专利名称：一种转炉煤气回收监测控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在转炉煤气回收过程中对气体成分进行精确测量和回收的 装置，属于气体检测回收设备技术领域。
背景技术：
转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂生产技术水平的重要标志，转炉负能 炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。 其中，转炉煤气的回收利用是负能炼钢中的一个重要组成部分，而气体成分含量的检测则 关系到生产安全和回收效率问题。转炉烟气中的主要成分是C0、C02、02、饱和水蒸气等。其中CO关系到煤气回收的 热值，O2含量关系到煤气回收的安全。转炉炼钢每炉钢的冶炼周期约为30 40分钟，在冶炼的前期反应较慢，CO生成 较少，在中期，反应旺盛，CO含量较高，在后期，反应渐渐稳定，CO也较少。一般在CO达到 35%以上，O2在0.8%以下，回收⑶，否则燃烧放散。在控制系统方面，由于设计或设备原因，如果关键设备出现故障，或控制方案考虑 不周全，三通阀不能切换到放散侧，任由O2含量超标的烟气进入气柜，会造成恶性事故。在 目前控制系统中，往往只在引风机后面装一台O2分析仪，而忽略了风机后到煤气柜之间长 距离管道，存在放散管路及杯阀泄露有可能进空气的可能。而且现在的冷却塔往往喷淋量 是固定的，一旦气体冷却不够，温度过高，只能明火放散放弃回收，减少了回收量。煤气柜的 放散往往是被动的，经常是煤气柜冒顶后通过本身的放散以及控制杯阀切换来控制放散， 没有别的应急放散途径。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以连续地对转炉煤气气体进行不 受环境干扰、精确、实时地测量，并能够按照控制方案进行回收的转炉煤气回收监测控制装置。解决上述技术问题的技术方案是一种转炉煤气回收监测控制装置，它由一个CO激光气体分析仪、两个O2激光气体 分析仪、可编程序控制器(PLC)、信号隔离器、热电偶、压力传感器、电动蝶阀、眼镜阀、放散 杯阀和回收杯阀组成，一个CO激光气体分析仪和一个O2激光气体分析仪安装在引风机后 面的煤气管道上，另一个02激光气体分析仪安装在煤气柜入口侧的煤气管道上，眼镜阀安 装在回收杯阀后方，热电偶安装在冷却塔后面煤气管道内，压力传感器安装在放散杯阀和 回收杯阀之间管道内；CO激光气体分析仪、O2激光气体分析仪、压力传感器、热电偶的输出 信号端接到PLC模拟量输入接口，氧枪氧气阀门开关信号、氧枪提枪信号、煤气柜拒绝回收 信号、放散杯阀位置信号、回收杯阀位置信号、开始回收信号等开关量信号接到PLC的数字 输入接口，PLC的信号输出接口分别接多个继电器的驱动线圈，这些继电器开关分别接在放散杯阀、回收杯阀、氮气管路、喷淋管路、应急放散控制电动蝶阀和煤气柜入口控制电动蝶 阀的控制回路中。 上述转炉煤气回收监测控制装置，所述CO激光气体分析仪和两个O2激光气体分 析仪的信号输出端均分别通过隔离器接到PLC模拟量输入接口，压力传感器和热电偶的输 出信号端分别接压力变送器和温度变送器，压力变送器和温度变送器的输出端分别通过隔 离器接到PLC模拟量输入接口。上述转炉煤气回收监测控制装置，在放散杯阀、回收杯阀、氮气管路、喷淋管路的 控制回路中，有电磁阀线圈分别与各个继电器开关触头相连接。 本实用新型的有益效果是在煤气柜入口前管道上增加一套O2分析仪，避免了因 为杯阀泄露或放散管路控制阀故障导致空气泄露进入主管道中造成煤气柜O2含量超标，增 加了安全性。在煤气柜前安装有紧急放散管道，并且由电动蝶阀控制，保证了紧急情况下煤 气柜入口能快速关闭，煤气从放散管道排出。