專(zhuān)利名稱(chēng)：管道粉體流量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵、冶金、火電、水泥工業(yè)、玻璃窯爐等領(lǐng)域中測(cè)量管道粉體流量的方法。
目前，在鋼鐵、冶金、水泥工業(yè)及玻璃窯爐等領(lǐng)域中，均使用粉狀煤炭作為燃料，依靠氣力輸送的方法送入專(zhuān)用窯爐中進(jìn)行燃燒。為控制工藝過(guò)程，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能耗都需要對(duì)送往窯爐的管道中的煤粉流量進(jìn)行檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外目前最常用的、最具代表性的是電容相關(guān)檢測(cè)法。該方法是在被測(cè)管道中設(shè)置由極板和絕緣管道組成的電容傳感器，使得在燃料輸送過(guò)程中，流過(guò)電容傳感器的不帶煤粉的壓縮空氣或帶煤粉的粉體流就成為電容極板間的電介質(zhì)，根據(jù)不同的介質(zhì)或同一介質(zhì)的不同濃度，傳感器就反映出不同的電容值，用二次儀表對(duì)傳感器的電容變化進(jìn)行測(cè)量、記錄，再通過(guò)噴煤量-電容值進(jìn)行標(biāo)定，便得出管道煤粉在不同時(shí)刻的瞬時(shí)值。但這種方法仍存在很大的問(wèn)題，因?yàn)殡娙輦鞲衅鞣从吵鰜?lái)的電容值的大小不僅與管道中流過(guò)煤粉的濃度有關(guān)，還與煤粉本身的灰份、煤粉的溫度、特別是煤粉的水分有很大關(guān)系，有時(shí)煤粉水分增加百分之一，電容傳感器的電容值可增加百分之十到幾十，這樣就會(huì)使二次儀表的零點(diǎn)發(fā)生漂移，測(cè)量結(jié)果失去意義。因此這種方法的測(cè)量結(jié)果極不準(zhǔn)確，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。為解決這個(gè)問(wèn)題，有些研究者采用對(duì)煤粉濃度以外的上述影響因素進(jìn)行預(yù)標(biāo)定來(lái)加以修正。如用電子稱(chēng)測(cè)量的總吹入煤粉量的數(shù)值來(lái)補(bǔ)正。但隨之而來(lái)的是過(guò)于頻繁的標(biāo)定會(huì)使流量測(cè)量記錄曲線成為斷斷續(xù)續(xù)的虛線，這給工藝操作人員帶來(lái)很多困難，無(wú)法控制工藝過(guò)程。
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出一種測(cè)量準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定可靠，具有實(shí)用價(jià)值的管道粉體流量檢測(cè)方法及其傳感器。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種管道粉體流量檢測(cè)方法，其特征在于a、在單位時(shí)間t內(nèi)用電子稱(chēng)對(duì)噴入窯爐內(nèi)的煤粉總量進(jìn)行初始時(shí)刻和終了時(shí)刻的兩次稱(chēng)量，分別得到初始時(shí)刻煤粉總量Go和終了時(shí)刻煤粉總量Gk，取其差值△G＝Gk-Go;
b、在輸往各用燃料點(diǎn)(燃料點(diǎn)至少是兩個(gè))的管道上，其第一管道的電容傳感器在同一單位時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行m次(m為大于1的整數(shù))電容值測(cè)量，得到各次電容測(cè)量值1Co、1C1…1Cm;其第二管道的電容傳感器亦在同一單位時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行m次測(cè)量，得到電容測(cè)量值為2Co、2C1…2Cm依此類(lèi)推，第n管道的電容測(cè)量值為nCo、nC1…nCm;
c、對(duì)各管道在單位時(shí)間t內(nèi)測(cè)得的m次電容值，取各自的平均值為
lC= (lCO+lC1+……+lCm)/(m)ZC= (ZCO+ZC1+……+ZCm)/(m)nC= (nCO+nC1+……+nCm)/(m)
d、將上述各平均值1C、2C……nC求和Σ＝1C＋2C＋……＋nCe、將a步驟得到的煤粉總量差值△G比上d步驟得到的平均值總和Σ，就得到煤粉流量和電容變化的比率Z＝ (△G)/(∑)f、將e步驟得到的比率Z與各管道測(cè)得的電容平均值相乘，就得到各管道在單位時(shí)間t內(nèi)的所要求的煤粉流量Q，即第一管道煤粉流量Q1＝Z×1C，第二管道煤粉流量Q2＝Z×2C，…，第n管道煤粉流量Qn＝Z×nC。
