减少转炉煤气柜柜位误差

５０　冶全　２０１７年２月　第一期　减少转炉煤气柜柜位误差　盛　辉　（宁波钢铁有限公司　宁波３１５８０７）　摘要：铜铁的转炉煤气系统是企业副产煤气二次能源的主要组成部分，对转炉煤气发生量和消耗量及煤　气柜柜位准确检测，可以改变煤气系统平衡状态，制定合理煤气调度方案，减少煤气放散，降低钢　铁企业能耗　本文结合煤气柜运行工艺要求，对转炉煤气柜柜位检测系统进行了误差分析，并制　定了改进措施。　关键词：煤气柜；柜位仪；误差；改进；检测　Ｕ　日Ｕ舌　柜容为８００００ｍ３　气柜由侧板、底板、柜顶、活塞、Ｔ　型挡板、调平装置、柜体放散系统、柜体给排水器等　部分组成，如图１所示。　煤气是冶金生产的副产品和重要能源，生产和　使川　大。冶金煤　ｔ柜主要有焦炉煤气柜、高炉煤　气村ｉ、转炉煤气柜。炼焦炭时生产的煤气叫焦炉煤　气：将焦炭送到高炉去炼铁，它是作为还原剂使用　的，把铁矿石中的铁还原出来，焦炭就生成了煤气　——高炉煤气；还原过程中有很多的炭侵入，铁中　含炭高，需要脱炭，脱炭即为炼钢，脱炭过程中产生　ｒ煤气——转炉煤气。煤气柜是煤气回收系统巾　＿的重要设备之一，主要用于存储回收的各种煤气，　以便供给用户成分和压力稳定、质量合格的煤气。　煤气　的主要作　是当高炉、焦炉、转炉煤气管网　中煤气　力高于规定值时，即管网巾煤气过剩，气　便允气，仔储煤　；　煤气管网　｝ｌ煤气压力低于　图１　８万立方米转炉煤气柜　规定值时，即管网ｒｔｒ　煤气欠缺，气拒便排气，释放煤　气，以保　煤气管网的稳定运行。　２转炉气柜工艺流程　转炉煤　＿（净化系统一＿Ｉ通阀一转炉煤气　一　电除尘器一煤气加压机一川户。煤气　允经过一　次净化系统，转炉煤气含尘　小于等于ｌ【ｘ）ｎ　ｍ　，　ｌ　宁钢转炉煤气柜构成　宁钢８万立方米转炉煤气　的　式为橡胶薄　膜密封ｆ式煤气÷ｆ：｝　，拒体为圆柱形，仡柜体下端　活塞川边用柔性橡胶薄膜连接，活塞与橡胶薄膜町　随煤气的充入或放出ｌｆＩｆ升降。橡胶薄膜为３ｎｍａ厚　的合成橡胶，外侧为耐大气的氯ｒ橡胶，内侧为耐　煤气的丁氰橡胶。活塞最大升降速度为５ｍ／ｍｉｎ，　储气压力为３ｋＰａ，』　力波动为５００Ｐａ～７００Ｐａ，最大　压力为６５００Ｐａ，平均热值约为２０００～２２００＿ｒ’卡／立　方米，再被送入缓冲转炉煤气恒，从转炉煤气杠ｉ出　来的煤气经过电除尘器，使煤气的含　毓降到　１０ｍｇ／ｍ３以下，净化的煤　Ｃ经煤气加压机加Ｊｆｉ至　１２ｋＰａ后送至用户。图２为　柜的检测　刊窄制系　统　．　２０１７年２月　第一期　减少转炉煤气柜柜位误差　５ｌ　图２　８万立方米煤气柜检测与控制系统　转炉煤气柜是全厂动力设备的一个重要设备，　随着煤气发生量和消耗量的波动，煤气柜不断吞吐　煤气，保证管网压力的稳定。煤气柜随着煤气的吞　吐自动运行，中控室通过设在煤气柜上的柜位仪进　行遥测和监视，并控制煤气柜进出口阀门，所以准　确测量煤气柜位对稳定管网压力，保证正常生产及　控制煤气放散都至关重要。　需要对有关参数进行设定，如测量介质、反应速度、　传感器类型、单位、测量范围、报警值、输出信号类　型等。在煤气柜柜顶安装空气传导型超声发射器　和接收器，只要测量出发射波和接收波之间的时间　问隔，就可以测出探头到气柜活塞的距离，根据距　离乘以气柜底面积就能计算出现在的柜位。