专利名称：高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钢铁工业中大型高炉炼铁技术领域，适用于高炉煤气干法除尘技术中煤气含尘量在线监测。
背景技术：
高炉煤气干法除尘技术，是冶金行业重点推广应用的“三干一电一水”技术之一。首钢-秦皇岛高炉采用的是全干式低压脉冲布袋除尘技术，是国内外第一座完全依靠干法除尘技术对高炉煤气进行净化的1000m3以上的高炉。高炉煤气含尘量在线监测装置是检验干法除尘效果的重要检测设备，也是保证后续炉顶煤气压差发电TRT系统或热风炉系统长期稳定运行的重要设备之一。
在钢铁工业中大型高炉炼铁技术领域，高炉煤气干法除尘后煤气中粉尘含量的在线监测，一直是个技术难题。因为煤气中不仅含有粉尘，而且还含有一些水份，煤气温度范围在120℃-220℃之间，瞬时峰值温度能达到260℃，温度变化较大，当系统工况不稳定时，基于以上原因都会造成干法除尘器中的布袋结露或非正常爆裂。粉尘浓度升高，如不及时采取措施将会导致后续炉顶煤气压差发电TRT系统或热风炉系统不能稳定运行。同时高炉煤气毒性很大，且高炉煤气干法除尘系统作为整个高炉系统的一个重要环节，该系统一旦投入运行很难随时停止，不易进行实时检修。基于以上情况，大型高炉煤气干法除尘技术中的含尘量在线监测成为一个技术难题。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有的技术难题，研究和设计出一套高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置。
本实用新型涉及的高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置，包括安装在荒、净煤气总管和布袋除尘器各箱体净煤气出口支管的传感器，完成将电荷信号转换成电压信号的变送器，具有本安防爆功能的安全栅，A/D转换和数据补偿功能的系统主板，能够显示高炉煤气含尘量棒图及实时历史曲线的液晶显示器和工控机，其特征在于A、通过传感器测量电荷信号，将电荷信号转化为电压信号，电压值的大小即反映煤气含尘量的高低；B、传感器表面涂敷有可避免高炉煤气中含有水份导致传感器表面粘结灰尘，从而使传感器短路的涂料；C、传感器的绝缘材料为改性聚四氟乙烯；D、采用传感器端悬空而在变送器端接地的连接方式。
传感器表面涂料为改性聚酰亚胺。
采用电荷感应原理。在流动粉体中，颗粒与颗粒，颗粒与管壁，颗粒与布袋之间因磨擦、碰撞产生静电荷，形成静电场，其静电场的变化即可反映粉尘含量的变化。含尘量在线监测装置就是通过测量静电荷的变化，来判断布袋除尘系统的运行是否正常。当布袋破裂时，管道中气、固两相流粉尘含量增加，同时静电荷量强度增大。插入箱体输出管道中的传感器及时检测到电荷量值并输出到变送器。
传感器表面采用特殊涂敷材料，此特殊涂料为改性聚酰亚胺涂料。其绝缘大于1.0×1015欧姆，可以耐400℃高温。因为煤气中含有水份，使传感器易于粘上灰层，导致绝缘下降，甚至短路，而特殊涂敷材料的应用克服了上述难题。
传感器的绝缘材料采用了一种特殊绝缘材料，此特殊绝缘材料为改性聚四氟乙烯。基于电荷感应原理的传感器对绝缘要求很高大于1.0×1013欧姆，而高炉煤气温度的不稳定，温度范围在120℃到260℃之间，会导致绝缘材料的过早老化，本传感器的绝缘材料采用了一种特殊绝缘材料，解决了上述难题。
接地网的制作及接地方式。由于传感器输出的电荷信号很微弱(几十pC到五百pC左右)，因此地线中很弱的干扰信号就可将其淹没。本发明采用采用传感器端悬空而在变送器端接地的连接方式，从而避免了上述问题发生。
硬件及软件补偿。由于粉尘电荷信号的转换是非线性函数，要求对传感器信号处理时先将电荷信号放大转换为电压信号，同时由电路进行补偿，然后进行A/D转换。再由软件对转换后的数据进行补偿处理，最后转化为粉尘含尘量值。