在冷却塔内预留了一套由电磁阀控制的喷淋 管路，通过热电偶检测，一旦发现气体温度超过预设值，开启该喷淋管路，使气体迅速降温， 避免了放散，减少了杯阀的来回切换，增加了回收量。通过以上周全的连锁控制方案，检测 设备和控制设备可以连续地对转炉气体进行精确实时地测量和回收控制，不受环境干扰， 保证了回收生产安全和回收效率，并减少了维护工作量。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的PLC电路连接示意图；图3是本实用新型的各个继电器开关与电磁阀连接示意图。图中标记如下静电除尘器A、引风机及电机B、明火放散机构C、冷却塔D、煤气柜 E、C0激光气体分析仪1、02激光气体分析仪2、眼镜阀3、热电偶4、02激光气体分析仪5、压 力传感器6、电磁阀7、电动蝶阀8、电动蝶阀9、放散杯阀10、回收杯阀11、电磁阀12、13、14、 继电器JK1-JK6、氧枪氧气阀门开关信号K1、氧枪提枪信号K2、煤气柜拒绝回收信号K3、放 散杯阀位置信号K4、回收杯阀位置信号K5、开始回收信号K6。
具体实施方式
图1所示，CO激光气体分析仪1和O2激光气体分析仪2安装在引风机后面的煤气 管道上，在管道相对方向安装焊接法兰，发射单元和接收单元通过锁箍连接到仪器法兰，要 注意仪器的对中问题，安装要牢靠，避免震动。另一个O2激光气体分析仪5安装在煤气柜E 入口侧的煤气管道上。眼镜阀3安装在回收杯阀11后方，该阀处于常开状态，当检修或特殊情况才关闭。热电偶4安装在冷却塔D后面煤气管道内，用于检测煤气柜E入口的煤气温度，并 控制冷却塔D的冷却水喷淋量最终控制煤气温度。压力传感器6安装在放散杯阀10和回收杯阀11之间管道内测量管道内的煤气压 力，防止该段管道内部憋压严重。图2所示，CO激光气体分析仪和两台O2激光气体分析仪的信号输出端分别通过隔 离器接到PLC模拟量输入接口。压力传感器6和热电偶4的输出信号端分别接压力变送器和温度变送器，压力变送器和温度变送器的输出端分别通过隔离器接到PLC模拟量输入接 口。图中显示的上述仪器型号为⑶激光气体分析仪0^6-0)、02激光气体分析仪LDS6-02、 压力变送器PT9111、温度变送器TE9131。 图2所示，氧枪氧气阀门开关信号K1、氧枪提枪信号K2、煤气柜拒绝回收信号K3、 放散杯阀位置信号K4、回收杯阀位置信号K5、开始回收信号K6等开关量信号接到PLC的数 字输入接口。输入信号可以根据用户需要增加或更改，并非一成不变。图2所示，PLC的信号输出接口分别接继电器JK1-JK6的驱动线圈，这些继电器的 开关触头分别接在放散杯阀10、回收杯阀11、氮气管路、喷淋管路、应急放散控制电动蝶阀 8和煤气柜入口控制电动蝶阀9的控制回路中。图3所示，在放散杯阀10、回收杯阀11、氮气管路、喷淋管路的控制回路中，有电磁 阀7、12、13、14分别与各个继电器的开关触头JK3-1、JK4-1、JK2-1、JK1-1相连接。本实用新型的工作过程如下当PLC接收到开始回收信号，则表示设备系统无故障，可以准备回收煤气，当检测 到CO激光分析仪传送过来的信号，煤气中CO含量大于35%并且02含量低于0. 8%时，PLC 发出指令使继电器JKl得电，从而电磁阀14得电，油路导通使回收杯阀11慢慢打开，在回 收杯阀11打开过程中，PLC检测其打开位置，当接收到位置信号K5时，PLC发出指令使继 电器JK2断电(通常情况下JK2常得电，使放散杯阀10打开，不合格烟气处于明火放散状 态)，从而放散杯阀10逐渐关闭，这时转炉煤气处于回收状态。当PLC检测到氧枪提枪信 号K2或氧枪氧气阀门关闭信号Kl时，表示转炉吹炼过程结束，PLC发出指令使继电器JK2 得电，从而电磁阀13得电，使放散杯阀10逐渐打开，检测到打开位置信号K4时，使继电器 JKl断电，回收杯阀11逐渐关闭，最后不合格转炉煤气处于明火放散状态。