端面熱電阻在高爐爐皮測溫上的應用

[摘要]煉鐵高爐到爐役后期,爐缸已腐蝕嚴重,原爐體測溫用熱電偶大部分巳損壞并無(wú)法修復;采用端面熱電阻組成的測溫系統,快速地檢測爐皮的溫度,能間接反映內部陶瓷杯的腐蝕情況,在實(shí)際應用中取得了很好的效果。
1前言
      煉鐵高爐生產(chǎn)運行到了爐役后期,原設計爐缸測溫使用的預埋式熱電耦大部分已經(jīng)損壞并且無(wú)法修復。由于爐役后期爐缸內陶瓷杯侵蝕嚴重,在沒(méi)有爐缸測溫系統的情況下,高爐運行人員無(wú)法掌握爐缸的腐蝕情況,生產(chǎn)運行具有很大的盲目性和危險性。若生產(chǎn)調整不當,則有穿爐的危險。為彌補這一缺陷,可以通過(guò)檢測爐缸外皮的溫度,間接反映內部磚襯的溫度變化,從而有效監測高爐爐缸的狀態(tài)。
2端面熱電阻的使用
      端面熱電阻的感溫元件由特殊處理的絲材(銅或鉑)繞制,緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比,更能快速地反映被測端面的實(shí)際溫度,在軸瓦測溫中得到廣泛應用。在爐皮測溫系統中選用的端面熱電阻型號為WZPM-201,分度號為Pt100,測量范圍-150~.300℃,熱響應時(shí)間小于10s,導線(xiàn)長(cháng)1000mm。
(1)安裝方法:WZPM--201型端面熱電阻自帶壓緊彈簧和外螺紋固定件,安裝前需要制作與固定件配套的帶內螺紋的底座。在厚度40mm的爐缸外皮先鉆直徑8mm,深5mm的測量孔,將底座焊接在測量孔上,然后將端面熱電阻通過(guò)固定件擰在底座上即可,這種安裝方式借助彈簧彈力,使測溫端和被測物體緊密接觸,測溫速度快,測量精度高,具體安裝方式如圖1所示。

(2)爐缸測點(diǎn)分布:為全面檢測爐缸外皮的溫度變化,在爐缸2至4段冷卻壁之間布置三層測溫點(diǎn)，每層20個(gè)測點(diǎn),各層間采用交錯排列,確保對爐缸溫度進(jìn)行全面監測。測點(diǎn)分布如圖2所示。

3接線(xiàn)方式選擇及測溫系統組成
      目前熱電阻接線(xiàn)方式主要有兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制和四線(xiàn)制三種。兩線(xiàn)制引線(xiàn)方法簡(jiǎn)單，但連接線(xiàn)存在引線(xiàn)電阻,測量精度較低;四線(xiàn)制是在熱電阻的根部?jì)啥烁鬟B接兩根導線(xiàn),其中兩根引線(xiàn)專(zhuān)為熱電阻提供恒定電流,這種引線(xiàn)方式可完全消除引線(xiàn)的電阻影響,但投資較大;三線(xiàn)制是在熱電阻的根部的一端連接--根引線(xiàn),另一端連接兩根引線(xiàn),這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線(xiàn)電阻的影響,是工業(yè)過(guò)程控制中的常用的接線(xiàn)方式,因此選擇三線(xiàn)制接法"。采用三線(xiàn)制接法與模塊的接線(xiàn)圖如
圖3所示四:
      該測溫系統以端面熱電阻為檢測元件,經(jīng)屏蔽電纜接人模塊,該模塊通過(guò)背板總線(xiàn)與S7--300CPU連接。再經(jīng)過(guò)PLC內部程序處理,將測點(diǎn)溫度值輸出到上位機Wince系統畫(huà)面,從而實(shí)現爐缸外皮溫度的實(shí)時(shí)監控。同時(shí),為每個(gè)測溫點(diǎn)建立歷史曲線(xiàn)",便于對各點(diǎn)溫度變化趨勢進(jìn)行分析對比。

4效果與結論;
      采用端面熱電阻組成的爐皮測溫系統,安裝方便,能正確快速地反映爐皮的實(shí)際溫度,在原測溫點(diǎn)損壞的情況下，可以通過(guò)檢測外皮的溫度,間接反映爐內磚襯的溫度變化,從而有效監測高爐爐缸的狀態(tài),避免鐵水穿爐事故的發(fā)生,在實(shí)際應用中取得了很好的效果。