一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置、焦炉设备及测量方法

技术领域

本发明涉及炼焦技术领域，特别是涉及一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置及焦炉设备。此外，本发明还涉及一种应用上述装置的焦炉蓄顶吸力自动测量方法。

背景技术

在焦炉设备生产过程中，蓄顶吸力作为控制煤气、空气分配比的重要参数，一直是热工测量和调节的重点。在蓄顶吸力的控制值出现偏差时，煤气和空气的分配比将无法满足焦炉正常加热的需要，加热温度均匀性变差，严重时甚至会影响焦炉焦炭成熟度。

在现有技术中，每座焦炉设备约有200至250个蓄顶吸力测量点，每个测量点包括蓄顶吸力测量管和切断球阀，蓄顶吸力测量管连接蓄热室顶部，切断球阀安装在蓄顶吸力测量管上，切断球阀用于控制蓄顶吸力测量管的通断。工作状态时，保证各切断球阀处于关闭状态，在测量蓄顶吸力时，在蓄顶吸力测量管上施加斜形压力计，打开对应切断球阀，对每个点位的蓄顶吸力进行人工测量、记录，且完成测量后关闭切断球阀。

现有的焦炉蓄顶吸力人工测量方法可以达到焦炉加热调节的需要，但测量工作量大、数据滞后、劳动强度高，受现场空间狭小、作业区域为煤气区域等因素影响，安全风险较高。

因此，如何提供一种稳定高效的焦炉蓄顶吸力自动测量装置是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置及焦炉设备，通过控制器及切换阀实现各蓄顶吸力的自动化测量，替代人工操作降低劳动量，提升工作效率和安全性。本发明的另一目的是提供一种应用上述装置的焦炉蓄顶吸力自动测量方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置，包括多个蓄顶吸力支管、压力检测器和控制器，各所述蓄顶吸力支管的首端分别连接各蓄热室顶部，所述蓄顶吸力支管的末端连接所述压力检测器，每个所述蓄顶吸力支管上均安装有用于控制所述蓄顶吸力支管通断的切换阀，所述控制器通信连接所述压力检测器和各所述切换阀，所述控制器通过分别控制各所述切换阀的开闭以使各所述蓄热室依次单独连通所述压力检测器，且所述控制器记录所述压力检测器的检测结果。

优选地，包括吸力比对管，所述吸力比对管的首端连接标准蓄热室顶部，所述吸力比对管的末端连接所述压力检测器。

优选地，所述压力检测器具体为压力变送器，各所述蓄顶吸力支管末端共同连接所述压力变送器的正压室，所述吸力比对管的末端连接所述压力变送器的负压室。

优选地，各所述蓄顶吸力支管末端通过蓄顶吸力总管连接所述压力变送器的正压室。

优选地，所述蓄顶吸力总管连接有泄压管，所述泄压管上安装有泄压阀，所述控制器通信连接所述泄压阀并控制所述泄压阀的开闭。

优选地，包括多个所述蓄顶吸力总管，每个所述蓄顶吸力总管均连接多个所述蓄顶吸力支管。

优选地，每个所述蓄顶吸力总管连接10至15个所述蓄顶吸力支管。

优选地，所述控制器、所述泄压阀和各所述切换阀上设置有配对的无线传输模块。

本发明提供一种焦炉设备，包括如上述任意一项所述的焦炉蓄顶吸力自动测量装置。

本发明提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量方法，包括步骤：

关闭全部切换阀，打开泄压阀，使标准蓄热室通过压力变送器连通外界；

压力变送器获取标准蓄顶吸力，并将所述标准蓄顶吸力发送至控制器记录数据；

关闭所述泄压阀，打开一个所述切换阀，并关闭其余所述切换阀，使对应的一个蓄热室通过所述压力变送器连通所述标准蓄热室；

经过预设时间后，所述压力变送器获取对应所述蓄热室的蓄顶吸力压差，并将所述蓄顶吸力压差发送至所述控制器记录数据，关闭全部所述切换阀；

依次单独打开各所述切换阀，所述压力变送器获取对应各所述蓄热室的多个所述蓄顶吸力压差，并将多个所述蓄顶吸力压差发送至所述控制器记录数据。

本发明提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置及焦炉设备，包括多个蓄顶吸力支管、压力检测器和控制器，各蓄顶吸力支管的首端分别连接各蓄热室顶部，蓄顶吸力支管的末端连接压力检测器，每个蓄顶吸力支管上均安装有用于控制蓄顶吸力支管通断的切换阀，控制器通信连接压力检测器和各切换阀，控制器通过分别控制各切换阀的开闭以使各蓄热室依次单独连通压力检测器，且控制器记录压力检测器的检测结果。

