Способ и устройство для обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, а также печь

Изобретение относится к способу обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, при этом в случае утечки жидкое охлаждающее средство по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления попадает в пламенное пространство печи. Технический результат – повышение точности определения. Отделяют представительный частичный поток от потока отходящего газа из печи газа в течение заданного промежутка времени. Осуществляют конденсацию содержащихся в частичном потоке (30а) парообразных составляющих частей и определяют получаемый поток (10) конденсата, который сравнивают с пороговым значением потока конденсата. Определяют наличие утечки жидкого охлаждающего средства, когда поток (10) конденсата превышает пороговое значение потока конденсата.3 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, в частности электрической дуговой печи, при этом в случае утечки охлаждающее средство по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления попадает в пламенное пространство печи и при этом из пламенного пространства печи в промежуток времени Z отводится поток отходящего газа. Кроме того, изобретение относится к устройству для выполнения способа, а также к печи с таким устройством.

Для защиты огнеупорной футеровки печи от чрезмерной термической нагрузки часто для стенки печи предусмотрено охлаждение. В электрических дуговых печах в стенку печи встраиваются так называемые охлаждающие панели, через которые проходит поток жидкой охлаждающей среды, часто в виде воды.

В DE 3048025 А1 приведено описание такого охлаждающего приспособления для электрической дуговой печи. Охлаждающие приспособления расположены в контакте с пламенным пространством печи и за счет этого подвергаются сами высокой механической и термической нагрузке. Таким образом, в зоне охлаждающих приспособлений снова и снова происходит образование трещин, соответственно, возникают утечки, которые приводят к вхождению жидкого охлаждающего средства в горячее пламенное пространство печи. Такое вхождение охлаждающего средства в горячее пламенное пространство печи является опасным, поскольку охлаждающее средство мгновенно испаряется. В зависимости от величины утечки может происходить настоящий взрыв, который может вызывать большие повреждения печи, а также представляет опасность для жизни обслуживающего персонала печи.

Было установлено, что утечки в охлаждающих приспособлениях сначала в большинстве случаев являются небольшими и относительно немного охлаждающего средства входит в пламенное пространство печи. Однако образующиеся небольшие трещины, через которые может выходить охлаждающее средство, становятся быстро больше на основании высокой механической и термической нагрузки охлаждающего приспособления.

Таким образом, чем раньше распознается утечка в зоне охлаждающего приспособления печи, тем быстрее можно противодействовать грозящему взрыву и предотвращать повреждения печи, а также опасность для жизни обслуживающего персонала. Уже существующие системы для раннего распознавания утечек в охлаждающих приспособлениях печей не отвечают требованиям безопасности, поскольку недостаточными являются точность и однозначность существующих способов измерения.

Поэтому уже предпринимались попытки получения данных об утечках посредством выполнения измерения разницы давления охлаждающего средства в различных охлаждающих приспособлениях одной печи. Утечка ведет к потере охлаждающего средства в охлаждающем приспособлении и тем самым к потере давления в соответствующем охлаждающем приспособлении. Однако на основании большого в большинстве случаев количества охлаждающего средства в каждом охлаждающем приспособлении и обычно разветвленной подводящей и отводящей системы этот способ оказался слишком медленным и не точным для обнаружения утечек.

При использовании воды в качестве охлаждающего средства, что часто имеет место, уже используются также измерительные системы, в которых измеряют содержания водорода в потоке отходящего газа печи и из этого значения посредством обратного расчета делают вывод о содержащемся в отходящем газе количестве воды. Поскольку входящая в пламенное пространство печи вода не всегда разлагается на водород и кислород, а в потоке отходящего газа может содержаться водяной пар и продолжаются обычно процессы сгорания, в которых образуется диоксид углерода и вода и при этом возникающая вода разлагается с образованием водорода, то и этот способ также недостаточно однозначен для надежного обнаружения утечек.

В US 7223978 В2 приведено описание общего способа определения содержания химических составляющих частей в горячем газе, в частности электрической дуговой печи, при этом осуществляется определение содержания диоксида углерода, окиси углерода, кислорода или воды с помощью лазерного диода.

В SU 789585 А1, 23.12.1980 раскрыты способ обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи и устройство для его осуществления, а также - печь.

Задачей изобретения является создание надежного способа обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи и устройства для выполнения такого способа. Кроме того, должна быть создана печь с таким устройством.

Задача в части способа решена тем, что предлагается способ обнаружения утечки жидкого охлаждающего средства и его попадания в пламенное пространство печи, включающий обнаружение утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, в случае которой жидкое охлаждающее средство по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления попадает в пламенное пространство печи и в случае которой в промежутке времени Z отводят из пространства печи непрерывно поток отходящего газа, при этом осуществляют:

отделение представительного частичного потока от потока отходящего газа в течение промежутка времени Z,

конденсацию содержащихся в частичном потоке парообразных составляющих частей и определение получаемого потока конденсата,

сравнение полученного потока конденсата с пороговым значением потока конденсата, и

определение наличия утечки, когда поток конденсата превышает пороговое значение потока конденсата.