本实用新型的有益效果是在线监测和显示高炉煤气干法除尘含尘量的变化，有效杜绝除尘布袋结露或非正常爆裂，保证后续炉顶煤气压差发电系统或热风炉系统的稳定运行。
以下结合附图和具体实施对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型高炉煤气含尘量在线监测装置的示意图。
图1中1.传感器，2.变送器，3.安全栅，4.系统主板，5.供电单元6.液晶显示器，7.PLC系统。
图2是本实用新型含尘量在线监测装置特殊接地网接地方式的示意图。
图2中8.含尘量在线监测装置，9.地面，10.镀锌角钢或扁钢具体实施方式
在图1中传感器1，包括布袋除尘器各箱体净煤气出口传感器、荒煤气总管传感器和净煤气总管传感器检测电荷信号，根据箱体数量的增加，传感器的数量也相应的增加；变送器2进行从电荷信号到电压信号的转换，并进行硬件补偿，根据传感器数量的增加，变送器的数量也相应的增加；安全栅3具有本安防爆功能；系统主板4用于A/D转换及数据补偿；供电单元5为系统供电；液晶显示器6以棒图格式显示各布袋净煤气出口、净煤气总管和荒煤气总管含尘量数值；PLC系统7显示含尘量实时曲线，并可打印报表等。
由传感器测得电荷信号进入到变送器，经过电荷信号到电压信号的转换并进行补偿后，进入安全栅阵列进行防爆隔离，然后进入系统主板进行A/D转换及补偿，最后变为4-20mA标准电流信号输出，同时也可以通过RS-232接口输出相关的数据信号。
当任一箱体有布袋破裂时，会使该箱体含尘量值上升，同时净煤气总管的含尘量值也会略有上升，此时系统即可在监视盘和上位机CRT上显示故障状态，并发出报警信号，易于维护和操作人员及时采取相应的措施。
权利要求1.一种高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置，包括安装在荒、净煤气总管和布袋除尘器各箱体净煤气出口支管的传感器，完成将电荷信号转换成电压信号的变送器，具有本安防爆功能的安全栅，A/D转换和数据补偿功能的系统主板，能够显示高炉煤气含尘量棒图及实时历史曲线的液晶显示器和工控机，其特征在于A、通过传感器(1)测量电荷信号，将电荷信号转化为电压信号，电压值的大小即反映煤气含尘量的高低；B、传感器(1)表面涂敷有可避免高炉煤气中含有水份导致传感器(1)表面粘结灰尘，从而使传感器短路的涂料；C、传感器(1)的绝缘材料为改性聚四氟乙烯；D、采用传感器(1)端悬空而在变送器端接地的连接方式。
2.如权利要求1所述的高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置，其特征在于传感器(1)表面涂料为改性聚酰亚胺。
专利摘要本实用新型涉及一种高炉煤气干法除尘含尘量在线监测装置。本实用新型包括电荷检测传感器、变送器、安全栅、系统主板和供电单元，传感器将检测到的电荷信号送入变送器，信号经电荷信号到电压信号的转换并补偿后进入系统主板，又经A/D转换并经过数据处理后输出标准电流信号进入PLC系统；同时也可以通过RS－232接口输出至工控机显示并处理。本实用新型有效在线监测和显示高炉煤气干法除尘含尘量的变化，防止除尘布袋结露或非正常爆裂，保证后续炉顶煤气压差发电系统或热风炉系统的稳定运行。
文档编号G01N33/00GK2828812SQ200520112339
公开日2006年10月18日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年7月8日
发明者章社砥, 马维理, 任绍峰, 李及成, 张福明, 李晓华, 丁连雨 申请人:首钢总公司, 青岛科联环保仪器有限公司