Пристрій для виявлення пошкоджень в системі охолодження доменної печі

1. Пристрій для виявлення пошкоджень в системі охолодження доменної печі, який містить в собі датчики температури, установлені попарно на вході і виході водоохолоджувального елемента доменної печі, аналого-цифровий перетворю вач, контролер та пристрій індикації та сигналізації, який відрізняється тим, що додатково містить в собі датчик витрати води, установлений на виході водоохолоджувального елемента і виконаний у вигляді термоанемометра з джерелом живлення, розрахованим на нагрів чутливого елемента термоанемометра до температури, вище максимально можливої температури води на виході з водохолоджувального елемента. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що чутливий елемент термоанемометра виконаний у вигляді напівпровідника. Корисна модель відноситься до чорної металургії, а саме до пристроїв для виявлення пошкоджень водоохолоджувальних елементів доменної печі: холодильників та фурм. Виявлення пошкоджень в системі охолодження доменних печей є одним із складних питань експлуатації доменної печі, що обумовлено великим числом охолоджувальних елементів та значними протяжністю і розгалуженням комунікацій. Несвоєчасне відключення пошкодженої трубки холодильника часто призводить до виходу із ладу всього вертикального контуру холодильника в наслідок закупорки його через місце пошкодження шихтовими матеріалами або продуктами плавки, а в разі попадання з пошкодженого холодильника великої кількості води в піч може виникнути аварійна ситуація. В основі традиційних методів виявлення пошкоджень охолоджувальних елементів доменної печі лежить можливість фіксувати або попадання пічних газів в систему охолодження, або попадання охолоджувальної води в піч. В відповідність з цим існують два види пристроїв: одні пристрої примінюються тільки для печей, у яких тиск пічних газів більший, ніж тиск води в системі охолодження, другі - для печей, у яких тиск пічних газів менше тиску води. Універсальних пристроїв виявлення пошкоджень на цей час не існує. Відомий пристрій для виявлення пошкоджень водоохолоджувальних елементів доменних печей, який має в своєму складі мідні термометри опору типа ТСМ-50, установлені попарно на вході і виході водоохолоджувального елемента, аналого-цифровий перетворювач, контролер та пристрій індикації і сигналізації [див. Наука - производству. Сборник статей, Киев 2003г.]. Цей пристрій використовано в якості прототипу. Використання датчиків температури, установлених на вході і виході водоохолоджувального елемента, дозволяє регіструвати зміну в часі різниці температур і сигналізувати в разі перевищення цієї різниці максимально допустимої. Однак, як показала практика експлуатації доменних печей, різниця температур на вході і виході таких водоохолоджувальних елементів як холодильники доменної печі не завжди є достатнім показником для виявлення пошкодження. Це пов'язано з тим, що по різним причинам кількість води, що 00 LO СО 7658 надходить до того чи іншого холодильника, різна. Різною буде і тепловіддача від них. І якщо в холодильник, що розташований в місті, де тепловий потік із-за прогару кладки печі перевищує допустимий , надходить більше води, ніж в інші, то різниця температур на вході і виході холодильника може і не перевищувати допустиму норму. Але це ще не свідчить про відсутність пошкоджень. З другого боку, датчики температури будуть фіксувати різницю температур на вході і виході холодильника, більшу за допустиму норму, і в тому разі, коли по різним причинам на вхід холодильника, надходить води менше норми. Але цей факт ще не говорить про прогар кладки печі або холодильника. Таким чином, виявлення пошкоджень тільки по різниці температур на вході і виході холодильника не завжди є ефективним. В основу корисної моделі поставлена задача: удосконалити пристрій для виявлення пошкоджень водоохолоджувальних елементів доменної печі шляхом доповнення пристрою елементами, реагуючими на зміну в часі кількості тепла, яке відбирає вода. Зміна тепловіддачі є показником , який більш достовірно характеризує становище системи охолодження. При цьому пристрій мусить бути універсальним, тобто придатним як для