一种高炉打水降温方法及装置与流程

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种高炉打水降温方法及装置。

背景技术：

高炉正常生产中，要严格控制高炉顶温，以往做法是在炉喉位置安装打水管进行控制高炉顶温，每次较长时间检修需要在炉顶人孔安装打水管进行降料面工作，利用小修4小时，安装打水管。在进行降料面过程中，利用安装的打水管对进行高炉降料面工作过程中的高炉的顶温进行控制。目前，这种处理方式需要每次进行打水管的安装，并且难以对打水管的打水量进行调整，控制过程繁琐，控制不精确。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提出了一种高炉打水降温方法及装置，解决了目前高炉顶温控制以及降料面过程中需要进行打水管安装，打水控制不够准确方便的问题。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种高炉打水降温装置，所述装置包括：控制系统、打水喷枪、电动球阀、调节阀和流量计；所述电动球阀、所述调节阀、所述流量计分别耦合至控制系统；所述控制系统用于对所述电动球阀和所述调节阀进行控制；所述调节阀与所述流量计连接，所述调节阀用于调节打水的水流量，所述流量计用于监控所述调节阀在开启时的水流量；所述电动球阀与所述调节阀连接，所述电动球阀用于控制所述打水喷枪的开启；所述打水喷枪与所述电动球阀连接，所述打水喷枪用于对高炉炉喉进行打水。

优选地，所述打水喷枪为6个以上，所述打水喷枪环绕设置在所述高炉炉喉周围。

优选地，所述打水喷枪为12个。

优选地，还包括：吹扫装置，所述吹扫装置连接在所述打水喷枪与所述电动球阀之间，用于对所述打水喷枪的喷头进行吹扫。

优选地，还包括：反冲洗装置，所述反冲洗装置包括第一入水管和第一出水管；所述第一入水管连接在所述打水喷枪与所述电动球阀之间的管路上，所述第一出水管连接在所述调节阀入口一侧的管路上，所述反冲洗装置用于对所述电动球阀和所述调节阀所在的管路进行反向清洗。

优选地，还包括：反冲洗装置，所述反冲洗装置包括：第二入水管、第二出水管、第三入水管和第三出水管；所述第二入水管连接在所述打水喷枪与所述电动球阀之间的管路上，所述第二出水管连接在所述电动球阀与所述调节阀之间的管路上，所述第三入水管连接在所述调节阀出口一侧的管路上，所述第三出水管连接在所述调节阀入口一侧的管路上。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种高炉打水降温方法，应用于权利要求1-6中任一所述装置，所述方法包括：

获取高炉本体的plc柜采集的上升管煤气温度信号，并根据所述温度信号计算当前温度；基于所述当前温度与所述流量计读数，确定当前的打水流量与开启所述打水喷枪的喷枪数量；根据所述打水流量，控制所述调节阀调节打水流量；根据所述喷枪数量，控制所述打水喷枪开启并对高炉炉顶打水降温。

优选地，所述当前温度包括第一时刻的第一温度和第二时刻的第二温度，所述第二时刻在所述第一时刻之后；所述基于所述当前温度与所述流量计读数，确定当前的打水流量与开启所述打水喷枪的喷枪数量，包括：

当所述第一温度达到预设温度时，确定预设数量的打水喷枪，并确定打水的预设流量；当第二时刻时，判断所述第二温度是否大于所述第一温度；若是，则增加所述打水喷枪的启动数量和/或所述打水流量。

优选地，所述预设温度为300℃。

优选地，所述根据所述喷枪数量，控制所述打水喷枪开启并对高炉炉顶打水降温之后，还包括：

每隔8～24小时对每个所述打水喷枪的喷头进行吹扫，所述吹扫表示对所述喷头通过气体或液体防止所述喷头堵塞。

本发明中提供的一种高炉打水降温装置，所述装置通过控制系统对电动球阀和调节阀进行控制，可有效的对打水喷枪的开启数量和打水流量的大小的进行控制。并且打水喷枪可对高炉炉喉位置进行打水，通过本装置无需再高炉小修的时候进行打水管的安装，并且通过控制系统的控制可有效的炉顶温度进行精确的降温控制，有效的节省打水量，并且还能够满足降料面过程中的防尘要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种高炉打水降温装置的第一种实施方式的结构示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的一种高炉打水降温装置的第二种实施方式的结构示意图；

图3示出了本发明第一实施例提供的一种高炉打水降温装置的第三种实施方式的结构示意图；

图4示出了本发明第二实施例提供的一种高炉打水降温方法的流程图。

图示：11-高炉；12-电动球阀；13-调节阀；14-流量计；15-打水喷枪；21-第一入水管；22-第一出水管；23-第二入水管；24-第二出水管；25-第三入水管；26-第三出水管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