Было установлено, что при возникновении утечки в зоне одного или нескольких охлаждающих приспособлений поток конденсата значительно возрастает и его можно сравнивать с пороговым значением потока конденсата, которое определяется заранее на основе нормальной работы печи без утечки. Если поток конденсата превышает пороговое значение потока конденсата, то делают вывод о наличии утечки, так что могут быть инициированы соответствующие противомеры. При этом можно осуществлять дросселирование подачи охлаждающего средства в одно или несколько охлаждающих приспособлений, выключение печи, а также ремонт или замену поврежденного охлаждающего приспособления (приспособлений). Можно осуществлять также быструю эвакуацию обслуживающего персонала из зоны опасности вокруг печи, если существует опасность взрыва. Способ пригоден для надежного обнаружения утечек в охлаждающих приспособлениях.

В качестве метода измерения для определения возникающего количества конденсата в промежуток времени Z пригодно, например, измерение расхода, с помощью которого определяется объемный или массовый расход конденсата. Особенно предпочтительным в данном случае является использование датчиков расхода в виде ультразвуковых измерителей потока, крыльчатых анемометров, шестеренчатых водомеров и т.д. Также хорошо зарекомендовал себя активируемый при нагревании, выполняющий измерение температуры измеритель массового расхода, в котором изменяющийся массовый расход вычисляется с помощью изменяющейся температуры среды.

Промежуток времени Z, в течение которого поток отходящего газа отводится из пламенного пространства печи, может содержать как фазу разогрева до достижения рабочей температуры печи, фазу сохранения рабочей температуры печи, так и фазу охлаждения. В течение промежутка времени Z можно осуществлять непрерывное измерение расхода или же прерывистое измерение расхода. В электрической дуговой печи предпочтительно определяют поток конденсата в течение времени процесса, в котором электроды снабжаются током (так называемое время включения подачи энергии) и/или в подсобное время (так называемое время выключения подачи энергии), в котором к электродам не подается ток.

Однако при прерывистом измерении расхода следует обращать внимание на достаточную частоту измерений, чтобы не пропустить быстро нарастающую утечку. Поэтому особенно предпочтительным, с точки зрения безопасности, является непрерывное измерение потока конденсата.

Было установлено, что точность способа можно еще повысить, когда осуществляется постоянная коррекция порогового значения потока конденсата на основании текущих данных работы печи. Так, на количество возникающего конденсата оказывают влияние, среди прочего, влажность окружающего воздуха и объемный поток сжигаемого в печи топлива, если оно имеется в виде водорода и/или углеводородов.

Предпочтительно, когда пороговое значение потока конденсата выбирается в зависимости от влажности окружающего воздуха и/или объемного потока сжигаемого в печи топлива в виде водорода и/или углеводородов.

В случае, когда печь является электрической дуговой печью, в ее пламенном пространстве имеется по меньшей мере один электрод, на поверхность которого для охлаждения воздействуют жидкой, в частности водной, охлаждающей средой, количество подводимой охлаждающей среды также оказывает влияние на количество возникающего конденсата. В этом случае целесообразно выбирать пороговое значение потока конденсата в зависимости от подаваемого для охлаждения по меньшей мере одного электрода потока жидкой охлаждающей среды в промежуток времени Z.

В качестве охлаждающего средства и/или охлаждающей среды в данном случае предпочтительно используется водная среда, в частности вода. В воду могут подмешиваться химические вещества, которые предотвращают, соответственно сдерживают, образование водорослей, бактерий, отложения ила или кристаллизации труднорастворимых солей или же уменьшают поверхностное напряжение воды и т.д. Однако, в принципе, способ согласно изобретению можно использовать для любого испаряющегося и конденсирующегося охлаждающего средства, которое при вхождении в пламенное пространство печи приводит к повреждению печи или к опасности для обслуживающего персонала.

Кроме того, было установлено, что также влажность подлежащего обработке в пламенном пространстве печи материала оказывает влияние на количество возникающего конденсата. Если, например, в электрическую дуговую печь вводится скрап, который перед этим подвергался воздействию погоды, например дождя, то возникающий при нагревании скрапа дополнительный водяной пар необходимо учитывать при вычислении порогового значения потока конденсата.

В соответствии с этим целесообразно, когда пороговое значение потока конденсата выбирается в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве печи материала.

Обнаруженная утечка в охлаждающем устройстве предпочтительно сигнализируется с помощью акустического и/или оптического предупреждающего сигнала. Таким образом, обслуживающий персонал может быть быстро информирован и предупрежден, а также могут быть инициированы незамедлительно противомеры для устранения утечки.

