一种燃气喷吹罩CO&H2检测装置及检测方法与流程

本发明涉及烧结技术领域，提供一种燃气喷吹罩CO&H₂检测装置及检测方法。

背景技术：

烧结工艺是炼铁流程中的一个关键环节，其原理是将各种粉状含铁原料配入适量的燃料与熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列的物理化学变化，烧结成块，从而送往高炉进行下一步工序。

我国经济已从规模速度型粗放增长转变为质量效率型集约增长的新常态，全国钢水严重过剩，钢铁行业的形势日益严峻，大部分钢铁公司都在亏损，钢铁行业发展亦已进入调整存量的新常态。在这种局面下，烧结技术领域也已从重视产量逐渐转变为重视能耗指标、污染物排放指标以及产品质量的新常态。如何降低企业运营成本，实现低排放清洁生产，并生产出高质量烧结矿，已成为业内人士关注的焦点。

日本JFE公司针对此现状，于2009年开发出了“烧结料面气体燃料喷吹技术”，其原理是通过在点火炉后一段距离的烧结料面上方喷吹稀释到可燃浓度下限以下的气体燃料，使其在烧结料层内燃烧放热，从而替代一部分焦炭，进而可有效降低烧结矿生产中的焦炭用量以及CO2排放量。同时，由于气体燃料的燃烧可控，故可以人为加宽烧结料层在生产时1200℃-1400℃的合理温度区间，从而使得生产中更多地生成对烧结矿质量有益的铁酸钙，进而提高成品烧结矿的各项性能指标。

图1和图2所示就是日本JFE公司的烧结料面气体燃料喷吹装置图。从图1和图2中可看出，燃气喷吹装置主要包括燃气喷吹罩和喷吹管排。其中，燃气喷吹罩作为燃气喷吹装置中的核心设备，罩设在烧结机台车上方；喷吹管排设置在燃气喷吹罩内，用于向烧结料面喷吹气体燃料。显然，燃气喷吹罩使用的好坏程度直接关系到整套燃气喷吹装置的生产效果和作业率。而在生产中，有可能因为料层透气性、主抽风机、风箱翻板等多方面因素发生变化，而导致燃气喷吹罩内由正常的负压生产变成正压生产，此时罩内燃气极易外溢从而导致安全事故发生。

有鉴于此，为了对可能发生的燃气喷吹罩内燃气外泄的情况进行检测，现有技术中在燃气喷吹罩平台顶部某一位置设置了静态固定式CO&H₂检测装置，以求第一时间能检测到燃气外泄并发出警报。当探测到CO&H₂浓度超标时，即向中控室发出警报，提醒操作人员停机检修。

显然，静态固定式的CO&H₂检测装置存在以下缺陷：只能监测平台上很小一部分面积的CO&H₂浓度值，监测范围非常小，无法反应出真实的平台CO&H₂浓度情况，从而对操作工的人身安全带来很大的隐患，降低喷吹罩装置使用的安全系数。如果在喷吹罩平台上多个位置均设置CO&H₂检测仪，则又会造成成果过于高昂，且会大幅减少平台操作空间。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种燃气喷吹罩CO&H₂检测装置及检测方法，解决现有技术中静态固定式的CO&H₂检测装置无法反应出真实的平台CO&H₂浓度情况，而CO&H₂检测仪设置太多不仅成本高且占用空间的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气喷吹罩CO&H₂检测装置，包括闭合线路、驱动单元、CO&H₂无线检测仪、定位器和控制器；所述闭合线路分布于燃气喷吹罩平台的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动；所述CO&H₂无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO&H₂浓度值发送给所述控制器；所述定位器用于跟踪所述CO&H₂无线检测仪的位置，并将所述CO&H₂无线检测仪的位置信息发送给所述控制器；所述控制器在所述CO&H₂浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO&H₂浓度值。

优选地，所述控制器还包括判断模块和报警模块，所述判断模块用于将所述CO&H₂浓度值和设定的安全阀值进行比较，并将判断结果发送给所述报警模块；当所述CO&H₂浓度值超过所述安全阀值时，所述报警模块发出报警信号。

