一种8万m3转炉煤气柜检修用空气源装置的制作方法

本实用新型涉及8万m³转炉煤气柜检修技术领域，尤其涉及一种8万m³转炉煤气柜检修用空气源装置。

背景技术：

炼钢生产企业现有的转炉煤气柜大多属于橡胶薄膜密封型干式威金斯煤气柜，是转炉煤气的回收、存储、网转供的核心设施之一。现阶段，转炉煤气柜检修前后，柜内残留的煤气通常采用气柜升降吞吐的方式进行气体置换。这种气体处理方法，操作简单，易于控制，安全性较高，但是处理时间较长，对于容积为8万m3的转炉煤气柜，一般为3～4天，消耗的能源介质一般为氮气或压缩空气较多。只有气体置换合格后，作业人员能够进入煤气柜内进行相关的检修或其他作业。另外煤气柜在回收转炉煤气时，转炉煤气中含有大量的灰尘，当转炉煤气进入煤气柜时大量的灰尘沉降，使灰尘和煤气中的冷凝水混合成污泥，一旦气柜活塞落底，活塞板与底板之间将产生巨大的粘着力，因此煤气柜活塞布置有256根固定支撑，每根支撑约1.4m高。固定支撑的作用：一是防止气柜活塞落底；二是便于检修人员进入到活塞内部，方便检查活塞和底板的腐蚀状况。在检修过程中固定256根支撑时，需要采用气柜升降吞吐的方式将活塞稳定在某一高度，防止气柜活塞在256根支撑未完全固定时落底。同样是处理时间较长，消耗的能源介质较多，费时费力。如何在保证安全的前提下，减少煤气柜气体置换时间，由此缩短作业过程中煤气中毒风险存在的时间，以及减少能源消耗，提高检修空气源及其气源的稳定性，需要探讨一种新的转炉煤气柜检修用空气源装置是十分必要的。

技术实现要素：

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种8万m³转炉煤气柜检修用空气源装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

所述一种8万m³转炉煤气柜检修用空气源装置，包括1#煤气柜、2#煤气柜、3#煤气柜、1#检修风机、2#检修风机、控制系统；

所述1#煤气柜的1#出口放散管一端连接在1#煤气柜的腔室底部、并与1#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述1#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有1#放散管路一端、及1#出口管路一端，所述1#出口管路上连接有6#电动盲板阀，并且1#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述1#放散管路上连接有1#电动盲板阀，并且1#放散管路另一端连接在放散总管路上，所述1#放散管路另一端还分别连接有呈并联状态的1#检修风机、2#检修风机；

所述2#煤气柜的2#出口放散管一端连接在2#煤气柜的腔室底部、并与2#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述2#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有2#放散管路一端、及2#出口管路一端，所述2#出口管路上连接有2#电动盲板阀，并且2#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述2#放散管路上连接有5#电动盲板阀，并且2#放散管路另一端连接在放散总管路上；

所述3#煤气柜的3#出口放散管一端连接在3#煤气柜的腔室底部、并与3#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述3#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有3#放散管路一端、及3#出口管路一端，所述3#出口管路上连接有3#电动盲板阀，并且3#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述3#放散管路上连接有4#电动盲板阀，并且3#放散管路另一端连接在放散总管路上；

所述出口总管路出口端通过连接管路与加压站连接，所述放散总管路末端连接有7#电动盲板阀一端，并且7#电动盲板阀另一端连接有DN1200放散管。

所述控制系统，包括模块化PLC、煤气柜上位机、触摸屏、电源模块、声光报警装置、1#～7#阀继电器、1#～7#阀电机、1#～2#电机继电器、1#～2#检修风机电机、1#～6#STM32采集板、1#～7#阀位移传感器、1#～2#风机功率感器、1#～7#阀开启指示灯、1#～7#阀关闭指示灯、1#～2#风机开启指示灯、1#～2#风机关闭指示灯；