这种　非接触式的检测方式在应用上比较稳定，也未出现　过大的偏差。而我公司另外一种检测柜位的方式　３宁钢煤气柜柜位检测仪表概述及　问题分析　目前宁钢高、焦、转炉煤气柜柜位测量采用两　套柜位仪检测装置，组成冗余检测系统，保障煤气　柜安全稳定运行。其中一套采厢超声波柜位仪检　测，由安装在柜顶的“换能器”检测活塞距柜顶的距　是采用旋转编码器测量气柜活塞直线位移，计算出　柜位。　３．２绳式物位计测量原理　气柜的柜容仪表由“旋转编码”、“隔离放大器”　和“柜位指永表”组成。“柜位指示表”为“隔离放大　器”、“位置变送器”提供电源。当气柜活塞上下移　动时，固定在活塞顶部的“钢索”及位于气柜外部的　“齿轮机构”，把上下方向的直线运动改变为齿轮转　动，使与“齿轮机构”同轴连接的“旋转编码”同方向　转动，并发出与转动方向相对应的正或负脉冲信　号。脉冲信号通过“隔离放大器”放大，被送入“柜　位指示表”显示柜容／柜位。如图４所示编码器的　转轴通常与被测轴连接，随被测轴一起转动，可以　离，通过屏蔽电缆把信号传送到二次显示表．如图３　所示。　Ｉ换能器一｝柜位指示ｌ　图３超声波柜位仪原理图　３．１超声波物位计测量原理　超声波物位计是利用回波测距原理『［作的，它　是一种非接触、连续测量的仪表。二次表在使用前　５２　，ｌ｝全　２０１７年２月　第一期　连续发出脉冲信号。单个脉冲信号就是得到一个　位移偏移量，通过微型计算机进行数据运行后，根　据所选定的现实项目柜位、速度值，输出相应４ｍＡ　～３．３转炉煤气柜柜位仪误差统计　在宁钢煤气柜应用中超声波比较稳定，未出现　柜位较大误差，而编码器检测柜位装置在运行过程　中出现了大的误差，而且出现频率较高，柜位运行　趋势如图５所示。　２０ｍＡ电流值，在传送给ＰＬＣ进行柜容转换，得到　实际的柜位值。　｛编码器ｌ—ｌ隔离放大器ｌ—ｌ柜位值ｌ　图４绳式柜位仪检修原理图　蕾簟—一蕴ｉ■簟盛蠢—ｉ露　■　霜ｉ簟厦　霜髓圈ｉ幢萱图５　超声波柜位仪和绳式柜位仪运行趋势图　从　５可以看出，绳式柜位对比超声波柜位以　出现一定大小的偏差，而且这个偏差随着运行时问　的推移一直会累加下去，最后越来越大，需要操作　瘟　豳　人员去调整二次仪表来完成绳式柜位的Ｉ　常检测　从运行趋势可以看出绳式柜位出现偏差的频次按　月统计见表１。　表１　绳式柜位仪误差统计次数　从统计表上得知，绳式柜位出现偏差频次为什　么在４月～７月会比其它几个月多了，由图６（宁钢　编码器安装示意图）可以看出，编码器安装在小滑　轮上，这种结构由于带动编码器的滑轮与柜容钢丝　绳接触只有一道钢丝绳（　８），摩擦力小，也易出现　钢丝绳在滑轮间“卡死”、“打滑”、“脱槽”的现象，尤　其是下雨天，雨水顺着钢丝绳溜进滑轮槽，更加减　小了摩擦力，因此在雨季绳式柜位出现误差频次会　增多，在宁波４月～７月雨水比较多，所以在这几个　月就出现误差频次多。　２０１７年２月　第一期　减少转炉煤气柜柜位误差　／　，，／　、　、、　ｌ　ｌ配重快　图６宁钢编码器安装示意图　绳式　化仪误筹大的原因分析如下：　Ｉ）编　５器ｆ｝１于安装　室外，下ｍ安装在编码器　３．４减少绳式柜位仪误差改进方式　改变编　５器安装力　将编码器安装到　顶　ｑｂ７００滑轮轴　（　００滑轮由于承载重，不会…现　径比　窬编码器滑轮大　打滑、脱精　象，另外　｝　的小滑轮（ｑｂ８０）承载轻容易｝』Ｊ现打滑，直接影响　剑根位测艟，出现大的偏差。　