高炉煤粉喷吹支管状态监控系统

目前国内外主要采用温差法，即根据煤粉温度高于环境温度的工况开发高炉喷煤支管的状态监控系统。对封闭环境下的高炉喷煤支管该方法具有一定适用性。但是，对于处于室外环境下的喷煤支管，由于季节、风向、环境温度对不同位置的喷煤支管影响不同，温差法不再适用。同时，温差法具有响应速度慢的缺点。

本文介绍了一种新型的高炉煤粉喷吹支管状态监控系统，即通过在线检测各风口支管煤粉的浓度与速度，对各支管在喷吹中的堵塞、空喷、停喷以及输送不畅等非正常状态进行在线监控，并能够在线提供各支管喷吹煤粉质量流量分配指示。

煤粉在高炉喷煤管道的输送属于气固两相流的范畴。针对电容式传感器存在的检测场均匀性和测量灵敏度等问题，对于风口各支管煤粉浓度的测量，采用带有对称边保护电极的螺旋形状表面板电容式相浓度传感器，通过四个极板同时沿管道方向扭转180°，产生旋转检测场，以改善电容传感器的“软场效应”，减少传感器受流型变化的影响。速度传感器采用一对表面极板电容式传感器，通过计算上、下游间速度传感器流动噪声信号的互相关函数，获得两个传感器之间距离的渡越时间，进而计算出煤粉的流动速度。

本方法适用于单管路加分配器系统，同时适用于多管路喷煤系统。该系统由东北大学与宝钢合作完成，2000年底完成6个支管的安装与调试，2001年8月投入全部36个支管。该系统采用单片机进行数据采集，通过485总线的方式进行传输，工控机进行数据分析和状态判断，具有记录与多重报警功能。目前该系统已在宝钢正常运行。

本系统通过在线测量各支管喷吹煤粉的浓度与速度进行状态监控，具有响应速度快的特点。同时，各喷煤风口支管检测装置一致性好，能够准确指示出各风口支管喷煤的质量流量，保证喷煤系统均匀喷吹。