作为控制系统核心器件的模块化PLC分别与煤气柜上位机、触摸屏、电源模块、声光报警装置、1#阀继电器、2#阀继电器、3#阀继电器、4#阀继电器、5#阀继电器、6#阀继电器、7#阀继电器、1#电机继电器、2#电机继电器、1#STM32采集板、2#STM32采集板、3#STM32采集板、4#STM32采集板、5#STM32采集板、6#STM32采集板、1#阀开启指示灯、1#阀关闭指示灯、2#阀开启指示灯、2#阀关闭指示灯、3#阀开启指示灯、3#阀关闭指示灯、4#阀开启指示灯、4#阀关闭指示灯、5#阀开启指示灯、5#阀关闭指示灯、6#阀开启指示灯、6#阀关闭指示灯、7#阀开启指示灯、7#阀关闭指示灯、1#风机开启指示灯、1#风机关闭指示灯、2#风机开启指示灯、2#风机关闭指示灯电性连接；

所述1#阀继电器与1#阀电机电性连接，所述2#阀继电器与2#阀电机电性连接，所述3#阀继电器与3#阀电机电性连接，所述4#阀继电器与4#阀电机电性连接，所述5#阀继电器与5#阀电机电性连接，所述6#阀继电器与6#阀电机电性连接，所述7#阀继电器与7#阀电机电性连接，所述1#电机继电器与1#检修风机电机电性连接，所述2#电机继电器与2#检修风机电机电性连接；

所述1#STM32采集板分别与1#阀位移传感器、6#阀位移传感器电性连接，所述2#STM32采集板分别与2#阀位移传感器、5#阀位移传感器电性连接，所述3#STM32采集板分别与3#阀位移传感器、4#阀位移传感器电性连接，所述4#STM32采集板与7#阀位移传感器电性连接，所述5#STM32采集板与1#风机功率传感器电性连接，所述6#STM32采集板与2#风机功率传感器电性连接。

有益效果：本实用新型公开的一种8万m³转炉煤气柜检修用空气源装置，包括1#～3#煤气柜、1#～2#检修风机、控制系统；并针对3座8万m³转炉煤气柜的布局和管线走向，在1#煤气柜的1#出口放散管处增加一工一备、两个1#～2#检修风机，然后利用3座煤气柜的放散管线上的1#～7#电动盲板阀开关来单独控制其中某个煤气柜的空气置换，这样就实现了对某一个煤气柜的单独空气置换。当某一个煤气柜需要检修置换时，关闭另外两座煤气柜出口放散管道处的电动盲板阀，打开该检修煤气柜出口放散管道处的电动盲板阀，并关闭放散总管路末端的电动盲板阀，这样就通过1#或者2#检修风机的空气源只能通过该煤气柜的出口放散管道进入煤气柜腔室内部，从而实现空气置换的作用。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为本实用新型的控制系统框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

如图1所示，为本实用新型的组成结构示意图，所述一种8万m³转炉煤气柜检修用空气源装置，包括1#煤气柜、2#煤气柜、3#煤气柜、1#～3#出口放散管、1#～3#放散管路、1#～3#出口管路、1#～2#检修风机、1#～7#电动盲板阀、出口总管路、放散总管路、DN1200放散管；

所述1#煤气柜的1#出口放散管一端连接在1#煤气柜的腔室底部、并与1#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述1#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有1#放散管路一端、及1#出口管路一端，所述1#出口管路上连接有6#电动盲板阀，并且1#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述1#放散管路上连接有1#电动盲板阀，并且1#放散管路另一端连接在放散总管路上，所述1#放散管路另一端还分别连接有呈并联状态的1#检修风机、2#检修风机；

所述2#煤气柜的2#出口放散管一端连接在2#煤气柜的腔室底部、并与2#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述2#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有2#放散管路一端、及2#出口管路一端，所述2#出口管路上连接有2#电动盲板阀，并且2#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述2#放散管路上连接有5#电动盲板阀，并且2#放散管路另一端连接在放散总管路上；