печей, у яких тиск пічних газів більше, ніж тиск охолоджувальної води, так і для печей, у яких тиск пічних газів менше, ніж тиск охолоджувальної води. Суть корисної моделі полягає в тому, що пристрій для виявлення пошкоджень в системі охолодження доменної печі, який містить в собі датчики температури, установлені попарно на вході і виході водоохолоджувального елемента, аналого-цифровий перетворювач, контролер та пристрій індикації і сигналізації, додатково має датчик витрати води, установлений на виході водоохолоджувального елемента. Датчик являє собою термоанемометр з джерелом живлення, розрахованим на нагрів чутливого елемента вище максимально можливої температури води на виході з водоохолоджувального елемента. Загальними з прототипом суттєвими ознаками корисної моделі є: - датчики температури, установлені попарно на вході і виході водоохолоджувального елемента, - аналого-цифровий перетворювач, - контролер, - пристрій індикації і сигналізації. Відмінними від прототипу суттєвими ознаками корисної моделі є: - наявність датчика витрати води, установленого на виході водоохолоджувального елемента, - виконання датчика витрати води у вигляді термоанемометра з джерелом живлення, розрахованим на нагрів чутливого елемента термоанемометра до температури вище максимально можливої температури води на виході з водоохолоджувального елемента. Альтернативною ознакою корисної моделі є виконання чутливого елемента термоанемометра у вигляді напівпровідника. Між суттєвими ознаками корисної моделі і технічним результатом - підвищенням ефективності пристрою - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступними доводами. Дійсно, як було показано вище, використання для виявлення пошкоджень в системі охолодження тільки датчиків температури не забезпечує надійного контролю за становищем водоохолоджувальних елементів. І тільки сумісне застосування датчиків температури і датчиків витрати води дозволяє контролювати узагальнений показник - зміну в часі потужності теплового потоку води, яка виходить із охолоджувального елемента доменної печі. Корисна модель пояснюється кресленням, на якому приведена структурна схема пристрою. Пристрій має датчики температури і і 2, які установлені відповідно на вхідному 3 і вихідному 4 патрубках водоохолоджувального елемента 5, і датчик витрати води, виконаний у вигляді термоанемометра 6 з чутливим елементом 7, виконаним у вигляді напівпровідника, і джерелом живлення 8. До складу пристрою входять також два аналого-цифрових перетворювача 9 і 10, один з яких працює в діапазоні 0-5 В, а другий в діапазоні мілівольт, пристрій контролю і керування (микропроцесорний промисловий контролер) 11, пристрій індикації і сигналізації 12 і персональний комп'ютер 13. Пристрій працює наступним чином. Охолоджувальна вода проходить послідовно через вхідний патрубок 3, охолоджувальний елемент 5 і вихідний патрубок 4. При справності охолоджувального елемента 5 різниця температур, які фіксуються датчиками температур 1 і 2, постійна. Постійним буде і витрата охолоджувальної води, яка фіксується датчиком витрати 6. Електричні сигнали від датчиків температури 1 і 2 і датчика витрати води 6 надходять до аналогоцифрових перетворювачів 9 і 10, а від них - до пристрою контролю і керування 11. В результаті обробки сигналів пристрій контролю і керування 11 видає інформацію про теплову потужність потоку води, яка відходить від охолоджувального елементу 5, а також інформацію про різницю температур на його вході і виході та про витрати води. Незмінність в часі цих трьох показників свідчіть про справність охолоджувального елементу печі. Різке підвищення теплової потужності є фактором, який сигналізує про прогорання холодильника чи фурми. В той же час можлива ситуація, коли при стабільній тепловій потужності різниця температур, яка фіксується датчиком температури 1 і 2, підвищується, а витрати води, яка фіксується датчиком витрати 6, зменшується. В цьому випадку необхідно усунути причину, яка перешкоджає надходженню номінальної кількості води в охолоджувальний елемент, або усунути причину, яка призвела до прогару холодильника або фурми. 7658 ii 10 ІЗ Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601