Задача относительно устройства для выполнения способа согласно изобретению решена тем, что оно содержит:

- по меньшей мере одно конденсационное приспособление для конденсации содержащихся в частичном потоке парообразных составляющих частей;

- по меньшей мере одно измерительное приспособление для определения получаемого потока конденсата;

- по меньшей мере один вычислительный блок для сравнения полученного потока конденсата с пороговым значением потока конденсата, и

- по меньшей мере один индикаторный блок для указания утечки, как только поток конденсата превысит пороговое значение потока конденсата.

Устройство согласно изобретению является простым, дешевым и отвечает требованиям к надежности и точности измерений.

В качестве конденсационного приспособления используется, в частности, газоохладитель для понижения температуры частичного потока настолько, что происходит конденсация получаемых парообразных составляющих частей, содержащих, возможно, охлаждающее средство и, возможно, дополнительно охлаждающую среду.

В качестве измерительного приспособления для определения получаемого потока конденсата предпочтительно использовать, среди прочего, уже указанные выше датчики расхода.

Для измерения влажности окружающего воздуха устройство содержит дополнительно предпочтительно по меньшей мере одно первое приспособление, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком.

Для измерения подаваемого в печь для сжигания объемного потока топлива (в виде водорода и/или углеводородов) устройство предпочтительно содержит дополнительно по меньшей мере одно второе приспособление, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком.

Для измерения влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве печи материала устройство предпочтительно содержит дополнительно по меньшей мере одно третье приспособление, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком.

Для измерения подаваемого потока жидкой охлаждающей среды для охлаждения по меньшей мере одного электрода в течение промежутка времени Z устройство предпочтительно содержит дополнительно по меньшей мере одно четвертое приспособление, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком.

Под соединением с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком понимается наличие проводной или беспроводной линии передачи данных между соответствующим приспособлением и вычислительным блоком.

Необязательно, измеряется и учитывается также проходящий по меньшей мере через одно охлаждающее приспособление объемный поток охлаждающего средства. Если вследствие увеличения или уменьшения объемного потока охлаждающего средства измеряется также увеличение или уменьшение потока конденсата, то на основании получающегося изменения потока конденсата в данном случае можно непосредственно судить о величине имеющейся утечки.

В вычислительном блоке осуществляется коррекция порогового значения потока конденсата на основании измеренных значений влажности окружающего воздуха и/или объемного потока подаваемого в печь топлива, и/или влажности подлежащего обработке в пламенном пространстве печи материала, и/или количества подаваемой в электрод охлаждающей среды. Такая онлайновая коррекция порогового значения потока конденсата обеспечивает возможность обнаружения с высокой точностью возникновения утечки с возможно меньшим временем срабатывания.

Для этого в вычислительном блоке хранится стандартное значение для порогового значения KSG потока конденсата, которое корректируется на основе, в частности, измерительных значений для сжигаемого в пламенном пространстве печи объемного потока топлива, и/или окружающей влажности, и/или влажности подлежащего обработке в пламенном пространстве печи материала, и/или других вводимых в пламенное пространство печи охлаждающих сред, например, для охлаждения поверхности электродов.

Из этого вычисляется фактически ожидаемое длительное среднее значение ожидаемого потока KS конденсата и его стандартное отклонение, и на этой основе устанавливается фактическое пороговое значение потока конденсата. Из измеренного потока KS конденсата определяется среднее значение с целью образования кратковременного среднего значения. Кратковременное среднее значение измеренного потока KS конденсата сравнивается с фактическим пороговым значением. Необязательно, измеряется также проходящий по меньшей мере через одно охлаждающее приспособление объемный поток охлаждающего средства и при этом учитывается. При превышении фактического порогового значения кратковременным средним значением делается вывод об утечке в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления и инициируются соответствующие противомеры, а также выдается сигнал предупреждения.

В конце прохождения через печь, например в конце каждого цикла плавления, в котором не возникла утечка, осуществляется коррекция стандартного значения для порогового значения потока конденсата на основе определяемых для последних проходов пороговых значений потока конденсата и заносится снова в вычислительный блок.

Задача относительно печи решена тем, что она имеет пламенное пространство печи, по меньшей мере одно охлаждающее приспособление, которое расположено в контакте с пламенным пространством печи, по меньшей мере один отводящий отходящий газ трубопровод для отвода потока отходящего газа из пламенного пространства печи, по меньшей мере один ответвляющийся от отводящего отходящий газ трубопровода отводящий частичный поток трубопровод, а также по меньшей мере одно устройство согласно изобретению, конденсационное приспособление которого соединено с отводящим частичный поток трубопроводом.

Такая печь на основании возможности быстрого и надежного обнаружения возникновения утечки в охлаждающем приспособлении обеспечивает особенно безопасную работу.