工作过程中，控制器控制各切换阀关闭，进行蓄顶吸力检测时，控制器打开一个切换阀，保证其它切换阀关闭，使打开的切换阀对应的蓄顶吸力支管导通，进而对应的蓄热室连通压力检测器，获取此蓄热室的蓄顶吸力，并由控制器记录检测结果，然后关闭此切换阀，重复上述步骤依次打开各个切换阀，直至完成全部蓄热室的蓄顶吸力测量。

通过控制器及切换阀实现各蓄顶吸力的自动化测量，替代人工操作降低劳动量，避免人工测量受测点多、现场空间狭小和煤气区域等因素影响，提升工作效率和安全性，快速响应保证测量数据的实时性和准确性。

本发明还提供一种应用上述焦炉蓄顶吸力自动测量装置的测量方法，由于上述测量装置具有上述技术效果，上述测量方法也应具有同样的技术效果，在此不在详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，蓄顶吸力支管1、控制器2、蓄热室3、切换阀4、吸力比对管5、标准蓄热室6、压力变送器7、蓄顶吸力总管8、泄压阀9。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置及焦炉设备，通过控制器及切换阀实现各蓄顶吸力的自动化测量，替代人工操作降低劳动量，提升工作效率和安全性。本发明的另一核心是提供一种应用上述装置的焦炉蓄顶吸力自动测量方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置的一种具体实施方式的结构示意图。

本发明具体实施方式提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置，应用在多个蓄热室3上，包括多个蓄顶吸力支管1、压力检测器和控制器2，各蓄顶吸力支管1的首端分别连接各蓄热室3顶部，即一个蓄热室3仅配备有一个蓄顶吸力支管1，蓄热室3与蓄顶吸力支管1一一对应，蓄顶吸力支管1的末端连接压力检测器，每个蓄顶吸力支管1上均安装有用于控制蓄顶吸力支管1通断的切换阀4，当切换阀4关闭时，使此蓄顶吸力支管1断开隔绝，对应蓄热室3与压力检测器隔绝，当切换阀4打开时，使此蓄顶吸力支管1导通，对应蓄热室3与压力检测器连通，压力检测器能够检测此蓄热室3的蓄顶压力。实际检测工作中，由控制器2通信连接压力检测器和各切换阀4，控制器2通过分别控制各切换阀4的开闭以使各蓄热室3依次单独连通压力检测器，且控制器2记录压力检测器的检测结果，获得各蓄热室3的蓄顶压力。

其中，控制器2内设置有控制模块和数据记载模块，由控制模块控制各部件的工作，由数据记载模块记录蓄顶压力数据，另外，还可设置显示模块及通信模块等，并配备有对应的显示屏和控制按键，用于显示数据和输入控制参数，当然也可采用触控显示屏，进一步地，控制器2远程连接监控室内的计算机，提升适用性。

工作过程中，控制器2控制各切换阀4关闭，进行蓄顶吸力检测时，控制器2打开第一个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第一个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第一个蓄热室3连通压力检测器，获取第一个蓄热室3的蓄顶吸力，并由控制器2记录检测结果，然后关闭第一个切换阀4。控制器2打开第二个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第二个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第二个蓄热室3连通压力检测器，获取第二个蓄热室3的蓄顶吸力，并由控制器2记录检测结果，然后关闭第二个切换阀4。重复上述步骤依次打开各个切换阀4，直至完成全部蓄热室3的蓄顶吸力测量。

