色以示堵管、斷粉。3、 可計(jì)算、顯示、存儲(chǔ)總管累計(jì)噴煤量，存儲(chǔ)間隔時(shí)間從130分鐘可調(diào)。4、 數(shù)據(jù)庫(kù)功能：（1）、當(dāng)天檔案

13、紀(jì)錄：可紀(jì)錄當(dāng)天每一存儲(chǔ)間隔的工況。包括：日期、時(shí)間、總管平均噴煤濃度、當(dāng)前噴煤量、累計(jì)噴煤量，并可利用曲線繪出當(dāng)日噴煤量變化趨勢(shì)。（2）、歷史檔案紀(jì)錄：可紀(jì)錄30天的工況。包括：日期、當(dāng)天噴煤量、累計(jì)噴煤量，并利用曲線繪出當(dāng)月噴煤量變化趨勢(shì)。注：該項(xiàng)根據(jù)用戶提供現(xiàn)場(chǎng)工況穩(wěn)定性而供參考。5、標(biāo)定功能：通過置入已知噴煤量進(jìn)行標(biāo)定，待煤噴完后，結(jié)束標(biāo)定并自動(dòng)生成標(biāo)定系數(shù)。五、安裝 按圖標(biāo)進(jìn)行正確、細(xì)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(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)被測(cè)一次風(fēng)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(yīng)加墊片，防止一次風(fēng)管內(nèi)煤灰泄漏。安裝傳感器周圍1米以內(nèi)應(yīng)避免有強(qiáng)磁場(chǎng)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(diǎn)，以防擺動(dòng)、引入干擾信號(hào)。 2、變送器控制柜安裝 變送器控制柜在現(xiàn)場(chǎng)就地安裝，但應(yīng)遠(yuǎn)離有強(qiáng)磁場(chǎng)或電場(chǎng)的區(qū)域。 變送器控制柜必須有專用接地網(wǎng)(點(diǎn))，并接地良好，其接地電阻應(yīng)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(zhǎng)度不準(zhǔn)超過150m，并且中間不得有過渡端子排。(2)變送器至工控機(jī)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(shè)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(qiáng)電場(chǎng)干擾。(4)同軸電纜線穿管敷設(shè)過程中，務(wù)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(cè)點(diǎn)安裝示意圖 兩端焊接 口徑尺寸依據(jù)用戶 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際管經(jīng)配置 150mm N支管測(cè)點(diǎn) 高 爐 支管 分配器總管測(cè)點(diǎn) 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(yuǎn)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(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍煤粉濃度0100kg/kg(空氣、氮?dú)?被測(cè)管徑

16、20mm219mm被測(cè)粒徑 1200m工作條件傳感器工作溫度 250°C、400°C(選項(xiàng))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(zhǎng)度<150m變送器專用接地網(wǎng)(點(diǎn)) 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(xiàng)）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(zhǎng)度10mm100mm測(cè)點(diǎn)范圍測(cè)點(diǎn)數(shù)量1N點(diǎn) 八、煤粉濃度系統(tǒng)安裝示意圖PLC系統(tǒng)或工控機(jī) 變送器RS2324-20mA 傳輸線 信號(hào)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(bào)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(jìn)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(jìn)入系統(tǒng)。如圖1圖1二、各個(gè)按鈕的作用1、系數(shù)設(shè)定：由它來設(shè)定噴煤濃度的大小，因?yàn)閲娒旱臐舛?電壓×系數(shù)。雙擊”系數(shù)設(shè)定”按鈕進(jìn)入如圖2圖2 在標(biāo)定選擇里“管一”代表“管道一”。 存緒間隔時(shí)間根據(jù)自己

18、的情況設(shè)定。 標(biāo)定噴煤量如圖2，在標(biāo)定時(shí)間內(nèi)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(biāo)定系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的噴煤量。選中標(biāo)定系數(shù)，然后單擊確定, 就回到如“圖1”所示，“標(biāo)定”按鈕字體變黑，單擊標(biāo)定，到標(biāo)定時(shí)間時(shí)就彈出如圖3圖3輸入標(biāo)定煤量并單擊確定。例如：一鐵廠高爐噴煤，在風(fēng)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(jìn)入系統(tǒng)，雙擊“系數(shù)設(shè)定”按鈕 進(jìn)入如圖2所示。 在“標(biāo)定噴煤量”輸入”2000”在“標(biāo)定時(shí)間”輸入“30”。然后選中“標(biāo)定系數(shù)”再單擊確定，就進(jìn)入圖1所示。 單擊“標(biāo)定”按鈕。 30分鐘后 進(jìn)入如圖3所示 ，在方框內(nèi)輸入輸入“2000”再確定。 2、當(dāng)日數(shù)據(jù)：?jiǎn)螕簟爱?dāng)日數(shù)據(jù)”按鈕就顯示當(dāng)日的紀(jì)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