在回收和放散期 间，PLC —直检测杯阀只见管道内气体压力信号，保证该压力和外界大气压相比处于微正压 状态，防止杯阀切换期间空气进入管道内。继电器JK3用于控制电磁阀7，从而控制引射氮气，当事故状态要求明火熄灭，电 磁阀7导通，通入氮气使明火熄灭。装在冷切塔D后面管道内的热电偶4用于检测管道内气体温度，当PLC检测到气 体温度超过预设值，则发出指令使继电器JK4得电，从而电磁阀12得电，另一组喷淋水管打 开，加大煤气冷却度。当PLC检测到煤气柜入口 O2激光气体分析仪O2含量超过2%时，发出指令使继电 器JK5得电，JK6断电，使电动蝶阀8电机正转打开，电动蝶阀9电机反转关闭，同时控制杯 阀切换到放散侧，使煤气放散，进一步保证了煤气柜内氧含量不超标。
权利要求一种转炉煤气回收监测控制装置，其特征在于它由CO激光气体分析仪[1]、O2激光气体分析仪[2][5]、可编程序控制器(PLC)、信号隔离器、热电偶[4]、压力传感器[6]、电动蝶阀[8][9]、眼镜阀[3]、放散杯阀[10]和回收杯阀[11]组成，CO激光气体分析仪[1]和一个O2激光气体分析仪[2]安装在引风机B后面的煤气管道上，另一个O2激光气体分析仪[5]安装在煤气柜E入口侧的煤气管道上，眼镜阀[3]安装在回收杯阀[11]后方，热电偶[4]安装在冷却塔D后面煤气管道内，压力传感器[6]安装在放散杯阀[10]和回收杯阀[11]之间管道内；CO激光气体分析仪[1]、O2激光气体分析仪[2][5]、压力传感器[6]、热电偶[4]的输出信号端接到PLC模拟量输入接口，氧枪氧气阀门开关信号K1、氧枪提枪信号K2、煤气柜拒绝回收信号K3、放散杯阀位置信号K4、回收杯阀位置信号K5、开始回收信号K6等开关量信号接到PLC的数字输入接口，PLC的信号输出接口分别接多个继电器的驱动线圈，这些继电器开关触头分别接在放散杯阀[10]、回收杯阀[11]、氮气管路、喷淋管路、应急放散控制电动蝶阀[8]和煤气柜E入口控制电动蝶阀[9]的控制回路中。
2.根据权利要求1所述的转炉煤气回收监测控制装置，其特征在于所述CO激光气体 分析仪[1]和两台O2激光气体分析仪[2] [5]的信号输出端均分别通过隔离器接到PLC模 拟量输入接口，压力传感器[6]和热电偶[4]的输出信号端分别接压力变送器和温度变送 器，压力变送器和温度变送器的输出端分别通过隔离器接到PLC模拟量输入接口。
3.根据权利要求2所述的转炉煤气回收监测控制装置，其特征在于在放散杯阀[10]、 回收杯阀[11]、氮气管路、喷淋管路的控制回路中，有电磁阀线圈分别与各个继电器开关触 头相连接。
专利摘要一种转炉煤气回收监测控制装置，属于气体检测回收设备技术领域，用于对转炉煤气气体进行测量和回收控制，其技术方案是它由CO激光气体分析仪、O2激光气体分析仪、可编程序控制器(PLC)、热电偶、压力传感器、电动蝶阀、眼镜阀、放散杯阀和回收杯阀组成，CO激光气体分析仪、O2激光气体分析仪、热电偶安装在煤气管道上，眼镜阀安装在回收杯阀后方，压力传感器安装在放散杯阀和回收杯阀之间管道内，它们的输出信号端接到PLC模拟量输入接口，PLC的信号输出接口分别接多个继电器，这些继电器开关触头分别接在控制回路中。本实用新型可以连续地对转炉气体进行精确实时地测量和回收控制，不受环境干扰，保证了回收生产安全和效率。
文档编号F27D19/00GK201620173SQ20092025500
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者任俊芳, 卢崇波, 彭兆丰, 李付俊, 王宏 申请人:邯钢集团邯宝钢铁有限公司;河北钢铁集团有限公司