通过控制器2及切换阀4实现各蓄顶吸力的自动化测量，替代人工操作降低劳动量，避免人工测量受测点多、现场空间狭小和煤气区域等因素影响，提升工作效率和安全性，快速响应保证测量数据的实时性和准确性。

本发明具体实施方式提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量装置，为了保证检测结果的准确性，需要设置标准参照组，设置一个标准蓄热室6和吸力比对管5，吸力比对管5的首端连接标准蓄热室6顶部，吸力比对管5的末端连接压力检测器。在进行蓄顶吸力测量前，使各切换阀4全部关闭，先使标准蓄热室6通过吸力比对管5连通压力检测器，获取标准蓄热室6内的标准蓄顶压力作为参考值，为后续测量获得的蓄顶压力提供对比参照。然后进行上述工作步骤，依次打开各个切换阀4，直至完成全部蓄热室3的蓄顶吸力测量。

压力检测器具体可以采用多种类型的压力传感器，在本发明具体实施方式提供的装置中，压力检测器采用压力变送器7，检测时将不同的压力分别输送至正压室和负压室，形成压差值，然后压力变送器7将压差值转换成电信号发送给控制器2，进而形成检测结果的具体数值。具体地，各蓄顶吸力支管1末端共同连接压力变送器7的正压室，吸力比对管5的末端连接压力变送器7的负压室。

工作过程中，控制器2控制各切换阀4关闭，进行蓄顶吸力检测时，控制器2打开第一个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第一个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第一个蓄热室3连通压力变送器7的正压室，此时标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，第一个蓄热室3和标准蓄热室6之间形成压差，并作用于压力变送器7，压力变送器7获取第一个蓄热室3与标准蓄热室6之间的第一蓄顶吸力压差，经过转换后将此压差记录为第一蓄顶吸力值，由控制器2记录检测结果。由于焦炉热工调节岗位习惯使用蓄顶吸力压差作为蓄顶吸力值，因此在系统内需要将蓄顶吸力压差转化为蓄顶吸力，直接将压差作为吸力值使用。然后，控制器2打开第二个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第二个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第二个蓄热室3连通压力变送器7的正压室，此时标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，第二个蓄热室3和标准蓄热室6之间形成压差，并作用于压力变送器7，压力变送器7获取第二个蓄热室3与标准蓄热室6之间的第二蓄顶吸力压差，经过转换后将此压差记录为第二蓄顶吸力值，由控制器2记录检测结果。重复上述步骤依次打开各个切换阀4，使各个蓄热室3单独连通压力变送器7的正压室，与标准蓄热室6之间形成压差，转化并记录各蓄顶吸力值，直至完成全部蓄热室3的蓄顶吸力测量。

在本发明具体实施方式提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置中，由于一个压力变送器7需要连接多个蓄顶吸力支管1，为了实现合理的布局，可以设置一个蓄顶吸力总管8，各蓄顶吸力支管1末端连通蓄顶吸力总管8，且蓄顶吸力总管8连接压力变送器7的正压室。其中，蓄顶吸力总管8可以采用多种布局方式，如各蓄顶吸力支管1的末端连接蓄顶吸力总管8的侧壁，蓄顶吸力总管8的端部连接压力变送器7，或者蓄顶吸力总管8的侧壁引出单独的分支连接压力变送器7。根据多个蓄热室3的布置方式，蓄顶吸力总管8可以沿直线布置，蓄顶吸力总管8也可以沿圆周布置或弧形布置，各管路可以通过管接头连接，也可通过焊接等其他方式连接，均在本发明的保护范围之内。

进一步地，蓄顶吸力总管8连接有旁通的泄压管，泄压管上安装有泄压阀9，控制器2通信连接泄压阀9并控制泄压阀9的开闭。进行标准蓄顶吸力检测时，控制器2关闭全部切换阀4，打开泄压阀9，由于蓄顶吸力总管8连接压力变送器7的正压室，打开泄压阀9后，相当于蓄顶吸力总管8连通外界，进而使压力变送器7的正压室连通外界，标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，也能够在压力变送器7形成压差，进行测量后转换成电信号，发送至控制器2形成标准蓄顶吸力。