优选地，所述闭合线路为闭合的链条，所述驱动单元包括主动链轮和从动链轮。

优选地，所述CO&H₂无线检测仪吊挂在所述链条的下方；所述主动链轮和从动链轮均水平设置在所述链条的各个拐角处。

优选地，所述驱动单元还包括第一支撑杆、第二支撑杆和电机；所述第一支撑杆和第二支撑杆均与所述燃气喷吹罩顶板垂直；所述第一支撑杆的顶端和所述主动链轮固定连接，底端和所述电机连接并在所述电机驱动下带动所述主动链轮转动，且所述电机固定在所述燃气喷吹罩平台上；所述第二支撑杆的顶端和所述从动链轮连接，底端固定在所述燃气喷吹罩平台上。

优选地，所述闭合线路呈矩形，且和所述燃气喷吹罩平台相对应；所述主动链轮的数量为1～3个，所述从动链轮的数量为1～3个，且所述主动链轮和从动链轮分别分布在所述闭合线路的四个顶角位置。

优选地，所述定位器为限位开关，当所述CO&H₂无线检测仪经过设定位置时接通所述限位开关，且所述限位开关将触发信号发送给所述控制器，所述控制器根据接收所述触发信号的时间以及所述闭合线路移动的速度计算所述CO&H₂无线检测仪的位置。

优选地，所述CO&H₂无线检测仪的数量为多个，且沿着所述闭合线路均匀分布。

本发明还提供一种燃气喷吹罩CO&H₂检测方法，包括以下步骤：

S1、在燃气喷吹罩平台上分布闭合线路，并将CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO&H₂无线检测仪依次经过燃气喷吹罩顶板的各个位置；

S3、当CO&H₂无线检测仪检测到CO&H₂浓度值超标时，停止运行闭合线路并锁定CO&H₂漏气范围。

本发明还提供一种燃气喷吹罩CO&H₂检测方法，包括以下步骤：

S1、在燃气喷吹罩平台上分布闭合线路，并将CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO&H₂无线检测仪依次经过燃气喷吹罩顶板的各个位置；

S3、当CO&H₂无线检测仪检测到CO&H₂浓度值超标时，继续运行闭合线路，直到CO&H₂浓度值开始降低，并得到CO&H₂浓度值开始降低的位置就是CO&H₂漏气的位置。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的燃气喷吹罩CO&H₂检测装置包括闭合线路、驱动单元、CO&H₂无线检测仪、定位器和控制器；所述闭合线路分布于燃气喷吹罩的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动；所述CO&H₂无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO&H₂浓度值发送给所述控制器；所述定位器用于跟踪所述CO&H₂无线检测仪的位置，并将所述CO&H₂无线检测仪的位置信息发送给所述控制器；所述控制器在所述CO&H₂浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO&H₂浓度值。该方案中，CO&H₂无线检测仪实时在燃气喷吹罩平台上做着不间断的循环移动，所以监测范围可覆盖至整个平台，平台上任意一处燃气外溢，都会被CO&H₂检测仪捕捉到，从而大幅提高装置生产的安全系数。此外，该方案可以根据各个位置的CO&H₂浓度值分析出漏气点的大致位置范围，这样就大幅缩小了操作工的检修范围，既可节约时间又可提高工作效率，且能减少劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的燃气喷吹罩上CO&H₂检测仪的安装正视示意图；