２）编码器转轴和被测的滑轮轴之问连接　同　心，长ＨＣｆ￣ｑ运行也会　现累计误差。　３）编码　长期安装审外，它的转轴部分容易进　６２０１ａｒｎ，在卡【ＩｌＩｄ的活塞升降速度下，∽００滑轮轴转　动的角速　就小，编码器的转速也会降低，Ｉ　Ｉ　会　大大减少编码器柜位洲　差。　入灰尘，导致编码器转轴卡涩，导致测量误差。　４）编码器被测轴只有一道钢丝绳与滑轮连接，　钢丝绳／１　能给油脂润滑，长时问使用过程巾，容易　断裂，导致编码器静止／ｆ　动，柜化ｆ｛Ｉ现大的误差。　５）连接编码器滑轮的配重块质潼轻，钢丝绳也　４改进编码器安装方式实施步骤　４．１编码器台架制作　编码器台架的作用为㈣定编码　，根据跏场实　际情况制作，完成后做好防腐　Ｉ　作，改造示意　如　７所示，、　容易ｆ｝ｌ现打渐，导致测｛ｉ｛＝误差偏大　．　图７　编码器台架改造示意图　５４　出　全　０Ｏ滑轮轴上加装编码器连接轴　２０１７年２月　第一期　２）安装编码器输出轴和与滑轮传动轴进行对　４．２　工）　１）ｃＤ７００滑轮轴承座端盖：１个（见图８，需加　中，偏差要小于０．５ｍｍ，这样防止在传动过程巾出　现累计误差。　３）在编码器上加装防雨罩，并在编码器输出轴　上注油防止锈死。避免雨水灰尘进人编码器转动　轴卡涩编码器，减少测量误差。　４．４改造后的编码器　编码器改造完成后如图Ｉ１所示。在绳式柜位　仪上二次仪表上设置参数，通过微型计算机计算出　煤气柜活塞位移，在显示表ＩｌＩ就能测量出现在柜位　指示。　图８端盖轴承开孔示意图　２）　００滑轮输出轴：１个（见图９，需加工）　厂ｃ　图ｌ１　编码器改造完成后效果图　４．５绳式柜位仪改造前后效果图对比　Ｃ—Ｃ　图ｌ２为绳式柜位仪改造前后效果　。可以看　图９滑轮输出轴示意图　４．３加装编码器　出，柜位仪运行稳定，气柜二套柜位检测装置（一套　超声波、一套绳式柜位仪）从趋势图看基本吻合，未　出现上述现象，解决了绳式柜位仪偏差问题，大大　减少了维护人员的工作量。　１）拆下滑轮轴承座端盖，用手电钻在滑轮轴上　开蝴．５ｍｍ的孔２０ｍｍ深，用　１Ｏ丝攻在其轴上攻　（套）丝，结束后将加工好的传动轴装在滑轮轴上如　图ｌ０所示。　Ｅ四　５结语　通过此次改造，不仅降低了柜位仪测量误差．　延长了煤气柜柜位仪的使用寿命，提高转炉煤气同　收利用率，而且大大降低了转炉冶炼能耗，并确保　了转炉气柜安全稳定运行，为工艺人员提供准确数　据。　中７０Ｏ请靶－　图ｌ０安装编码器图　减少转炉煤气柜柜位误差　（ａ）改造胁　（Ｉ，）改造　图１２绳式柜位仪改造前后效果图　收稿Ｅｌ期：２０１６　１０】０　审稿：李树学　编辑：潘君益　（上接第４３页）　参考文献　［Ｉ］董志乾．汽轮机调速系统用油的运行与维护［Ｊ　Ｊ．东北电　力技术，３００１（３）：１３～１４　金属盐打分解作用　５结语　抗燃油酸值、电阻半指标劣化足综合影响冈　素，一种指标的劣化鄙会影响其他性能，要保证抗　燃油系统的安全运ｉ　．必须加强　ｉ１１质状态指标定期　榆测．仃劣化倾向时，Ｊ）乏ｌｉｌ】‘处理，避免指标劣化　ｊｌ起　联锁　响汽轮饥　安ｌＡ运行、　ｆ２］单超，郑学明，徐进善．抗燃油的特性及劣化原因分析　［＝’１］．沈阳电力高等专科学校学报，２０００，２（１）：３～７　收稿日期：２０１６　０７—１２　审稿：姚学功　编辑：俞晓林