第一实施例

请参阅图1至图3，在本实施例中提供一种高炉打水降温装置，所述装置包括：控制系统、打水喷枪15、电动球阀12、调节阀13和流量计14。

电动球阀12、调节阀13、流量计14分别耦合至控制系统；控制系统用于对电动球阀12和调节阀13进行控制；调节阀13与流量计14连接，调节阀13用于调节打水的水流量，流量计14用于监控调节阀13在开启时的水流量；电动球阀12与调节阀13连接，电动球阀12用于控制打水喷枪15的开启；打水喷枪15与电动球阀12连接，打水喷枪15用于对高炉炉喉进行打水。

控制系统，可与高炉本体plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)柜进行耦合，可从plc柜中读取经转换隔离的炉顶的温度信号，具体的为4-20ma信号(对应温度范围0～1000℃)。本实施例中，炉顶温度信号的采集可通过温度计、热电偶等安装在上升管处进行测量，具体的，从高炉plc工业环网内采集高炉煤气上升管温度。本实施例中，上升管数量为4，炉顶温度信号可取四个上升管的处测量结果的最大值，避免上升管因高温损坏，也可取四个上升管的平均温度。

本实施例中的控制系统在选型上与高炉本体plc保持一致性，以方便controlnet(面向控制层的实时性现场总线网络)网络连接。本控制系统从高炉本体plc通过controlnet网络获取上升管煤气温度以及其它需要交换的信息，高炉本体plc通过controlnet网络获取本系统工作状态，总线的具体连接为本领域的常规技术手段，不在赘述。

在电动球阀12和调节阀13的水流流入方向可安装过滤网，对打水水流进行过滤，避免对喷头堵塞，降低维护次数。

进一步的，在本实施例中打水喷枪15的数量为6个以上，优选地为12个。并且打水喷枪15可均匀的环绕布置在高炉11的炉喉周围，多个喷枪可以根据测得的炉顶温度进行合理开启，炉顶温度越高开启数量越多。

进一步的，在每个打水喷枪15的水流入口处均可设置流量计14(图中未示出)，用于监控打水喷枪15的水流量，通过水流量可以判断打水喷枪15是否被堵塞，若被堵塞可以有plc柜中的处理器启动其他的打水喷枪15，或增加其他打水喷枪15的水流量，以该喷枪堵塞后的喷雾量。

在本实施例中，还包括吹扫装置，吹扫装置连接在打水喷枪15与电动球阀12之间，用于对打水喷枪15的喷头进行吹扫，防止打水喷枪15的喷头被炉喉的粉尘等堵塞。

具体的，吹扫装置可为带有电动阀的管道，在管道的供应端可连接供应的水源或氮气源。在打水喷枪15未打水的时候，可以打开吹扫装置，对喷头通水或通气，避免喷头堵塞。

进一步的，在本实施例中，还包括：反冲洗装置，用于对打水喷枪15的所在管路进行清洗。

本实施例中，包括两种实施方式：

1、请参阅图2，反冲洗装置包括第一入水管21和第一出水管22；第一入水管21连接在打水喷枪15与电动球阀12之间的管路上，第一出水管22连接在调节阀13入口一侧的管路上，反冲洗装置用于对所述电动球阀12和调节阀13所在的管路进行反向清洗。反向清洗时，对第一入水管21通入水流，然后从第一出水管22流出，最终排出；在清洗的过程中应当保持电动球阀12的开启，并且将调节阀13调整的关闭状态。实现对电动球阀12两侧管路的清洗，避免管路或电动球阀12前方的过滤网出现堵塞。

2、请参阅图3，反冲洗装置包括第二入水管23、第二出水管24、第三入水管25和第三出水管26。所述第二入水管23连接在所述打水喷枪15与所述电动球阀12之间的管路上，所述第二出水管24连接在所述电动球阀12与所述调节阀13之间的管路上并靠近所述调节阀13出口，第三入水管25连接在调节阀13出口一侧的管路上，第三出水管26连接在调节阀13入口一侧的管路上。第二入水管23与第二出水管24可用于对电动球阀12两侧的管路进行清洗，具体的清洗过程可参照第一入水管21与第一出水管22的使用过程，不在赘述。第三入水管25与第三出水管26可用于对调节阀13两侧的管路进行清洗，清洗时应当关闭电动球阀12，关闭第二出水管24，打开调节阀13，打开第三出水管26。需要说明的是，在第三出水管26与调节阀13入口一侧的连接点可设置增设阀门，用于切断调节阀13与流量计14之间的通道，便于在清洗的时候使第三入水管25的水流进入调节阀13并从第三出水管26排出。在该种实施方式中，可保证对调节阀13与电动球阀12之间的管路以及过滤网均进行清洗。

还需要说明的是，在第一入水管21、第一出水管22、第二入水管23、第二出水管24、第三入水管25和第三出水管26上均可适应性的设置用于启闭的阀门。

可见，通过将本实施例中的高炉打水降温装置的打水喷枪15安装在炉喉周围，在控制系统对电动球阀12、调节阀13进行控制就可实现对炉喉打水，并将温；在降料面过程中，进行打水可有效的抑制扬尘的产生。并且通过安装有反冲洗装置和吹扫装置，可有效的保证高炉打水降温装置的安全运行，避免经常性的维护。