本發(fā)明首次將吹入窯爐的煤粉總量與各管道電容傳感器的電容平均值有機(jī)地融為一體，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)可迅速得到各管道的煤粉的瞬間流量及平均值和累加值。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，準(zhǔn)確度可達(dá)到2%，能滿足工藝操作人員控制工藝過(guò)程的要求，隨時(shí)控制和調(diào)整各管道的燃料煤粉輸送量，達(dá)到節(jié)約能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的目的，具有很高的推廣使用價(jià)值。本發(fā)明方法不僅適用于鋼鐵廠煉鐵高爐的噴煤粉、煉鋼轉(zhuǎn)爐的噴煤粉和冶金窯爐的噴煤粉以及火力發(fā)電廠鍋爐的燃煤裝置，也適用于水泥和玻璃的燃煤設(shè)備。
下面結(jié)合


本發(fā)明的具體工作過(guò)程。
圖1是本發(fā)明用于噴煤高爐工藝流程圖;
圖2是本發(fā)明噴煤罐重量電壓信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路電原理圖;
圖3是本發(fā)明管道電容傳感器及其數(shù)據(jù)采集電路電原理圖。
本發(fā)明以鋼鐵廠噴煤高爐(1)為例，如圖(1)，假設(shè)噴煤高爐(1)有10個(gè)噴煤風(fēng)口(2)，則與每個(gè)噴煤風(fēng)口(2)對(duì)應(yīng)連通的10根管道(3)都分別裝有各自的電容傳感器(4)。
噴煤罐(5)煤粉重量的變化通過(guò)電子稱(chēng)(6)測(cè)量得到。電子稱(chēng)(6)根據(jù)噴煤罐(5)的煤粉重量變化，其橋路輸出電流信號(hào)。當(dāng)噴煤罐(5)裝滿煤粉時(shí)，得到電流最大值imax，當(dāng)噴煤罐(5)內(nèi)煤粉噴完時(shí)，得到電流最小值imin，這兩個(gè)電流信號(hào)imax、imin輸入噴煤罐重量電壓信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路，如圖2。由于噴煤罐(5)中的煤粉不斷地噴出，其電流最大值imax變?yōu)樽钚≈礽min是一個(gè)連續(xù)的變化過(guò)程，則該變化的電流信號(hào)通過(guò)運(yùn)放IC1得到一個(gè)相應(yīng)的電壓變化信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC2的電壓輸入端Vx，IC2輸出的數(shù)字信號(hào)從數(shù)據(jù)輸出端Do-D7送至數(shù)顯器IC3進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)又送往計(jì)算機(jī)主機(jī)的輸入輸出口I/O。
10根管道(3)上各自的電容傳感器(4)均為接有各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集電路，如圖3。它們的工作原理完全相同，以任一路為例，當(dāng)某一管道(3)內(nèi)有煤粉流動(dòng)時(shí)，則該管道的電容傳感器(4)反映一個(gè)相應(yīng)的電容值Cx，該電容值Cx是一個(gè)隨管道內(nèi)煤粉濃度變化而變化的量，它送入運(yùn)放IC4放大后得到一個(gè)變化的電壓值，再送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC5的電壓輸入端Vx，IC5的數(shù)字信號(hào)從輸出端Do-D7輸出至數(shù)顯器IC6實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)送至計(jì)算機(jī)主機(jī)的輸入輸出口I/O。同理，其它管道(3)的電容傳感器(4)亦將本管道內(nèi)的電容變化信號(hào)送至計(jì)算機(jī)的輸入輸出口I/O。
在進(jìn)行管道粉體流量檢測(cè)時(shí)，取某一起始時(shí)刻為to，單位時(shí)間t設(shè)為1分鐘，則計(jì)算機(jī)主機(jī)將由噴煤罐重量電壓信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路送來(lái)的稱(chēng)重信號(hào)選出其to時(shí)刻的煤粉重量值Go和to+1分鐘時(shí)刻的煤粉重量值Gk，得到1分鐘內(nèi)煤粉的重量差△G＝Gk-Go。同時(shí)，計(jì)算機(jī)主機(jī)仍從to時(shí)刻為起始時(shí)刻，將10根管道(3)的電容傳感器(4)進(jìn)行6次取值(即每10秒鐘取值一次)。分別得到10根管道(3)的電容測(cè)量值1Co、1C1……1C6， 這樣就可得到各管道(3)在一分鐘內(nèi)六次電容測(cè)量值的平均值lC= (lCO+lC1+……+lC6)/6ZC= (ZCO+ZC1+……+ZC6)/66C= (6CO+6C1+……+6C6)/6將上述各平均值求和，得到平均值總和Σ＝1C＋2C＋……＋6C
將煤粉重量差值△G與平均值總和Σ相比，就得到煤粉流量和電容變化的比率Z＝ (△G)/(Σ) 。
將該比率Z與各管道(3)測(cè)得的電容平均值相乘，即得到各管道(3)在以to為初始時(shí)刻起1分鐘內(nèi)的煤粉流量Q，即Q1＝Z×1CQ2＝Z×2C……Q10＝Z×10C上述平均值計(jì)算、求和運(yùn)算、比率計(jì)算及流量計(jì)算等均由計(jì)算機(jī)主機(jī)根據(jù)專(zhuān)用軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)完成。
本發(fā)明以噴煤罐(5)在單位時(shí)間內(nèi)的減重為基準(zhǔn)，分配到n根管道上。n根管道上各自的電容傳感器(4)在單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得的電容平均值表示了在該時(shí)間內(nèi)各管道中煤粉分配的量，且n根管道(3)中分配量的總和應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)噴煤罐(5)的減重相吻合。這樣，當(dāng)煤粉中水分增加或減少時(shí)，其各管道(3)的電容平均值也相應(yīng)增加或減少，但它們的比率Z不變。同理，煤粉中的灰份(或煤粉的溫度等因素)的增加或減少反映到各管道(3)的電容傳感器(4)上，其各管道(3)的電容平均值也相應(yīng)增加或減少，比率Z仍不變。因此就解決了迄今為止各種粉體流量檢測(cè)方法準(zhǔn)確度受粉體含水量、粉體灰分、粉體溫度等各種因素影響很大的弊病，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值或推廣價(jià)值，便于操作人員隨時(shí)控制調(diào)整各管道的粉體流量，達(dá)到最佳工藝控制的目的。
權(quán)利要求
1.一種管道粉體流量檢測(cè)方法，其特征在于a、在單位時(shí)間t內(nèi)用電子稱(chēng)對(duì)噴入窯爐內(nèi)的煤粉總量進(jìn)行初始時(shí)刻和終了時(shí)刻的兩次稱(chēng)量，分別得到初始時(shí)刻煤粉總量Go和終了時(shí)刻煤粉總量GK，取其差值ΔG=Gk-Go；b、在輸往各用燃料點(diǎn)(燃料點(diǎn)至少是兩個(gè))的管道上，其第一管道的電容傳感器在同一單位時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行m次(m為大于1的整數(shù))電容值測(cè)量，得到各次電容測(cè)量值1C0、1C1…1Cm；其第二管道的電容傳感器亦在同一單位時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行m次測(cè)量，得到電容測(cè)量值為2C0、2C1…2Cm依此類(lèi)推，第n管道的電容測(cè)量值為nC0、nC1…nCm；c、對(duì)各管道在單位時(shí)間t內(nèi)測(cè)得的m次電容值，取各自的平均值為lC= (lCO+lC1+……+lCm)/(m) Z0= (ZCO+ZC1+……+ZCm)/(m) nC= (nCO+nC1+……+nCm)/(m)d、將上述各平均值1C、2C……nC求和 Σ＝1C＋2C＋……＋nCe、將a步驟得到的煤粉總量差值ΔG比上d步驟得到的平均值總和Σ，就得到煤粉流量和電容變化的比率Z= (ΔG)/(Σ)f、將e步驟得到的比率Z與各管道測(cè)得的電容平均值相乘，就得到各管道在單位時(shí)間t內(nèi)的所要求的煤粉流量Q，即第一管道煤粉流量Q1=Z×1C，第二管道煤粉流量Q2=Z×2C，…，第n管道煤粉流量 Qn=Z×nC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼鐵、冶金、火電、水泥工業(yè)等領(lǐng)域中測(cè)量管道粉體流量的方法，它先取單位時(shí)間始末兩次粉體重量的差，再在各管道的電容傳感器上按上述單位時(shí)間進(jìn)行多次測(cè)量，得到各管道的電容平均值，將所有平均值求和，且粉體重量差與平均值求和量相比得到電容變化的比率，該比率與各管道的電容平均值相乘即為各管道的流量。
文檔編號(hào)C21B7/24GK1110785SQ9411139
公開(kāi)日1995年10月25日 申請(qǐng)日期1994年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月19日
發(fā)明者曾征 申請(qǐng)人:曾征