高炉喷粉煤用的流速传感器.docx

1、高炉喷粉煤用传感器作者，括国潇项钢铁厂（现就救于金山Dongeui大学材浙工程余）(310022)译者:吕杏春杭州铜铁厂技术处，杭州校对；朱连氏浙江省冶金研究院,杭州（310007冬.娉*加知以.施囹兄在给高炉喷焦和喷煤时,为了节约能源则可以提高煤对焦的比例。比方说，生产一吨铁水给高炉喷吹煤粉120公斤。为了节省更多的能源可以把吨铁喷煤量提高到150公斤。再提高比例就难了。因为必须将煤粉经过34根细管均匀地喷入高炉，有时管道被煤粉堵塞不通，因此无法确定正在喷入的煤的数量。然而采取控制换气和排气的办法均匀喷煤粉则是可以保持的。倘若冷却速度比规定的比值小，就会发出将要堵塞的信号，或者发出喷煤比动态

2、问题的警告。通过打开排气阀并清洁喷吹煤粉的管道，堵塞问题则可得到解决，一般采用倒鼓风办法。其最大流速将可保持90%。流速低时，程序操作者就将该管排气阀打开，使排气提高到最高速度。如果冷却速度比规定的数值高，程序操作者则打开排气阀，将冷却速度降至80%。排气可将喷煤的流速控制在80%100%之间。为了调节换气阀和排气阀需要有喷吹煤的流速数据。人们已开发了好几种喷煤用的流量计。用堵塞传感器来测虽喷煤管表面温度，因为喷煤温度在60C左右，管子的温度能够表示管子是否受堵。假如温度不到40C,则表示管子堵塞了，但这仅表示堵塞还不历害，所以还需要开发出一种新型的流速传感器来表示喷吹的煤粉的流速。对正常的流

3、动，管子的表面温度则要保持在60。如果用电将部分管子加热到150C,则管子的温度在暂停供电之后将要降到60C.冷却速度取决于煤粉喷吹流速。从这一观点出发，人们设计了种新型的煤粉喷吹流速传感器并通过了检测。2冷却截面的计算如图1所示，喷煤管用加热环夹持。假设加热的环其起始温度To为140C左右，喷煤管的起始温度Tp为60C左右。该计算的边界条件:媒粉的流速V不为零。管子从热环吸收的热量为Qi，这可用下面的关系式表示：dQ1/dt=hAAT（1）式中：h-热转换系数;A接触面积Gr0L）；0喷煤管的直径（34mm）,L-环长（120mm）MT-热环和管子之间的温差（T（t）-Tp）；rnrT(t)

4、一时间函数的热环温度;t一时间。h=(K/0)Nu(2)式中：NuNussel数Nu=0.023Re0,Pr,/,(3)在方程式(3)中Re是Reynolds数Re=pv0/p(4)式中：叶空气和煤粉混合料的密度;V流速；四一空气和煤粉混合料的粘度;Pr为Prandtl数,Pr-v/a(5)式中，V-固体力学粘度，a一热扩张系数；现在可用式(2)(5),将方程式(1)简化为：dQi/dt=Cv°*AT(6)式中，C一任意常数其次热环给管子的热SQ,dQz/dt。一mepdT(t)/dt(7)式中：m热环的重量;Cp-热环的热能。因为dQi/dt=dQz/dt所以Cv°-4A

5、T=mCpdT(t)/dt(8)又因为T=Tt)-60C一KtA8dtuTs60-ldtE(9)式中：K=C/mCp用积分方程式(9),设T(o)=140r-Kv。=In(T(D-60(140-60)(10)所以T(t)=60+80exp(-Kv°'t)(11)方程式(11)即为140C环的冷却速度取决于喷吹煤粉的流动速度，假若喷煤速度高则冷却速度也高.3试验程序喷煤管则由一个长120mm,厚43imn的铝质环夹住.如图所示,该环的一边有6个洞孔用来加热元件，另一边有1个孔，用来放置热电偶，加热器的孔经为5mm,热电偶孔的直径为3.2mm.洞孔位于距喷煤管的表面21.5mm.

6、图2表示喷煤用新型流速传感器和排气箱.图3所示为传感器及其控制系统的布局。图1喷煤用的环状流速传感器图2新型流速传惑器和排气冏的啧燃装置程序操作者把环加热到160C,并测定环温.如果冷却速度低于规定值，这表示有堵塞现象，或者存在着喷吹煤粉的流动态的问题。如果堵塞.程序操作者则打开换气阀并将喷煤管弄干净.排气采用倒鼓风的方法,按最大速率的90%保持流动速度,在流速低的情况下,程序操作者则关上该管子的换气阀，然后使其达到最高流速。如果冷却速率高于规定值序者操作则要打开换气阀，然后让气流降至最高速率的80%,排气能使喷煤流速降下来,图4所示为程序操作者的工作序列。环加热到160。之后,POSCO的光

7、阳钢铁厂测试了环的冷却速度。I!ir估号处房岩I?132(32隽艾»IlD.CX34EA编入LII,1111号网垸彳；图3.用于控制传感器和阀门的装置处理器BLOCKAB|cDEF高混点(C)-(H)1号传雄尊温度曲线低温点(L)(温度)Y、/A11Bc-1C低速气流处理声信号低耀值号ON任温信号ON高沮信号ON高温信号OFF低添倍与ON任温信号OFF高低数值调叠】号嫌电辱ONOFFOFFOFFONOFF2号堆电昏OFFOFFONOFFOFFOFF低温信号3号继电费ONONOFFOFFOFFON蜘热器开美传感部|传。器加热传骆畀加焦以D.CDECREASECOUNTriMECHECb

8、高-任TIMECHECKSAVE过程电脑ft据图4.装置程序处理器的工作序列4.结果和讨论图5中实心的圆表示夹住正常喷煤管环温数据，空心的圆则表示受堵塞的管子.在如热之前,夹住正常的喷煤管的环温为60C冷却期间温度从高点（140*0降至低点（100-0.在正常速度下，只要5.3分钟,而受堵塞的管子所需时间13.8分仲，环的冷却速度则取决于喷吹的流速。artooooo020806()1108、(09.(w.N、I302520SO时间分时）图6两个环在冷却过程中的对敷曲线图6两个环在冷却过程中的对敷曲线图5.加热和冷却期间两个环温曲线图6表示了冷却对数曲线。把方程式（10）和图6进行比较，Kvoe=0.15147,如果提高煤粉速度比，则斜线的绝对值Kv。,就将增加因此，可以凭籍Kv。,和方程式（11）计算出如图5所示的其它喷煤流速的冷却曲线.如果温度从140C降至100C所需的冷却时间测出了，喷煤的流速就可以示出来了。流速数据控制着排气阀并保持着对34根管子均匀的喷煤流速。5.结为了让34根管子保持均匀的喷煤流速，有人设计了一种流速传感器并对之加以测试.在-给夹持喷煤管的热环加热之后，随之