图2是现有技术的燃气喷吹罩上CO&H₂检测仪的安装俯视示意图；

图3是实施例中燃气喷吹罩上CO&H₂检测装置的分布正视示意图；

图4是实施例中燃气喷吹罩上CO&H₂检测装置的分布俯视示意图；

图中：1、烧结机台车；2、燃气喷吹罩；3、喷吹管排；4、CO&H₂检测仪；5、支撑杆；6、主动链轮；7、从动链轮；8、电机；9、链条；10、限位开关；11、无线信号接收箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例的燃气喷吹罩CO&H2检测装置，包括闭合线路、驱动单元、CO&H₂无线检测仪、定位器和控制器。其中，闭合线路分布于燃气喷吹罩平台的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动。CO&H₂无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO&H₂浓度值发送给所述控制器。其中，优选但是不必须闭合线路在驱动单元的驱动下匀速移动，从而带动CO&H₂无线检测仪匀速运动。定位器用于跟踪所述CO&H₂无线检测仪的位置，并将所述CO&H₂无线检测仪的位置信息发送给所述控制器。所述控制器在所述CO&H₂浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO&H₂浓度值。

需要说明的是，“燃气喷吹罩平台”一般对应的是燃气喷吹罩2的顶板位置，其即可以是顶板本身，也可以是顶板延伸得到，或者是覆盖在顶板上的。

该方案中，CO&H₂无线检测仪实时在燃气喷吹罩平台上做着不间断的循环移动，所以监测范围可覆盖至整个燃气喷吹罩平台，燃气喷吹罩平台上任意一处阀门漏气都会被CO&H₂无线检测仪捕捉到，从而大幅提高生产的安全系数。此外，该方案可以根据各个位置的CO&H₂浓度值分析出漏气点的大致位置范围，这样就大幅缩小了操作工的检修范围，既可节约时间又可提高工作效率，且能减少劳动强度。

在上述基础上，通过合理设置闭合线路的高度，可以解决CO&H2检测仪4占用平台操作空间的问题。

本实施例的燃气喷吹罩平台CO&H₂检测装置，请参见图3，闭合线路位于燃气喷吹罩平台上方。CO&H2检测仪4安装在闭合线路的下方，并且闭合线路带动CO&H2检测仪4在燃气喷吹罩平台上循环移动。显然，由于CO&H2检测仪4要随着闭合线路运动，因此CO&H2检测仪4为CO&H₂无线检测仪，进而电缆及电缆套管均可省去，在节省燃气喷吹罩平台空间的同时也降低了操作工因可能绊到电缆套管而摔跤的隐患。

当CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路下方时，CO&H₂无线检测仪距离燃气喷吹罩平台较近，从而可以对燃气喷吹罩平台上各个位置的CO&H₂浓度进行准确的监测。其中，优选但是不必须如图3中所示采用吊杆将CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路的下方。当然，本实施例的CO&H₂无线检测仪只要可以随着闭合线路一起运动即可，CO&H₂无线检测仪安装在闭合线路上的方式不受附图的限制。

显然，闭合线路的分布应当尽量保证CO&H₂无线检测仪可以运动到燃气喷吹罩平台各个位置的上方，从而对整个燃气喷吹罩平台上的CO&H₂浓度值进行实时监测。在满足上述要求的基础上，闭合路线的设置可以设置成“S”型、梯形、圆形和回形等任意形状。

请参见图4，本实施例中，闭合线路呈矩形，并且闭合线路采用链条9的形式。其中，在矩形回路的一个顶角位置设置主动链轮6，在其它三个顶角位置设置从动链轮7，且所述主动链轮6和从动链轮7均水平设置在所述链条9的各个拐角处。其中，“主动链轮6和从动链轮7均水平设置在所述链条9的各个拐角处”指的是主动轮和从动轮设置在矩形回路内侧的情况。并且，“水平设置”指代的是主动链轮6和从动链轮7的中心轴线位于竖直方向的情况，也即主动链轮6和从动链轮7所在的平面和燃气喷吹罩平台平行。此外，主动链轮6和从动链轮7的设置除了驱动链条9的运动外，还可以对链条9的走向起到一定的引导和限制作用。

需要说明的是，只要能够带动CO&H₂无线检测仪沿着闭合线路循环运动，那么闭合线路并不一定要采用链条9的形式，此处的闭合线路也可以采用皮带、钢索、绳缆等形式。与之对应地，驱动单元也不一定采用链轮的形式。其中，采用绳缆时，对应的驱动单元可以选择滑轮，且该种情况下可以降低制造成本。并且需要说明的是，闭合线路也可以是轨道形式，但是轨道形式的结构复杂，且成本较高。