Печь является, в частности, электрической дуговой печью.

Печь содержит, в частности, металлоприемник печи и крышку печи, которые образуют пламенное пространство печи, а также по меньшей мере один вводимый в пламенное пространство печи электрод. Он обычно проходит через крышку печи в пламенное пространство печи. При этом охлаждающие приспособления, которые могут иметь утечки, обычно находятся в стенке печи или на внутренней стороне крышки печи в контакте с пламенным пространством печи.

В отводящем частичный поток трубопроводе по меньшей мере перед одним охлаждающим устройством может быть расположен обычный и независимый блок анализа отходящего газа для определения состава отходящего газа, например, относительно содержания диоксида углерода, окиси углерода, водорода, кислорода и т.д. В качестве альтернативного решения, блок анализа отходящего газа может быть также расположен между отводящим частичный поток трубопроводом и по меньшей мере одним конденсационным приспособлением, при этом весь частичный поток проходит через блок анализа отходящего газа и лишь затем подается по меньшей мере в одно конденсационное приспособление.

В одном предпочтительном варианте выполнения печи она имеет для каждого электрода по меньшей мере одну систему выдачи охлаждающей среды для подачи на поверхность электрода жидкой охлаждающей среды. При этом имеется по меньшей мере один регулировочный клапан, который регулирует количество подаваемого охлаждающего средства и, в частности, образует одновременно четвертое приспособление устройства.

Способ согласно изобретению и устройство согласно изобретению применимы для всех видов печей, в которых возможен нежелательный прорыв охлаждающего средства в горячее пламенное пространство печи.

Ниже приводится в качестве примера пояснение решений согласно изобретению со ссылками на фиг. 1-3, на которых изображены:

фиг. 1 - печь с первым устройством согласно изобретению;

фиг. 2 - печь со вторым устройством согласно изобретению;

фиг. 3 - печь со вторым устройством согласно изобретению и с блоком анализа отходящего газа.

На фиг. 1 показана печь 1 с первым устройством согласно изобретению. Печь 1 является в данном случае электрической дуговой печью для плавления материала 12 в виде скрапа. Она содержит металлоприемник 1b и крышку 1 с печи, которые совместно образуют пламенное пространство 1а печи, охлаждающее приспособление 2 в стенке металлоприемника 1b печи, которое расположено в контакте с пламенным пространством 1а печи, отводящий отходящий газ трубопровод 3 для отвода потока 30 отходящего газа из пламенного пространства 1а печи, ответвляющийся от отводящего отходящий газ трубопровода 3 отводящий частичный поток трубопровод 3а, а также вводимые в пламенное пространство 1а печи электроды 4. Через стенку металлоприемника 1b печи проходит блок 13 горелок, который через подводящий топливо блок 15 снабжается топливом 14, в данном случае в виде природного газа. Топливо 14 сгорает в блоке 13 горелок с подачей воздуха или кислорода (который для ясности не изображен). Электроды 4 через провода 16а соединены с блоком 16 электроснабжения. Охлаждающее приспособление 2 снабжается с помощью подающего охлаждающее средство блока 9 жидким охлаждающим средством 20 в виде воды, которая пропускается через охлаждающее приспособление 2 для его охлаждения и в нагретом состоянии выводится снова в виде нагретого охлаждающего средства 20'.

Первое устройство содержит конденсационное приспособление 5 для конденсации содержащегося в частичном потоке 30а парообразных составляющих частей, измерительное приспособление 6 для определения получаемого потока 10 конденсата, вычислительный блок 7 для сравнения полученного потока 10 конденсата (KS) с пороговым значением (KSG) потока конденсата и индикаторный блок 8 для указания утечки, как только поток 10 конденсата превысит пороговое значение потока конденсата.

Конденсационное приспособление 5 соединено с отводящим частичный поток трубопроводом 3а, так что частичный поток 30а проходит в конденсационное приспособление 5. Остальной поток 11 отходящего газа и остающийся после конденсации парообразных составляющих частей в конденсационном приспособлении 5 частичный остаточный поток 11' можно, необязательно, снова сводить вместе.

В способе обнаружения утечки в зоне охлаждающего приспособления 2 печи 1, при этом в случае утечки жидкое охлаждающее средство 20 попадает из охлаждающего приспособления 2 в пламенное пространство 1а печи 1 и при этом из пламенного пространства 1а печи в промежуток времени Z непрерывно отводится поток 30 отходящего газа, выполняют следующие стадии.