所述3#煤气柜的3#出口放散管一端连接在3#煤气柜的腔室底部、并与3#煤气柜腔室呈通透连接状态，所述3#出口放散管另一端通过分支管件分别连接有3#放散管路一端、及3#出口管路一端，所述3#出口管路上连接有3#电动盲板阀，并且3#出口管路另一端连接在出口总管路上，所述3#放散管路上连接有4#电动盲板阀，并且3#放散管路另一端连接在放散总管路上；

所述出口总管路出口端通过连接管路与加压站连接，所述放散总管路末端连接有7#电动盲板阀一端，并且7#电动盲板阀另一端连接有DN1200放散管。

如图2所示，为本实用新型的控制系统框图，所述控制系统，包括模块化PLC、煤气柜上位机、触摸屏、电源模块、声光报警装置、1#～7#阀继电器、1#～7#阀电机、1#～2#电机继电器、1#～2#检修风机电机、1#～6#STM32采集板、1#～7#阀位移传感器、1#～2#风机功率感器、1#～7#阀开启指示灯、1#～7#阀关闭指示灯、1#～2#风机开启指示灯、1#～2#风机关闭指示灯；

作为控制系统核心器件的模块化PLC分别与煤气柜上位机、触摸屏、电源模块、声光报警装置、1#阀继电器、2#阀继电器、3#阀继电器、4#阀继电器、5#阀继电器、6#阀继电器、7#阀继电器、1#电机继电器、2#电机继电器、1#STM32采集板、2#STM32采集板、3#STM32采集板、4#STM32采集板、5#STM32采集板、6#STM32采集板、1#阀开启指示灯、1#阀关闭指示灯、2#阀开启指示灯、2#阀关闭指示灯、3#阀开启指示灯、3#阀关闭指示灯、4#阀开启指示灯、4#阀关闭指示灯、5#阀开启指示灯、5#阀关闭指示灯、6#阀开启指示灯、6#阀关闭指示灯、7#阀开启指示灯、7#阀关闭指示灯、1#风机开启指示灯、1#风机关闭指示灯、2#风机开启指示灯、2#风机关闭指示灯电性连接；

所述1#阀继电器与1#阀电机电性连接，所述2#阀继电器与2#阀电机电性连接，所述3#阀继电器与3#阀电机电性连接，所述4#阀继电器与4#阀电机电性连接，所述5#阀继电器与5#阀电机电性连接，所述6#阀继电器与6#阀电机电性连接，所述7#阀继电器与7#阀电机电性连接，所述1#电机继电器与1#检修风机电机电性连接，所述2#电机继电器与2#检修风机电机电性连接；

所述1#STM32采集板分别与1#阀位移传感器、6#阀位移传感器电性连接，所述2#STM32采集板分别与2#阀位移传感器、5#阀位移传感器电性连接，所述3#STM32采集板分别与3#阀位移传感器、4#阀位移传感器电性连接，所述4#STM32采集板与7#阀位移传感器电性连接，所述5#STM32采集板与1#风机功率传感器电性连接，所述6#STM32采集板与2#风机功率传感器电性连接。

所述1#～2#检修风机电机按照防爆二区考虑选用二台离心式通风机型号：风量10556m³/h，全压6189Pa，所述1#～2#检修风机电机采用一工一备、互为备用的工作方式，可有效地提高检修气源的稳定性及安全性，并且在检修过程中依靠本实用新型提供稳定的空气源将煤气柜活塞稳定支撑在某一高度，防止煤气柜活塞在256根支撑未完全固定时落底。

本实用新型使用后、使得气体置换效率获得了大大地提高，每次空气置换工作仅需6～8h，既缩短了检修置换时间又能加强了气源的安全性和稳定性。

所述模块化PLC选用模块式S7-300PLC作为整个控制装置的核心控制器，将输入的信号转化成相关数据进行计算后、完成所有控制系统传动及执行元件的输入、输出信号、检测信号等逻辑控制部分的控制以及进行实时的数据交换处理。