此外，主动链轮6和从动链轮7的数量均不受附图的限制。例如，每个顶角位置可以角对称的设置多个从动轮或者主动轮，并且在矩形回路的边长位置同样可以设置主动链轮6和从动链轮7。

值得一提的是，在闭合线路采用链条9的形式且驱动单元采用链轮的形式的情况下，链轮的分布不一定要如图4中所示水平设置。具体地，链轮包括主动链轮6和从动链轮7，并且，主动链轮6和从动链轮7均竖直设置。此时，主动链轮6和从动链轮7设置在链条9的下方。而为了避免主动链轮6、从动链轮7与CO&H₂无线检测仪之间的干涉，此时需要将CO&H₂无线检测仪安装在闭合路线的上方。

在上述基础上，为了安装主动链轮6和从动链轮7，请参见图3，驱动单元还包括支撑杆5。其中，支撑杆包括第一支撑杆、第二支撑杆和电机8。第一支撑杆和第二支撑杆均与燃气喷吹罩平台垂直。其中，第一支撑杆的顶端和主动链轮6固定连接，底端和电机8连接并在所述电机8驱动下带动所述主动链轮6转动，且电机8固定在所述燃气喷吹罩平台上；所述第二支撑杆的顶端和所述从动链轮7连接，底端固定在所述燃气喷吹罩平台上。由于第一支撑杆和第二支撑杆本身并不需要占用多大空间，和CO&H₂无线检测仪相比，支撑杆5的设置可以节约燃气喷吹罩平台上的空间。

启动电机8，从而主动链轮6在电机8的驱动下转动，并带动链条9沿着闭合线路运动。链条9运动过程中，带动从动链轮7转动。为了保证从动链轮7的转动，其中可以使得从动链轮7和第二支撑杆之间连接，从而使得从动链轮7相对第二支撑杆转动。当然，还可以使得从动链轮7和第二支撑杆之间固定连接，而第二支撑杆和燃气喷吹罩平台之间连接，从而使得从动链轮7和第二支撑杆一起相对燃气喷吹罩平台转动。

在上述基础上，随着CO&H₂无线检测仪的运动，其可以对当前区域的CO&H₂的浓度进行检测，并将检测结果发送给控制器。

本实施例中，优选但是不必须在燃气喷吹罩平台上还设置有无线信号接收箱11，请进一步参见3。CO&H₂无线检测仪和控制器之间通过所述无线信号接收箱11信号连接。从而，检测结果通过所述无线信号接收箱11信号发送给控制器。具体地，CO&H₂无线检测仪在移动的同时持续释放无线信号，被燃气喷吹罩2旁边的无线信号接收箱11接收。无线信号接收箱11和控制器之间既可以通过缆线连接，还可以通过无线信号连接。

在上述基础上，为了对各个位置的检测结果进行区分，本实施例的燃气喷吹罩平台CO&H₂检测装置还包括定位器，用于对跟踪所述CO&H₂无线检测仪的实时位置，并将所述CO&H₂无线检测仪的位置信息发送给所述控制器。控制器在所述CO&H₂浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO&H₂浓度值。

上述实施例中，定位器可以采用限位开关10的形式，请进一步参见图3。具体地，当所述CO&H₂无线检测仪经过设定位置时接通所述限位开关10，且所述限位开关10将触发信号发送给所述控制器，所述控制器根据接收所述触发信号的时间以及所述闭合线路移动的速度计算所述CO&H₂无线检测仪的实时位置。

当CO&H2检测仪4经过限位开关10上方时，CO&H2检测仪4按压限位开关10使得限位开关10闭合。此时，限位开关10向控制器发送复位信号，通知控制器当前CO&H2检测仪4处于限位开关10附近，并通知控制器将运转时间自动归零。在上述基础上，控制器通过闭合路线的移动速度v，以及CO&H2检测仪4经过限位开关10之后的时间t，计算闭合路线的移动距离并判断出CO&H2检测仪4的实时位置。