Выполняют отделение представительного частичного потока 30а от потока 30 отходящего газа непрерывно или прерывисто в течение промежутка времени Z. Частичный поток 30а подают в конденсационное приспособление 5. Содержащиеся в частичном потоке 30а парообразные составляющие части конденсируются и определяют полученный поток 10 конденсата (т.е. объем конденсата за единицу времени). После передачи результата в вычислительный блок 7 полученное значение потока 10 конденсата (KS) сравнивают с пороговым значением (KSG) потока конденсата. Если значение потока 10 конденсата (KS) лежит ниже порогового значения (KSG) потока конденсата, т.е. KS≤KSG, то делается вывод, что в охлаждающем приспособлении 2 нет утечки и можно без изменений продолжать процесс плавления.

Если значение потока 10 конденсата (KS) лежит выше порогового значения (KSG) потока конденсата, т.е. KS>KSG, то делается вывод, что в охлаждающем приспособлении 2 имеется утечка, и передается сигнал в индикаторный блок 8, который выдает оптический и/или акустический сигнал предупреждения для указания утечки. Обслуживающий персонал печи 1 может инициировать противомеры, которые предотвращают дальнейшее вхождение охлаждающего средства 20 в пламенное пространство 1а печи, соответственно, уменьшают опасность взрыва. В качестве альтернативного решения это можно осуществлять автоматически с помощью вычислительного блока 7.

В качестве противомеры можно с помощью вычислительного блока 7 выполнять по выбору уменьшение подаваемого в охлаждающее приспособление 2 количества охлаждающего средства 20 (смотри точечную линию) и/или уменьшение подводимого к электродам 4 через блок 16 электроснабжения тока (смотри штриховую линию), и/или уменьшение подаваемого в блок 13 горелок количества топлива 14, и/или уменьшение подаваемого на электроды 4 количества охлаждающей среды 21. Противомеры должны приниматься, как правило, незамедлительно с целью предотвращения увеличения утечки с возрастанием опасности взрыва.

На фиг. 2 показана печь 1 со вторым устройством согласно изобретению. Одинаковые элементы обозначены теми же позициями, что и на фиг. 1. В данном случае на поверхность электродов 4 для охлаждения подается жидкая охлаждающая среда 21 в виде воды, которая подводится к электродам 4 с помощью подающей охлаждающую среду системы 24 и подается на их поверхность с помощью наносящей охлаждающую среду системы 23, например посредством распыления со всех сторон.

Дополнительно к показанным на фиг. 1 компонентам первого устройства показанное второе устройство имеет следующие дополнительные, необязательные, элементы:

- первое приспособление 17 для измерения влажности окружающего воздуха, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком 7;

- второе приспособление 18 для измерения подаваемого в печь 1 для сгорания объемного потока топлива 14, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком 7;

- третье приспособление 19 для измерения влажности подлежащего обработке в промежуток времени Z в пламенном пространстве 1a печи материала 12, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком 7; и

- четвертое приспособление 22 для измерения подаваемого потока жидкой охлаждающей среды 21 для охлаждения электродов 4, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком 7.

Влажность подлежащего обработке материала 12 измеряется, например, с помощью датчика влажности, который установлен в зоне складирования материала 12, например в месте хранения скрапа или в желобе для скрапа.

Необязательные значения измерения влажности окружающего воздуха, и/или объемного потока топлива 14, и/или влажности подлежащего обработке материала 12, и/или подаваемого на электроды 4 потока охлаждающей среды передаются в вычислительный блок 7 и на их основе постоянно и автоматически корректируется пороговое значение потока конденсата.

В соответствии с этим пороговое значение KSG потока конденсата выбирается в зависимости от влажности окружающего воздуха, и/или объемного потока сжигаемого в печи 1 топлива 14 в виде водорода и/или углеводородов, и/или подаваемого на электроды 4 потока охлаждающей среды 21 в промежуток времени Z, и/или влажности подлежащего обработке в промежутке времени Z в пламенном пространстве 1а печи материала 12. Таким образом можно быстро и однозначно определять утечку в охлаждающем приспособлении 2, поскольку имеющиеся при нормальной работе основные источники водяного пара контролируются в потоке отходящего газа и их влияние на содержание водяного пара в отходящем газе может быть выражено количественно.

Таким образом, избыток водяного пара в потоке отходящего газа, который приводит к превышению порогового значения KSG потока конденсата, можно однозначно соотносить с утечкой в охлаждающем приспособлении.

При неизображенном здесь необязательном измерении объемного потока охлаждающего средства через охлаждающее приспособление 2 и его передачи в вычислительный блок 7 можно непосредственно делать вывод об изменении измеряемого потока (KS) конденсата на основании изменения объемного потока охлаждающего средства и тем самым о величине утечки. Таким образом, целенаправленное изменение объемного потока охлаждающего средства можно осуществлять при подозрении утечки с целью определения фактического размера утечки.