第二实施例

请参阅图4，为了适用本发明提供的高炉打水降温装置，第二实施例中还提供了一种高炉打水降温方法，该方法用于上述的装置，所述方法包括：

步骤s10：获取高炉本体的plc柜采集的上升管煤气温度信号，并根据所述温度信号计算当前温度；

步骤s20：基于所述当前温度与所述流量计读数，确定当前的打水流量与开启所述打水喷枪的喷枪数量；

步骤s30：根据所述打水流量，控制所述调节阀调节打水流量；

步骤s40：根据所述喷枪数量，控制所述打水喷枪开启并对高炉炉顶打水降温。

在步骤s10中，温度信号可直接在高炉本体的plc柜中直接读取，具体的，4-20ma温度信号对应温度范围0～1000℃，并且温度信号增加，当前温度线性增加。

在步骤s20中，当前温度包括第一时刻的第一温度和第二时刻的第二温度，第二时刻在第一时刻之后。具体的步骤s20，包括：

步骤s21：当所述第一温度达到预设温度时，确定预设数量的打水喷枪，并确定打水的预设流量。其中，一般将预设温度设置为300℃，也可为270℃至330℃之间的任意数值，不作限制。在启动打水喷枪的时候，需要由少至多进行启动，此时预设数量可为总数量的二分之一，例如，打水喷枪的总数为12个，则预设数量可确定为6个。并且在启动的时候对打水喷枪进行间隔启动，间隔启动表示相邻的两个打水喷枪中的一个打水喷枪进行打水，另一个打水喷枪不进行打水。需要说明的是，若打水喷枪为奇数个则可存在相邻的两个打水喷枪同时工作。

步骤s22：当第二时刻时，判断所述第二温度是否大于所述第一温度。其中，在第一时刻间隔一段时间(例如，5分钟、10分钟，可根据具体工况进行设定)后即为第二时刻，对第二时刻的温度进行判断可以确定打水喷枪工作之后是否将炉顶温度有效降低。根据判断结果可进一步执行步骤s23。

步骤s23：若是，则增加所述打水喷枪的启动数量和/或所述打水流量。即当第二时刻的第二温度大于第一温度时，说明在已经打开的打水喷枪工作的情况下，并没有有效的将炉顶温度降低。此时应当启动更多的打水喷枪和/或增加打水流量。具体的，打水喷枪可增加2-4个或全部启动，打水流量可增加1/3～1/2。

进一步的，在实施过程中可每隔一定时间可循环执行步骤s22-s23：判断当前时刻的炉顶温度是否大于前一时刻的炉顶温度；若是，则继续增加打水喷枪的启动数量和/或打水流，直至温度下降到预设值。也即在步骤s23之后，还包括：

判断炉顶温度是否小于预设的关闭温度，若是，则停止打水喷枪的工作。关闭温度应当低于打水喷枪的启动温度，防止打水喷枪的反复启动和停止。例如，关闭温度可为250℃(达到该温度时即停止打水喷枪的工作，这样就可控制进布袋煤气温度≤250℃)，关闭温度为220℃-260℃均可；较优的，可与开启温度相差50℃，这样可保证在降温后一段时候留有足够的冗余，保证下次开启打水喷枪的时间延后。

在步骤s20中完成打水喷枪数量确定和打水流量确定后，即可执行步骤s30-步骤s40进行打水。步骤s30和步骤s40的执行部分先后顺序，也可同时执行。

在本实施例中，步骤s40之后，还包括：

每隔8～24小时对每个打水喷枪的喷头进行吹扫，吹扫表示对喷头通过气体或液体防止所述喷头堵塞。由于在炉喉进行喷水降温后，炉顶温度下降，打水喷枪将处于关闭状态，炉内粉尘将导致打水喷枪喷头的堵塞；或则在炉顶温度始终不高的情况下，打水喷枪长时间不开启，也容易堵塞喷头。因此，每隔8～24小时对在非工作状态下的打水喷枪的喷头进行吹扫可有效的避免喷头堵塞，间隔时间的长短可根据炉内料面的高度确定，例如炉内料面越高时间间隔可越短。每次吹扫的时间可为3～4秒，并可为脉冲式的吹扫。采用水流吹扫时可用打水喷枪的打水管道，也可采用吹扫装置的管道。采用氮气吹扫的时候可使用吹扫装置的管道。

综上所述，本发明中提供的一种高炉打水降温装置，通过控制系统对电动球阀和调节阀进行控制，可有效的对打水喷枪的开启数量和打水流量的大小的进行控制。并且打水喷枪可对高炉炉喉位置进行打水，通过本装置无需再高炉小修的时候进行打水管的安装，并且通过控制系统的控制可有效的炉顶温度进行精确的降温控制，有效的节省打水量，并且还能够满足降料面过程中的防尘要求。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。