显然，定位器还可以采用现有技术中公开的任意的形式，只要可以实现对CO&H₂无线检测仪位置的跟踪即可。

此外，上述实施例中的CO&H₂无线检测仪的数量可以为多个，且沿着所述闭合线路均匀分布。从而保证一个闭合回路运转周期中，各个位置上CO&H₂浓度均可得到有效的监测。并且，由于闭合线路的设置，本实施例中即使设置多个CO&H₂无线检测仪也不会减少平台操作空间，当然成本会相应的提升。

值得一提的是，上述实施例中，控制器还可以包括判断模块和报警模块。其中，所述判断模块用于将所述CO&H₂浓度值和设定的安全阀值进行比较，并将判断结果发送给所述报警模块；当所述CO&H₂浓度值超过所述安全阀值时，所述报警模块发出报警信号。

其中，当报警模块发出报警信号时，可以通过控制器发出信号以控制驱动单元停止运转，从而使得CO&H₂无线检测仪停止在当前位置，并便于操作工确定检修范围。

当然，当报警模块发出报警信号时，也可以使得驱动单元保持运转，从而CO&H₂无线检测仪可以对附近一个区域的CO&H₂浓度值进行检测，并通过对各个点CO&H₂浓度值进行对比判断出CO&H₂泄露点。具体地，当报警模块报警时，说明CO&H₂无线检测仪当前可以覆盖的一个区域中某一点存在CO&H₂泄露。此时，CO&H₂无线检测仪继续运动，如果CO&H₂浓度值越来越高，则说明泄漏点在后面的位置；反之，如果CO&H₂浓度值越来越低，则说明泄漏点在之前CO&H₂无线检测仪经过的位置。

上述实施例的燃气喷吹罩平台CO&H₂检测装置，当其包括报警模块时，其检测过程包括以下步骤：

S1、CO&H₂无线检测仪随着闭合线路循环运动，当检测到CO&H₂浓度值高于设定值，发出报警信号；

S₂、记录发出报警信号时和CO&H₂无线检测仪经过限位开关10时之间经过的时间t，以及闭合线路的运行速度v；

S3、根据S₂中的t和v计算出CO&H₂无线检测仪当前的位置；

S4、根据CO&H₂无线检测仪当前位置预判漏气点大致位置；

S5、给出参考性诊断结果与修复建议；

S6、操作工给出已修复指令。

其中需要说明的是，S3中要通过t和v计算出CO&H₂无线检测仪当前的位置，显然优选v是恒定不变的，当然v按照一定的规律进行变化同样可以满足CO&H₂无线检测仪位置求取的要求。

本申请还提供一种燃气喷吹罩平台CO&H₂检测方法，包括以下步骤：

S1、在燃气喷吹罩平台上分布闭合线路，并将CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO&H₂无线检测仪依次经过燃气喷吹罩2顶板的各个位置；

S3、当CO&H₂无线检测仪检测到CO&H₂浓度值超标时，停止运行闭合线路并锁定CO&H₂漏气范围。

S3中，CO&H₂无线检测仪位置确定可以远程进行，例如采用定位器根据得到CO&H₂无线检测仪的位置并发送给控制器。当然，也可以现场直观获取CO&H₂无线检测仪的位置。

本申请还提供一种燃气喷吹罩平台CO&H₂检测方法，包括以下步骤：

S1、在燃气喷吹罩平台上分布闭合线路，并将CO&H₂无线检测仪吊挂在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO&H₂无线检测仪依次经过燃气喷吹罩2顶板的各个位置；

S3、当CO&H2无线检测仪检测到CO&H2浓度值超标时，继续运行闭合线路，直到CO&H2浓度值开始降低，并得到CO&H2浓度值开始降低的位置就是CO&H2漏气的位置。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。