在本发明具体实施方式提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置中，在一个完整的焦炉设备中，具有大量的蓄热室3，因此为了实现合理布局，需要设置多个蓄顶吸力总管8，每个蓄顶吸力总管8均连接多个蓄顶吸力支管1，形成检测阵列，进一步地，可以为每个蓄顶吸力总管8配套单独的压力变送器7，也可使多个蓄顶吸力总管8共用一个压力变送器7，保证检测过程中的正常使用即可。优选地，每个蓄顶吸力总管8连接10至15个蓄顶吸力支管1，将10至15个蓄顶吸力支管1分为一组，即10至15个蓄热室3作为一个检测组，将全部蓄热室3分为多组完成检测，提升系统可靠性，或根据情况调整每组的数量，均在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置的基础上，控制器2、泄压阀9和各切换阀4上设置有配对的无线传输模块，具体可以采用蓝牙传输或无线电传输等，实现控制器2对泄压阀9和各切换阀4的远程无线控制，减少线路数量，保证设备运行稳定性。

本发明具体实施方式还提供一种焦炉蓄顶吸力自动测量方法，包括步骤：关闭全部切换阀4，打开泄压阀9，使标准蓄热室6通过压力变送器7连通外界；压力变送器7获取标准蓄顶吸力，并将标准蓄顶吸力发送至控制器2记录数据；关闭泄压阀9，打开一个切换阀4，并关闭其余切换阀4，使对应的一个蓄热室3通过压力变送器7连通标准蓄热室6；经过预设时间后，压力变送器7获取对应蓄热室3的蓄顶吸力压差，并将蓄顶吸力压差发送至控制器2记录数据，关闭全部切换阀4；依次单独打开各切换阀4，压力变送器7获取对应各蓄热室3的多个蓄顶吸力压差，并将多个蓄顶吸力压差发送至控制器2记录数据。其中，预设时间具体为5s，当然也可根据情况对参数进行调整。

具体测量方法为：

正常工作状态时，控制器2关闭全部切换阀4，关闭泄压阀9，进行蓄顶吸力检测时，首先打开泄压阀9，并保持关闭全部切换阀4，进而使压力变送器7的正压室连通外界，标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，使标准蓄热室6通过压力变送器7连通外界。

能够在压力变送器7形成压差，压力变送器7获取标准蓄顶吸力，进行测量后转换成电信号，并将标准蓄顶吸力发送至控制器2记录数据。

控制器2关闭泄压阀9，打开第一个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第一个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第一个蓄热室3连通压力变送器7的正压室，此时标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，第一个蓄热室3和标准蓄热室6之间形成压差，并作用于压力变送器7，压力变送器7获取第一个蓄热室3与标准蓄热室6之间的第一蓄顶吸力压差，经过转换后将此压差记录为第一蓄顶吸力值，由控制器2记录检测结果。经过5秒后，完成第一个蓄热室3的测量和计量后，关闭第一个切换阀4。

控制器2打开第二个切换阀4，保证其它切换阀4关闭，使打开的第二个切换阀4对应的蓄顶吸力支管1导通，进而对应的第二个蓄热室3连通压力变送器7的正压室，此时标准蓄热室6连通压力变送器7的负压室，第二个蓄热室3和标准蓄热室6之间形成压差，并作用于压力变送器7，压力变送器7获取第二个蓄热室3与标准蓄热室6之间的第二蓄顶吸力压差，经过转换后将此压差记录为第二蓄顶吸力值，由控制器2记录检测结果。经过5秒后，完成第二个蓄热室3的测量和计量后，关闭第二个切换阀4。

重复上述步骤依次单独打开各个切换阀4，使各个蓄热室3单独连通压力变送器7的正压室，与标准蓄热室6之间形成压差，转化并记录各蓄顶吸力值，直至完成全部蓄热室3的蓄顶吸力测量。

除了上述焦炉蓄顶吸力自动测量装置，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述焦炉蓄顶吸力自动测量装置的焦炉设备，该焦炉设备其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的焦炉蓄顶吸力自动测量装置、焦炉设备及测量方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。