所述触摸屏选用MPI触摸屏，配以各个按键来适应多变的过程控制，实现整个控制系统的主令控制、信号指示；可以实现人工手动和自动控制两种控制方式。能够显示整个控制系统的参数设置及运行情况。

所述电源模块是整个控制系统的动力供电，供电是由AC电源输入后、通过AC/DC电源转换外接一个变压器的处理后的直流电源提供给整个控制系统。

所述声光报警装置用于各个传感器检测到整个控制系统出现设备运行异常时，通过声音和各种光来向操作者发出示警信号的一种报警信号装置，以便对设备异常进行及时检修维护。

所述1#～7#阀开启指示灯、1#～7#阀关闭指示灯、1#～2#风机开启指示灯、1#～2#风机关闭指示灯用于动态显示整个控制系统的运行工作情况。

所述1#～7#阀继电器、1#～2#电机继电器是当输入的电压、电流量达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，进而达到控制1#～7#阀电机、1#～2#检修风机电机的开启、关闭的目的。

所述1#～7#阀电机产生驱动转矩，作为控制1#～7#电动盲板阀的动力源驱动装置，所述1#～2#检修风机电机产生驱动转矩，作为控制1#～2#检修风机的动力源驱动装置。

所述1#～7#阀位移传感器用来检测1#～7#电动盲板阀的开启、关闭情况，并将检测到的参数转化成电信号送入1#～4#STM32采集板中，使其将获得的采样信号与设定值进行比较计算，如发现异常，则向模块化PLC发送指令，由模块化PLC启动声光报警装置等发出报警信息。

所述1#～2#风机功率感器用来检测1#～2#检修风机的功率情况，并将检测到的参数转化成电信号送入5#～6#STM32采集板中，使其将获得的采样信号与设定值进行比较计算，如发现异常，则向模块化PLC发送指令，由模块化PLC启动声光报警装置等发出报警信息。

所述1#～6#STM32采集板的核心器件选用STM32F4微控制器用于将1#～7#阀位移传感器、1#～2#风机功率感器获得的采样信号与设定值进行比较计算，如发现异常，则向模块化PLC发送指令。

本实用新型工作原理是：针对3座8万m³转炉煤气柜的布局和管线走向，在1#煤气柜的1#出口放散管处增加一工一备、两个1#～2#检修风机，然后利用3座煤气柜的放散管线上的1#～7#电动盲板阀开关来单独控制其中某个煤气柜，这样就实现了对某一个煤气柜的单独空气置换。

具体做法：

①当1#煤气柜需要检修置换时，开启1#电动盲板阀，关闭6#电动盲板阀，关闭另外两座2#、3#煤气柜管路上的2#电动盲板阀、3#电动盲板阀、4#电动盲板阀、5#电动盲板阀，并在放散总管路末端关闭7#电动盲板阀，这样就通过1#或2#检修风机的空气源只能通过1#煤气柜的1#出口放散管道进入1#煤气柜的腔室内部，从而实现1#煤气柜柜内空气置换的作用。

②当2#煤气柜需要检修置换时，开启5#电动盲板阀，关闭2#电动盲板阀，关闭另外两座1#、3#煤气柜管路上的1#电动盲板阀、6#电动盲板阀、3#电动盲板阀、4#电动盲板阀，并在放散总管路末端关闭7#电动盲板阀，这样就通过1#或2#检修风机的空气源只能通过2#煤气柜的2#出口放散管道进入2#煤气柜的腔室内部，从而实现2#煤气柜柜内空气置换的作用。

③当3#煤气柜需要检修置换时，开启4#电动盲板阀，关闭3#电动盲板阀，关闭另外两座1#、2#煤气柜管路上的1#电动盲板阀、6#电动盲板阀、2#电动盲板阀、5#电动盲板阀，并在放散总管路末端关闭7#电动盲板阀，这样就通过1#或2#检修风机的空气源只能通过3#煤气柜的3#出口放散管道进入3#煤气柜的腔室内部，从而实现3#煤气柜柜内空气置换的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。