張二利

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠， 河北 宣化 075100）

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）煉鐵廠1 號高爐（2 500 m3）于2008 年3 月15 日點(diǎn)火生產(chǎn)，在線運(yùn)行11 a，高爐已處于爐役后期，原設(shè)計(jì)爐缸測溫使用的預(yù)埋式熱電偶部分損壞并且無法修復(fù)，近兩年鐵口附近區(qū)域爐缸碳磚溫度階段性大幅度升高，爐缸侵蝕加劇，在沒有爐缸測溫情況下，作業(yè)區(qū)只能通過人工定時測量爐皮溫度掌握其變化情況。同時，高爐7 段31 號冷卻壁采用鉆孔方法安裝柱形銅冷卻柱的區(qū)域，由于其灌漿造襯使用周期短，時常出現(xiàn)溫度超標(biāo)現(xiàn)象，也必須定期測定爐皮溫度，以掌握其溫度變化趨勢。由于爐體區(qū)域現(xiàn)場復(fù)雜且煤氣含量較高，存在安全隱患，也不能實(shí)時掌握其溫度變化情況，不利于生產(chǎn)操作的正常進(jìn)行。

為彌補(bǔ)這一缺陷，1 號高爐通過安裝爐皮測溫預(yù)警系統(tǒng)，將爐皮溫度信號實(shí)時傳輸?shù)礁郀t主控室電腦主機(jī)，給操作人員實(shí)時掌握爐體工作狀況增添了重要參考依據(jù)，為高爐長壽高效安全生產(chǎn)提供了保障。

1 爐皮測溫系統(tǒng)簡介

該系統(tǒng)采用無線爐皮測溫預(yù)警，是專門針對煉鐵高爐、熱風(fēng)爐等爐皮進(jìn)行溫度實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)，它針對現(xiàn)場實(shí)際情況，采用無線傳感器方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，具有測溫點(diǎn)隨意移動、無連接線、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點(diǎn)。通過對爐皮進(jìn)行溫度監(jiān)控和趨勢變化分析進(jìn)行安全監(jiān)測和預(yù)警，最大程度了保證高爐安全生產(chǎn)的運(yùn)行。

無線爐皮溫度預(yù)警系統(tǒng)屬成熟系統(tǒng)，已經(jīng)在國內(nèi)外眾多高爐得到應(yīng)用，無線信號傳輸采用了先進(jìn)的無線通訊技術(shù)，實(shí)時在線監(jiān)測爐皮的溫度變化，并形成曲線圖、切面圖、柱狀圖等，當(dāng)超出設(shè)定值時發(fā)出聲光報(bào)警，便于及時的采取防護(hù)措施，有利于安全生產(chǎn)，降低工人勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2 實(shí)際應(yīng)用過程

經(jīng)過前期詳細(xì)測量、統(tǒng)計(jì)、分析，由高爐作業(yè)一區(qū)技術(shù)人員會同廠家安裝調(diào)試工作人員現(xiàn)場勘測，最終確認(rèn)爐缸部位測溫點(diǎn)20 個，7 段31 號冷卻卻壁處測溫點(diǎn)21 個，采用無線溫度傳感器，如圖1，安裝在爐皮外側(cè)，如圖2，然后通過無線溫度采集儀，如圖3，再經(jīng)通訊線路傳輸至主控室電腦主機(jī)，如圖4 所示。通過實(shí)時檢測爐皮溫度變化趨勢，間接反映內(nèi)部磚襯的溫度變化，有效監(jiān)測高爐爐缸工作狀態(tài)；也可幫助生產(chǎn)操作人員及時發(fā)現(xiàn)爐皮熱點(diǎn)和裂縫、爐皮發(fā)紅現(xiàn)象，并給出報(bào)警，保障高爐安全運(yùn)行。

圖1 T218W-HJ 無線溫度傳感器

圖2 傳感器現(xiàn)場安裝圖

圖3 無線溫度采集儀

圖4 預(yù)警系統(tǒng)主機(jī)顯示

1 號高爐爐皮測溫預(yù)警系統(tǒng)成功投用，給操作人員實(shí)時掌握爐體工作狀況增添了重要參考依據(jù)，為高爐長壽高效安全生產(chǎn)提供了保障。

3 應(yīng)用效果

爐身7 段爐31 號冷卻壁處為微型銅冷卻器安裝處，此處主要靠定期灌漿造襯維持工作，局部氣流極易引發(fā)該處爐皮燒紅事故。爐皮在線測溫系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警值為50 ℃，該系統(tǒng)自應(yīng)用以來，監(jiān)測到數(shù)次局部溫度超標(biāo)，爐內(nèi)提前減風(fēng)控制，避免了爐皮燒紅及其他嚴(yán)重事故的發(fā)生。圖5 為2019 年12 月6 日2：43 溫度點(diǎn)最高上至101 ℃，報(bào)警后爐內(nèi)減風(fēng)300 m3/min，30 min 后該點(diǎn)溫度逐步恢復(fù)正常，圖6為爐內(nèi)減風(fēng)操作趨勢。

圖5 七段爐皮溫度升高趨勢

圖6 爐內(nèi)減風(fēng)操作趨勢

4 使用評價

目前1 號高爐處于爐役后期，高爐本體及熱風(fēng)爐均出現(xiàn)不同程度局部溫度超標(biāo)現(xiàn)象，及時掌握關(guān)鍵點(diǎn)處溫度變化趨勢，采取相應(yīng)措施是保證安全生產(chǎn)重點(diǎn)。采用爐皮溫度監(jiān)測能及時捕捉高爐爐皮的溫度變化，爐皮測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)的無線傳輸功能避免了施工及鋪設(shè)電纜等不適合爐役后期的麻煩，極大地方便了現(xiàn)場的快速安裝，檢測裝置即插即用，且能夠及時捕捉溫度變化，可以完全滿足現(xiàn)場要求。另因磁吸式以及無線傳輸?shù)奶匦裕诂F(xiàn)場使用中充分發(fā)揮了其可移動式的特性，即哪里需要就放哪里，對及時監(jiān)控高爐重點(diǎn)易升溫區(qū)域提供了便利，同時再輔之以軟件智能化的操作，真正實(shí)現(xiàn)了最小投資最大收益的目標(biāo)，是非常適合爐役后期監(jiān)測爐皮溫度實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的方式[1]。

5 結(jié)語

無線傳感器方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，具有測溫點(diǎn)隨意移動、無連接線、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點(diǎn),不僅能彌補(bǔ)電偶布置的不足或后期電偶損壞無法恢復(fù)的缺陷，而且由于此類儀表的經(jīng)濟(jì)性好，安裝維護(hù)便利，還可廣泛應(yīng)用于鐵口、風(fēng)口、直吹管；熱風(fēng)爐球頂、熱風(fēng)出口、熱風(fēng)圍管等高溫區(qū)域，通過對爐皮進(jìn)行溫度監(jiān)控和趨勢變化分析進(jìn)行安全監(jiān)測和預(yù)警，為高爐爐役后期提供了準(zhǔn)確實(shí)用的監(jiān)測手段，最大程度了保證高爐安全生產(chǎn)的運(yùn)行。