На фиг. 3 показана печь 1 со вторым, показанным на фиг. 2, устройством согласно изобретению и дополнительным блоком 25 анализа отходящего газа. Одинаковые элементы обозначены теми же позициями, что и на фиг. 2. Блок 25 анализа отходящего газа расположен между отводящим частичный поток трубопроводом 3а и конденсационным приспособлением 5 и служит для определения, например, содержания диоксида углерода, содержания окиси углерода, содержания водорода, содержания кислорода, содержания угарного газа и т.д. частичного потока 30а потока 30 отходящего газа. Таким образом, в частности, на основании знания содержания водорода в частичном потоке 30а и тем самым в потоке 30 отходящего газа можно осуществлять дополнительную коррекцию порогового значения KSG потока конденсата, поскольку имеющееся количество водорода, пересчитанное в теоретически вытекающее из него количество воды, можно прибавлять к имеющемуся в потоке отходящего газа водяному пару.

Получается очень простой и надежный способ обнаружения утечки в зоне одного или нескольких охлаждающих приспособлений печи.

Показанные на фиг. 1-3 печи, устройства и способы являются лишь примерами. Так, устройства согласно изобретению можно использовать также для других типов печей, а не только для показанных здесь электрических дуговых печей, в которых охлаждающие приспособления расположены в непосредственном контакте с пламенным пространством печи.

1. Способ обнаружения утечки жидкого охлаждающего средства (20) и его попадания в пламенное пространство (1а) печи, включающий обнаружение утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления (2) печи (1), в случае которой жидкое охлаждающее средство (20) по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления (2) попадает в пламенное пространство (1а) печи (1) и в случае которой в промежутке времени Z отводят из пространства печи непрерывно поток (30) отходящего газа, при этом осуществляют:

отделение представительного частичного потока (30а) от потока (30) отходящего газа в течение промежутка времени Z,

конденсацию содержащихся в частичном потоке (30а) парообразных составляющих частей и определение получаемого потока (10) конденсата,

сравнение полученного потока (10) конденсата с пороговым значением потока конденсата, и

определение наличия утечки, когда поток (10) конденсата превышает пороговое значение потока конденсата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности окружающего воздуха и/или объемного потока сжигаемого в печи (1) топлива (14) в виде водорода и/или углеводородов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что печь (1) является электрической дуговой печью, в пламенном пространстве (1а) которой имеется по меньшей мере один электрод (4), на поверхность которого для охлаждения воздействуют жидкой охлаждающей средой (21), при этом пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от подаваемого для охлаждения по меньшей мере одного электрода (4) потока жидкой охлаждающей среды (21) в промежуток времени Z.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что печь (1) является электрической дуговой печью, в пламенном пространстве (1а) которой имеется по меньшей мере один электрод (4), на поверхность которого для охлаждения воздействуют жидкой охлаждающей средой (21), при этом пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от подаваемого для охлаждения по меньшей мере одного электрода (4) потока жидкой охлаждающей среды (21) в промежуток времени Z.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве охлаждающего средства (20) и/или охлаждающей среды (21) используют воду.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве охлаждающего средства (20) и/или охлаждающей среды (21) используют воду.

7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве охлаждающего средства (20) и/или охлаждающей среды (21) используют воду.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве охлаждающего средства (20) и/или охлаждающей среды (21) используют воду.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

11. Способ по п. 3, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

12. Способ по п. 4, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

13. Способ по п. 5, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

14. Способ по п. 6, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

15. Способ по п. 7, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

16. Способ по п. 8, отличающийся тем, что пороговое значение потока конденсата выбирают в зависимости от влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12).

17. Способ по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что об утечке в охлаждающем приспособлении (2) сигнализируют с помощью акустического и/или оптического предупреждающего сигнала.

18. Устройство для обнаружения утечки жидкого охлаждающего средства (20) и его попадания в пламенное пространство (1а) печи способом по любому из пп. 1-17, содержащее:

по меньшей мере одно конденсационное приспособление (5) для конденсации содержащихся в частичном потоке (30а) парообразных составляющих частей,

по меньшей мере одно измерительное приспособление (6) для определения получаемого потока (10) конденсата,

по меньшей мере один вычислительный блок (7), выполненный с возможностью сравнения полученного потока (10) конденсата с пороговым значением потока конденсата, и

по меньшей мере один индикаторный блок (8), соединенный с вычислительным блоком (7) для указания утечки, как только поток (10) конденсата превысит пороговое значение потока конденсата.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним первым приспособлением (17) для измерения влажности окружающего воздуха, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком (7).

20. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним вторым приспособлением (18) для измерения подаваемого в печь (1) для сжигания объемного потока топлива (14), которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком (7).

21. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним третьим приспособлением (19) для измерения влажности подлежащего обработке в течение промежутка времени Z в пламенном пространстве (1а) печи материала (12), которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком (7).

22. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним четвертым приспособлением (22) для измерения подаваемого потока жидкой охлаждающей среды (21) для охлаждения по меньшей мере одного электрода (4) в течение промежутка времени Z, которое соединено с возможностью передачи данных по меньшей мере с одним вычислительным блоком (7).

23. Печь (1), в частности электрическая дуговая печь, содержащая по меньшей мере одно охлаждающее приспособление (2), которое расположено в контакте с пламенным пространством (1а) печи, по меньшей мере один отводящий отходящий газ трубопровод (3) для отвода потока (30) отходящего газа из пламенного пространства (1а) печи, по меньшей мере один ответвляющийся от отводящего отходящий газ трубопровода (3) отводящий частичный поток трубопровод (3а) и по меньшей мере одно устройство по любому из пп. 18-22, при этом по меньшей мере одно конденсационное приспособление (5) соединено с отводящим частичный поток трубопроводом (3а).

24. Печь по п. 23, отличающаяся тем, что она снабжена металлоприемником (1b) печи и крышкой (1с) печи, которые образуют пламенное пространство (1а) печи, а также по меньшей мере одним вводимым в пламенное пространство (1а) печи электродом (4).

25. Печь по п. 24, отличающаяся тем, что она снабжена для каждого электрода (4) по меньшей мере одной системой выдачи охлаждающей среды для подачи на поверхность электрода (4) жидкой охлаждающей среды (21).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для электрического соединения плавильной печи с источником тока. Соединительное устройство содержит по меньшей мере одно контактное тело, которое соединено с помощью силовых кабелей с источником тока, и по меньшей мере одну фасонную часть в качестве части электрического гнезда на плавильной печи, причем предусмотрено устройство перемещения для транспортировки по меньшей мере одного контактного тела из исходного положения в положение соединения, в котором предусмотрена возможность выполнения электрически проводящего соединения с геометрическим замыканием контактного тела и фасонной части посредством вдвигания контактного тела в фасонную часть.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для подачи электрического питания в электродуговую печь, содержащую по меньшей мере один электрод.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат – повышение качества загрузки.

Изобретение относится к технологии производства абразивных материалов путем нагрева в высокотемпературной печи. В способе нагрева шихты в высокотемпературной печи (1), при котором в ванну печи, днище которой выполнено со скошенными углами, послойно загружают шихту и керн (2) , выполненный из нефтяного кокса и имеющий токоподвод, согласно изобретению используют дополнительные керны, выполненные из нефтяного кокса и имеющие токоподводы, расположенные на расстоянии от первого, причем расстояние от стенки кернов до стенки печи выбрано а≥0,5 м, при этом керны расположены симметрично относительно оси ванны, общая масса кернов при разном количестве кернов выбрана постоянной.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при определении расхода электродного материала в процессе производства стали в дуговой печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении стали в электродуговой печи. В способе осуществляют загрузку в рабочее пространство печи твердой металлошихты и твердых углеродосодержащих материалов, плавление шихты с помощью электрических дуг и науглероживание металла твердыми углеродосодержащими материалами в процессе плавки, выпуск металла и шлака из печи.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении графитированных электродов и конструкционных графитовых материалов.

