一种高炉烘炉过程的在线监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及高炉监测技术领域。


背景技术：

2.高炉开炉是新建或大修后的高炉投入炼铁生产时进行是一项重要的高炉操作，它关系到高炉是否能在规定的时间内顺利达到额定经济技术指标和一代炉役的寿命。高炉开炉分四个步骤：(1)烘炉；(2)装料；(3)点火；(4)转入正常生产，其基本要求是安全、顺利、产品合格、不损害炉衬等。
3.作为高炉开炉的第一项步骤，烘炉的目的是使高炉耐火材料砌体内及其砖缝填料的水分在缓慢加热过程中烘干，避免生产后，砖衬在剧烈的加热过程中开裂变形而损害设备和耐火砌体，以保证砌体的整体性和炉型的完整性，延长高炉寿命。
4.目前主要的高炉烘炉方式采用烧热风炉烘炉方式，即通过热风炉加热空气鼓风，将热风从风口送入高炉，经炉顶放散阀排出。当炉顶废气中h2o含量降到空气h2o含量水平时，烘炉即告结束。烘炉时间根据高炉容积和耐火材料种类不同，需5～10天。
5.传统的烘炉效果判断方式主要采用人为主观判断方式，如肉眼观察废气中有无液态水析出、有无水蒸汽白烟等等，这为烘炉效果的判断带来一定的不确定性：烘炉不充分将直接影响高炉寿命及运行安全性，烘炉过度不仅带来大量的能源浪费，而且延长了高炉开炉时间，直接影响企业效益。
6.基于高炉烘炉过程及效果直接影响到高炉经济技术指标和一代炉役的寿命，建立一套快速，准确的高炉烘炉过程的在线监测系统及监测评判方法意义重大。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是实现一种高炉烘炉过程快速、准确的在线监测系统及监测评判方法，指导高炉烘炉操作，保证高炉开炉在规定的时间内顺利达到额定经济技术指标，并能保证一代炉役的寿命。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种高炉烘炉过程的在线监测系统，热风炉的进风口通过冷风总管连接鼓风机，所述热风炉的出风口通过热风总管连接高炉的进风口，所述高炉的出风口设有出风在线露点分析仪，所述热风总管内设有入风在线露点分析仪，所述入风在线露点分析仪和出风在线露点分析仪经数据线连接数据采集处理系统，并将所采集的信号输送至数据采集处理系统。
9.所述高炉的出风口在高炉的上部，所述高炉的进风口在高炉的下部。
10.所述高炉的出风口连接煤气下降管。
11.所述热风总管和煤气下降管的上方均设有采样孔，每个所述采样孔连接有取样管，所述入风在线露点分析仪和出风在线露点分析仪的探头均放置在取样管内。
12.本实用新型监测系统能够实时采集在线含水量检测系统传来的数据，结合高炉烘炉过程中的相关参数，评判烘炉效果，为下一步操作提供依据，实现了高炉烘炉过程的在线
监测准确性、实时性、适用性的目标。
附图说明
13.下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
14.图1为高炉烘炉过程的在线监测系统原理图；
15.上述图中的标记均为：1、高炉；2、热风炉；3、鼓风机；4、冷风总管；5、热风总管；6、入风在线露点分析仪；7、采样点；8、出风在线露点分析仪；9、煤气下降管；10、数据采集处理系统。
具体实施方式
16.下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
17.监测系统基于烘干过程的水分平衡理论，即在高炉1烘炉过程中热风带入的水分加上高炉1内耐火材料蒸发出的水分等于废气带出的水分，当热风带入的水分与废气带出的水分一致时，可认为炉内不再蒸发出水分，烘炉完成，通过热风带入的水分与废气带出的水分进行监测对比，判断烘炉效果，采用在线露点分析技术对高炉1烘炉进风及排风进行在线监测，结合高炉1烘炉过程，实时反应烘炉效果，为下一步操作提供依据，以测得的绝对湿度数据为基准，准确可靠。
18.高炉1烘炉过程的在线监测系统如图1所示，主要涉及以下部件：
19.高炉1：用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，在高炉1烘炉过程中，为空炉状态，热风炉2来的热风从炉子底部风口进入，从顶部放散管及煤气管排出
20.热风炉2：作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉1的效益和效率；在高炉1烘炉过程中，热风炉2作为烘干高炉1内水分的热源，按照烘炉过程升温曲线的要求，提供相应温度及流量的热风；
21.鼓风机3：热风炉2用空气动力源，环境空气经其加压后送入空气总管；
22.冷风总管4：鼓风机3来的高压空气经过其送入热风炉2；
23.热风总管5：经过热风炉2加热后的高温高压空气经过其送入高炉1；
24.入风在线露点分析仪6：布置在热风总管5附近，通过热风总管5采样孔采集入风气体，经过除尘、恒温、恒流处理后，分析入风气体含水量(露点)；
25.采样点7：热风总管5和煤气下降管9的上方均设有采样孔，每个采样孔连接有取样管，入风在线露点分析仪6和出风在线露点分析仪8的探头均放置在取样管内，通过开孔布置在风管上部，防止气体中液态水经其排出，构成采样点7进行测量；
26.出风在线露点分析仪8：布置在煤气下降管9附近，通过煤气下降管9采样孔采集出风气体，经过除尘、恒温、恒流处理后，分析入风气体含水量(露点)；
27.煤气下降管9：高炉1在生产过程中产生的煤气经其外送、处理后再利用。在高炉1烘炉过程中排出的烟气经其排向大气；
28.数据采集处理系统10：数据采集处理系统10主要目的是实时采集在线含水量检测
系统传来的数据，结合高炉1烘炉过程中的相关热工参数，评判烘炉效果，为下一步操作提供依据，可以设有存储、显示和判断单元，对采集的数据信息存储、显示和分析判断。
29.工作过程中，环境空气经过鼓风机3加压后，经过冷风总管4送入热风炉2，经过热风炉2加热后经过热风总管5，从高炉1底部送风口送入高炉1，经过高炉1顶部煤气下降管9排向大气。在热风总管5上方采用通过开孔布置采样孔，通过取样管联接入风在线露点分析仪6，入风在线露点分析仪6通过数据线与数据采集处理系统10相联，在煤气下降管9上方采用通过开孔布置采样孔，通过取样管联接出风在线露点分析仪8，出风在线露点分析仪8，通过数据线与数据采集处理系统10相联。从而将采集的数据输送至数据采集处理系统10，数据采集处理系统10将采集的数据存储、显示，也可以通过设定的比较程序人工或自动判断采集的数据是否合格。
30.在线含水量检测系统主要有入风及出风在线两套含水量分析仪组成，其作用是实时监测烘炉过程中高炉1进入热风及排出废气的含水量变化情况，入风在线含水量分析仪测点在热风炉2入口热风总管5、出风在线含水量分析仪测点在高炉1顶部煤气下降管9，均处在正压段，取样代表性强；采用光学镜面法露点测量原理，测量范围：温度
‑
40℃～90℃、湿度0.5％～100％rh、露点精度
±
0.2℃；分析仪配有单独的气体处理系统、具备除尘、恒温(约60℃)、恒流(1000ml/min)功能，保证测量精度；在线分析系统采用可移动式按照方式，便于烘炉完成后迅速切断拆除及供其它高炉1共用。
31.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。