一种高炉风口漏水的定位方法及监控系统与流程

1.本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种高炉风口漏水的定位方法。


背景技术：

2.高炉风口小套是高炉进风系统中的重要设备，它的作用是将热风送进高炉内。高炉正常生产时风口小套由于煤枪煤流冲刷或接触铁水等原因，风口小套会出现破损漏水现象，风口小套破损漏水需要及时检查确认，以便进行控水或更换操作，否则漏的水流入炉缸将影响炉缸的热平衡甚至可能造成炉凉的恶性事故。
3.风口漏水会影响高炉的正常生产，使焦比升高，炉缸活性下降。如何及时发现、处理高炉冷却设备的漏水对于高炉的正常生产和设备的安全十分重要。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种高炉风口漏水的定位方法，该一种高炉风口漏水的定位方法为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高炉风口漏水的定位方法，包括以下步骤：
5.s1:数据采集：采集高炉各个风口膨胀罐液位数据、风口液位数据；采集高炉炉顶煤气中氢气含量；采集高炉炉顶煤气中一氧化碳和二氧化碳含量；统计各个班次的燃料比，高炉连续生产，将24小时分为几个时间段，每一时间段为一班次，通常分3个班操作：上午8：00至下午16：00，下午16：00至晚上24：00，凌晨0：00至上午8：00；
6.s2：数据分析、漏水判定：
7.条件1：补水周期小于正常补水周期，风口液位低于正常范围0.3m以上；正常风口膨胀罐由于管阀的渗漏，需要隔一段时间进行补水保证生产，正常补水周期处于一个稳定的数据，其大小跟高炉容积，膨胀罐大小有关；
8.条件2：高炉炉顶煤气中氢气含量大于4.0％；
9.条件3：煤气利用率η
co
下降1％-2％，煤气利用率co2表示高炉炉顶煤气中的二氧化碳含量，co表示高炉炉顶煤气中的一氧化碳含量；
10.条件4：现班次燃料比与上班次燃料比相比高5kg/t以上；
11.条件1-4均满足，则判定高炉风口漏水；
12.s3：漏水风口定位：
13.条件a：测量各个风口的冷却水进出流量差，冷却水进出流量差大于10m3/h；
14.条件b：测量风口冷却壁处每分钟的温度，每1小时内60个数据的标准偏差大于30；
15.条件c：计算风口冷却壁处的气流波动次数，气流波动次数大于1；
16.满足条件a、条件b、条件c其中之一，判定该风口漏水，定位漏水风口的位置，进行现场检查。
17.优选的，所述条件1中风口液位低于正常范围0.3-0.6m。
18.优选的，所述条件2中氢气含量为大于4.0％、小于6％。
19.优选的，所述燃料比为煤粉消耗量和焦炭消耗量之和与铁水产量的比值。
20.优选的，所述条件4中现班次燃料比与上班次燃料比相比高5-20kg/t。
21.优选的，所述气流波动次数采用滑动平均算法计算温度数据得出。
22.一种用于高炉风口漏水的定位方法的监控系统，包括数据采集模块、数据分析模块和数据显示模块，所述数据采集模块和数据显示模块分别与数据分析模块连接，所述数据采集模块包括液位计、色谱分析仪、流量计和热电偶温度传感器，所述液位计安装在风口膨胀罐和风口上，所述色谱分析仪安装在高炉炉顶上，所述流量计安装在冷却水进出口管道上，所述热电偶温度传感器安装在风口冷却壁上，所述数据显示模块用于接收数据分析模块的数据并实时显示。
23.优选的，所述数据分析模块采用单片机，所述数据显示模块采用显示屏。
24.有益效果：本发明根据先进行漏水判定再进行漏水定位的实施过程，能够有效提高准确率，并且减少不必要的资源浪费，更加科学高效；判定结合四个条件，防止误判；整体使用能够减少人工，提高工作效率，当风口破损时，第一时间发现风口是否漏水，及时更换从而保证炉况的稳定，适合大面积推广。