Данное изобретение относится к способу для извлечения металла из содержащего металл шлака, во время которого содержащий металл шлак нагревается в по меньшей мере одном реакторе с перемешиванием и во время которого жидкий шлак периодически перемешивается в реакторе с перемешиванием при помощи направленного соответствующим образом магнитного поля, путем включения и выключения магнитного поля в течение от 5 секунд до 10 минут.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройству электродуговых печей постоянного тока. Печь содержит корпус плавильной камеры с рабочим окном, образованный металлической оболочкой и футеровкой из слоев огнеупорного неэлектропроводящего материала, сливной желоб, свод и сводовый электрод, расположенный по оси плавильной камеры, подовые электроды, смещенные относительно оси плавильной камеры, дисковые катушки-соленоиды с блоком управления, термочувствительные элементы в виде термопар, рабочие спаи которых установлены с возможностью измерения температуры на поверхности слоя футеровки корпуса плавильной камеры и под слоем обмазки футеровки на кольцевом торце плавильной камеры, и расположены на расстоянии не более 0,5 метров друг от друга, блок управления дисковыми катушками-соленоидами, число входов которого равно числу термочувствительных элементов, подсоединенных к соответствующим выводам термочувствительных элементов, а число выходов равно числу дисковых катушек-соленоидов, подсоединенных к выходам указанного блока, причем блок управления дисковыми катушками-соленоидами выполнен заодно целое с низковольтным источником постоянного тока в виде многоходового программируемого микроконтроллера.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в электродуговой печи для ее загрузки, подъема крышки и обслуживания с помощью подъемно-поворотного устройства для крышки печи.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для плавления металлического материала в плавильной установке. В способе на стадии загрузки осуществляют первую подоперацию, на которой загружают упомянутый металлический материал в количестве от 25 до 45% от общего количества расплавленного материала, содержащегося внутри печи перед стадией выпуска плавки и подлежащего выпуску по завершении стадии плавления, вторую подоперацию загрузки и плавления, на которой норму подачи металлического материала уменьшают с помощью управляющего устройства, чтобы в среде постепенно образующейся ванны жидкого металла было обеспечено поддержание количества твердой массы упомянутого металлического материала, третью подоперацию, на которой норму подачи подвергают дальнейшему уменьшению до прекращения процесса загрузки для обеспечения возможности полного расплавления всего металлического материала в плавильной печи, при этом стадию выпуска плавки выполняют при расплавлении всей массы твердого металлического материала. Плавильная печь содержит свод, закрывающий корпус и выполненный отдельно от последнего, и панель, расположенную между корпусом и сводом, при этом в панели выполнено отверстие для установки через него упомянутого средства подачи, причем упомянутый корпус имеет глубину D, а нижний край упомянутого отверстия по высоте удален от нижнего края панели на расстояние, которое составляет от 0,3 до 3D. Изобретение позволяет сократить тепловые потери от ванны расплавленного металла, уменьшить изнашивание жаропрочного покрытия стен печи и сократить время технического обслуживания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для зажима и удержания электрода дуговой печи. Устройство содержит по меньшей мере одно генерирующее силу средство, выполненное с возможностью прикладывания радиальной силы к электроду, и гибкий периферийный натяжной элемент, выполненный с возможностью принятия реактивной силы, направленной от электрода, и распределения ее вокруг периферии электрода. Генерирующее силу средство содержит смещающее средство в виде пружины, причем первый конец пружины при зажиме электрода примыкает к нему, а второй конец расположен радиально снаружи относительно ее первого конца, а концевые области упомянутого гибкого периферийного элемента смещены в угловом направлении относительно продольной оси упомянутого смещающего средства. Изобретение позволяет уменьшить размер и вес пружины благодаря оптимальному распределению сил, а также использовать устройство для более тяжелых сплошных электродов, требующих меньшего разжимания, без внешнего опорного каркаса для противодействия силам, прилагаемым пружинами. 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговой электросталеплавильной печи. Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, подачу в печь магнезиального материала, выпуск плавки с оставлением в печи части металла и шлака, в качестве магнезиального материала используют содержащий гидроксид магния минерал брусит, который подают после выпуска части шлака периода рафинирования металла и/или в конце плавки до начала слива металла в ковш. Количество введенного в печь магнезиального материала составляет 1-10 кг/т стали. Изобретение позволяет повысить стойкость огнеупорной футеровки на всю высоту электропечи, включая футеровку свода, снизить расход электроэнергии и углеродсодержащих материалов при выплавке стали, а также способствует снижению содержания азота в стали. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали и, в частности, к агрегатам ковш-печь (АКОС). Агрегат содержит футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками (ТКГ) для нагрева и расплавления металлошихты, три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, установленные в своде ковша, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака из него. Используют полые графитированные электроды для непрерывной подачи через них по ходу плавки металлизованных окатышей и сыпучих материалов. Агрегат снабжен водоохлаждаемой двухъярусной многосопловой кислородной фурмой с датчиком ЭДС и температуры в торце ее корпуса, установленной по центру свода ковша внутри треугольного пространства в объеме агрегата, созданного тремя электродами, причем сопла нижнего яруса для подачи кислорода на продувку металла расположены у торца фурмы, а сопла верхнего яруса размещены выше нижнего яруса сопел на расстоянии 1÷3 м для осуществления дожигания кислородом горючих газов над шлаком, устройством для дожигания горючих газов кислородом под сводом перед газоходом агрегата, выполненным в виде кислородной фурмы с многосопловым наконечником, которая размещена внутри газохода свода и имеет механизм для перемещения ее корпуса вдоль своей оси и с наклоном относительно этой оси в пределах ±30÷45 градусов, и компьютерной системой управления (КСУ), при этом упомянутые шиберные блоки размещены в пространстве агрегата вне диаметра распада упомянутых электродов. Изобретение позволяет усовершенствовать электросталеплавильный агрегат для осуществления технологических операций по выплавке и обработки стали. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, при этом в случае утечки жидкое охлаждающее средство по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления попадает в пламенное пространство печи. Технический результат – повышение точности определения. Отделяют представительный частичный поток от потока отходящего газа из печи газа в течение заданного промежутка времени. Осуществляют конденсацию содержащихся в частичном потоке парообразных составляющих частей и определяют получаемый поток конденсата, который сравнивают с пороговым значением потока конденсата. Определяют наличие утечки жидкого охлаждающего средства, когда поток конденсата превышает пороговое значение потока конденсата.3 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх