專利名稱：干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞傾斜檢測(cè)預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橐苯鹌髽I(yè)的轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)，特別涉及干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞的傾斜 程度以及傾斜方位的在線檢測(cè)及安全預(yù)警。
背景技術(shù)：
干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜由于采用橡膠皮膜密封，活塞四周并沒(méi)有油溝，因此無(wú)法通過(guò)油溝內(nèi)的 油位來(lái)判斷活塞的水平度，而活塞是否水平對(duì)于煤氣柜的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，所 以如何判斷活塞的水平度并在其傾斜度超過(guò)一定范圍時(shí)提醒操作人員做好預(yù)防及補(bǔ)救措施就 顯得尤其重要。目前有一種光纖式測(cè)量裝置，其特點(diǎn)是在煤氣柜頂四個(gè)或八個(gè)角上裝有光纖 傳感器，鋼絲繩一端連在活塞上，另一端在連著配重在煤氣柜外，檢測(cè)到的光信號(hào)經(jīng)光纖傳 輸?shù)娇刂剖?，再?jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器經(jīng)計(jì)算后判斷活塞狀態(tài)。但這種檢測(cè)方法存在著投資較大、 光纖傳感器易壞且不易維護(hù)，同時(shí)施工難度較大等不足之處

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞傾斜檢測(cè)預(yù)警裝置，克服現(xiàn) 有技術(shù)傳感器復(fù)雜、數(shù)量多，并含有多個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，故障點(diǎn)多的缺點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞傾斜檢測(cè)預(yù)警裝置，其技術(shù) 特征在于，在煤氣柜活塞頂面安裝四個(gè)底部互通、頂部開(kāi)放的垂直管，四個(gè)垂直管在煤氣柜 活塞頂面的位置點(diǎn)呈正方形，該正方形的中心為煤氣柜活塞頂部上平面的圓心；所述四個(gè)垂 直管內(nèi)安裝智能微差壓變送器，并注入不易揮發(fā)的液體，所述四臺(tái)變送器信號(hào)引至計(jì)算機(jī)， 所述計(jì)算機(jī)計(jì)算出活塞的傾斜角度、幅度及方位，并在人機(jī)界面上顯示。
作為優(yōu)選方案，所述四個(gè)垂直管在煤氣柜活塞頂面的位置點(diǎn)在煤氣柜活塞的圓周上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，傳感器通用且數(shù)量少，投資省 ，精度高，性能穩(wěn)定，易操作且維護(hù)工作量極小，是一種全新的解決方法，可在實(shí)踐中獲得 廣泛應(yīng)用。


圖l為活塞頂面連通管安裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為垂直管內(nèi)液面高度變化計(jì)算示意圖。 圖3為活塞傾斜角度、幅度及方位計(jì)算示意圖。 圖4為本裝置的控制使用過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，以煤氣柜活塞頂部中心(通過(guò)測(cè)量確定)為圓心，在活塞頂部通過(guò)沿該圓 心O的水平基準(zhǔn)面向東E、南S、西W、北N四個(gè)方向向活塞邊緣等半徑敷設(shè)連通的鍍鋅鋼管， 并在四個(gè)方向邊緣處連通一定高度的垂直鍍鋅鋼管l，垂直管l上部彎頭向地心方向并敞口通 大氣。向管道中注入某種密度大、冰點(diǎn)低、不易揮發(fā)的液體至某一基準(zhǔn)面，并在每根垂直管 上安裝精度高、零漂小的智能微差壓變送器，變送器正壓室接至垂直管底部并保證取壓口在 同一水平高度，負(fù)壓室均連通至大氣或接至垂直管頂端。四臺(tái)變送器信號(hào)引至PLC/DCS后， 由PLC/DCS計(jì)算出活塞的傾斜角度、幅度及方位，并在人機(jī)界面HMI上動(dòng)態(tài)顯示出活塞狀態(tài)。
垂直管內(nèi)液面高度變化計(jì)算如圖2所示，^為初裝液體的基準(zhǔn)高度，^為初裝液體的基 準(zhǔn)壓強(qiáng)。當(dāng)活塞傾斜時(shí)，垂直管中液面高度發(fā)生變化，液位高度為^^^+^^ ，同時(shí)差壓變 送器所測(cè)得壓強(qiáng)為"=^+"^。根據(jù)物理學(xué)壓強(qiáng)公式，a^^^'S'^可計(jì)算出液面高度變化
式中各單位均取國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位，其中
aA——液位高度變化，即活塞某方向高度(有正有負(fù))
"——壓差變化(有正有負(fù))
P——所注液體密度
g——重力加速度
活塞傾斜角度、幅度及方位計(jì)算如圖3所示，根據(jù)上述式(1)計(jì)算出活塞傾斜后其上 A、 A兩點(diǎn)距原水平面的垂直距離、&， H為活塞傾斜后其上最高點(diǎn)距水平面的垂直距離
，R為活塞半徑?；钊矫鏋槠矫鎒，傾斜后的平面^為，設(shè)平面e與"司夾角為^。在
平面^中，設(shè)B點(diǎn)為活塞最高點(diǎn)且z^^為a，從B點(diǎn)向平面q故一條垂線，垂足為C，因此在 直角a^^^中，根據(jù)三角函數(shù)可計(jì)算出 ^&mZWC"sm^ (2)
在平面？中，從^點(diǎn)向半徑AB—條垂線萬(wàn)、，則，1' = ^。^。由于M4丄M、 A萬(wàn);丄朋且 M4cr、 "^cr，故AM〃S^;同時(shí)由于A^C且A《C"，故"A〃P。從^點(diǎn)向平面W做
4s;c;恭ra4".則5;《=々，在"^《由.^《=^;sm， v—=《
垂線。"，垂足為1'，則-
萬(wàn)A = Acos o; sin w
g卩& = A cos a sin w
同理從&點(diǎn)向半徑^B做一條垂線
中，
(3)
2，貝"s""
，又'
，故
，因此可求得
A2 == Asin o; sin
根據(jù)(2) (3) (4): =A2 sm2cos2 a+sin2 a ■
(4)
A + ^ = (A cos asin p) + (丑sin a sm p)
故最終可得結(jié)論①H^^^ (活塞最高點(diǎn)傾斜高度)
p= sm
W ^」(活塞傾斜角度)
③° ^ L^」(活塞最高點(diǎn)偏離A點(diǎn)角度)
如圖4所示本裝置的控制使用過(guò)程示意圖。裝置開(kāi)始運(yùn)行后，進(jìn)入步驟IO，檢測(cè)活塞東 、南、西、北四個(gè)方向偏離高度；
然后進(jìn)入步驟ll，計(jì)算活塞傾斜角度、幅度及方位； 進(jìn)入步驟12，比較活塞直徑方向最高點(diǎn)與最低點(diǎn)距離差；
進(jìn)入步驟13，距離差大于30mm時(shí)，進(jìn)入步驟14，由人機(jī)界面HMI發(fā)出預(yù)報(bào)警，通知操作 人員注意活塞狀態(tài)；否則返回步驟10;
繼續(xù)步驟15，距離差大于40mm時(shí)，進(jìn)入步驟16，發(fā)出一般報(bào)警并關(guān)閉入口閥門(mén)，待穩(wěn)定 之后再打開(kāi)入口閥；否則返回步驟10;
繼續(xù)步驟17，距離差大于50mm時(shí)，進(jìn)入步驟18，發(fā)出嚴(yán)重報(bào)警并關(guān)閉入口閥門(mén)，通知技 術(shù)人員及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)處理情況。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞傾斜檢測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，在煤氣柜活塞頂面安裝四個(gè)底部互通、頂部開(kāi)放的垂直管，四個(gè)垂直管在煤氣柜活塞頂面的位置點(diǎn)呈正方形，該正方形的中心為煤氣柜活塞頂部上平面的圓心；所述四個(gè)垂直管內(nèi)安裝智能微差壓變送器，并注入不易揮發(fā)的液體，所述四臺(tái)變送器信號(hào)引至計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)計(jì)算出活塞的傾斜角度、幅度及方位，并在人機(jī)界面上顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞傾斜檢測(cè)預(yù)警裝置，其 特征在于，所述四個(gè)垂直管在煤氣柜活塞頂面的位置點(diǎn)在煤氣柜活塞的圓周上。
全文摘要
本發(fā)明涉及干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜活塞的傾斜程度以及傾斜方位的在線檢測(cè)及安全預(yù)警。其特征在于，在煤氣柜活塞頂面安裝四個(gè)底部互通、頂部開(kāi)放的垂直管，四個(gè)垂直管在煤氣柜活塞頂面的位置點(diǎn)呈正方形，該正方形的中心為煤氣柜活塞頂部上平面的圓心；所述四個(gè)垂直管內(nèi)安裝智能微差壓變送器，并注入不易揮發(fā)的液體，所述四臺(tái)變送器信號(hào)引至計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)計(jì)算出活塞的傾斜角度、幅度及方位，并在人機(jī)界面上顯示。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，傳感器通用且數(shù)量少，投資省，精度高，性能穩(wěn)定，易操作且維護(hù)工作量極小，是一種全新的解決方法，可在實(shí)踐中獲得廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)F17B1/14GK101451646SQ20081030664
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者磊 萬(wàn), 代玉平, 何立音, 健 強(qiáng), 錢(qián)寶能 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司