附图说明
25.图1为风口液位数据图；
26.图2为氢气含量数据图；
27.图3为煤气利用率数据图；
28.图4为燃料比数据图；
29.图5为3号风口流量差数据图；
30.图6为15号风口流量差数据图；
31.图7为1号冷却壁热电偶的气流波动次数数据图；
32.图8为10号冷却壁热电偶的气流波动次数数据图。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
35.实施例1：
36.本发明提供一种技术方案，一种高炉风口漏水的定位方法，包括以下步骤：
37.一种高炉风口漏水的定位方法，包括以下步骤：
38.s1:数据采集：采集高炉各个风口膨胀罐液位数据、风口液位数据；采集高炉炉顶煤气中氢气含量；采集高炉炉顶煤气中一氧化碳和二氧化碳含量；统计各个班次的燃料比；
39.s2：数据分析、漏水判定：
40.条件1：补水周期小于正常补水周期，风口液位低于正常范围0.3m以上；
41.条件2：高炉炉顶煤气中氢气含量大于4.0％；
42.条件3：煤气利用率η
co
下降1％-2％，煤气利用率co2表示高炉炉顶煤气中的二氧化碳含量，co表示高炉炉顶煤气中的一氧化碳含量；
43.条件4：现班次燃料比与上班次燃料比相比高5kg/t以上；
44.条件1-4均满足，则判定高炉风口漏水；
45.s3：漏水风口定位：
46.条件a：测量各个风口的冷却水进出流量差，冷却水进出流量差大于10m3/h；
47.条件b：测量风口冷却壁处每分钟的温度，每1小时内60个数据的标准偏差大于30；
48.条件c：计算风口冷却壁处的气流波动次数，气流波动次数大于1；
49.满足条件a、条件b、条件c其中之一，判定该风口漏水，定位漏水风口的位置，进行现场检查。
50.进一步地，所述条件1中风口液位低于正常范围0.3-0.6m。
51.进一步地，所述条件2中氢气含量为大于4.0％、小于6％。
52.进一步地，所述燃料比为煤粉消耗量和焦炭消耗量之和与铁水产量的比值。
53.进一步地，所述条件4中现班次燃料比与上班次燃料比相比高5-20kg/t。
54.进一步地，所述气流波动次数采用滑动平均算法计算温度数据得出。
55.实施例2：
56.一种用于高炉风口漏水的定位方法的监控系统，包括数据采集模块、数据分析模块和数据显示模块，数据采集模块和数据显示模块分别与数据分析模块连接，数据采集模块包括液位计、色谱分析仪、流量计和热电偶温度传感器，液位计安装在风口膨胀罐和风口上，色谱分析仪安装在高炉炉顶上，流量计安装在冷却水进出口管道上，热电偶温度传感器安装在风口冷却壁上，数据显示模块用于接收数据分析模块的数据并实时显示。
57.进一步地，数据分析模块采用单片机，数据显示模块采用显示屏。
58.实施例3：
59.参考图1-8，本发明提供一种技术方案,在实施例1和2的基础上，沙钢某5800高炉，具有40个风口，在2020年09月10-12日，数据显示出现以下问题：1.补水周期缩短，见图1；2.炉顶h2含量大于4％，见图2；3.煤气利用率下降，见图3；4.燃料比升高，见图4；综合判断得出漏水。
60.通过显示数据得到，其中15和30号风口流量差达到10m3/h以上，其中图5为3号风口正常流量差数据图的示例，图6为15号风口流量差数据图，可知其风口流量差达到13m3/h，同时现场查看发现15号风口有水渍，通过现场核实，在13号修风后发现确有两个风口漏水，分别是15号和30号得到确认；
61.同时，在15号和30号风口的冷却壁处(冷却壁热电偶编号1号和10号)的气流波动次数大于1，见图7和图8，通过现场核实，确定15号和30号风口处漏水。
62.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。