专利摘要

本实用新型公开了一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，属于烧结技术领域。本实用新型通过检测单元一用于对台车炉篦条下方中部的烟气进行取样；该检测单元包括多个抽气管、多个连通管和一个抽气泵，所述抽气管的一端插入至一风箱中，抽气管另一端伸出风箱且与对应的连通管相连通，多个连通管与一个抽气泵相连通，所述抽气泵将抽取的气体送至管腔中进行O2含量的检测；所述抽气管插入风箱的一端的管壁上开设有多个吸气微孔，所述吸气微孔设置于背离炉篦条的一端，且多个吸气微孔沿着抽气管的长度方向等间隔设置，所述抽气管的端面密封设置，通过该结构设计能够有效降低烟尘对后续检测的影响，从而提高检测结果的准确性。

权利要求

1.一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，包括台车(10)、风箱(20)和大烟道(30)，其特征在于：还包括检测单元一，该检测单元一用于对台车(10)炉篦条下方中部的烟气进行取样；所述检测单元包括多个抽气管(71)、多个连通管(72)和一个抽气泵(75)，所述抽气管(71)的一端插入至一风箱(20)中，抽气管(71)另一端伸出风箱(20)且与对应的连通管(72)相连通，多个连通管(72)与一个抽气泵(75)相连通，所述抽气泵(75)将抽取的气体送至管腔(77)中进行O2含量的检测；

所述抽气管(71)插入风箱(20)的一端的管壁上开设有多个吸气微孔，所述吸气微孔设置于背离炉篦条的一端，且多个吸气微孔沿着抽气管(71)的长度方向等间隔设置，所述抽气管(71)的端面密封设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：多个吸气微孔关于炉篦条的中轴线对称设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：所述吸气微孔的直径为2.80-3.20mm。

4.根据权利要求3所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：所述抽气泵(75)的真空度为5kPa。

5.根据权利要求4所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：所述管腔(77)内安装有氧化锆O2含量分析仪探头。

6.根据权利要求5所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：在每个连通管(72)上安装有电磁阀(73)。

7.根据权利要求6所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：还包括两个检测单元二，所述检测单元二与检测单元一的结构设计相同，所述大烟道(30)包括大烟道A(31)和大烟道B(32)，其中一个检测单元二用于对连通大烟道A(31)的风箱(20)支管的烟气进行取样；另一个检测单元二用于对连通大烟道B(32)的风箱(20)支管的烟气进行取样。

8.根据权利要求7所述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其特征在于：在每个风箱(20)的支管安装有流量计。

说明书

技术领域

本实用新型涉及烧结技术领域，更具体地说，涉及一种用于在线测量烧结机漏风率的系统。

背景技术

抽风烧结工艺是目前铁矿粉造块的主要方法，广泛应用于冶金行业。烧结过程中，由于烧结机设备磨损老化等因素，会不可避免的造成烧结机系统漏风，漏风的大小直接关系烧结生产的电耗，漏风大则电耗高，漏风小则电耗低，同时也严重影响了烧结机产量及烧结矿质量。数据表明，目前国外烧结机漏风率有的已经降到了30％以下，而国内钢铁厂家的漏风率大多在45％-60％。国外一些烧结厂的实践证明：烧结机漏风率每减少10％，烧结矿可增产6％，每吨烧结矿可减少电耗2KW/h，每吨减少焦粉1kg的使用，铁矿成品率提高1.5-2.0％。

烟气分析法是当前烧结行业检测漏风率采用最多的方法。通过抽取各测量点的烟气进行成分分析，根据物质不灭定律按烟气中某种成份含量(O2、CO2)在过程前后保持总量平衡列出方程，间接算出漏风率。现有技术中，为了测量烧结机系统漏风率，常见的方法是不定期的组织人工从烧结机的台车炉篦条处和烧结主抽风机的入口前的大烟道中分别抽取烧结过程的烟气，分析烟气中的O2含量，计算烧结机系统的漏风率。

但是，上述测量方法是不定期的、且人工劳动强度大，无法连续测量，因而测量结果代表的时效有限，难以用于长期分析和指导烧结生产，更难以为及时检修维护烧结机系统提供准确的依据。

经检索，中国专利号：ZL 201921656262.8，授权公告日：2020年6月23日，发明创造名称：一种烧结机漏风率实时在线监测系统，该申请案，在烧结机N个风箱上下部、烧结机主排烟道分别设置风箱上部取样点、风箱下部取样点和主烟道取样点，分别连通上部取样管道、下部取样管道和主烟道取样管道，所述上部取样管道、下部取样管道和主烟道取样管道分别连通气体成分分析仪，所述成分分析仪处设有取样阀；上部取样管道、下部取样管道和主烟道取样管道连接有吹扫管，吹扫管设有吹扫阀并连接吹扫气源；所述取样阀和吹扫阀由计算机控制系统控制。

上述申请案虽然也能实现烧结机漏风率的在线监测，能够替代人工取样检测，省时省力，但是由于烧结过程中，其烟气烟尘量大，且整个监测系统连续工作，因而，在实际使用过程中，其取样口极容易吸入大量烟尘，而影响漏风率检测的准确性，甚至堵塞取样口。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中烧结机漏风率连续测量不准确的问题，提供一种用于在线测量烧结机漏风率的系统；本实用新型通过在炉篦条下方中部设有检测单元一，且该检测单元一插入风箱的一端设有多个吸气微孔，并将其背离炉篦条设置，能够有效降低烟尘对后续检测的影响，从而提高检测结果的准确性。

2、技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，包括台车、风箱和大烟道，其特征在于：还包括检测单元一，该检测单元一用于对台车炉篦条下方中部的烟气进行取样；所述检测单元包括多个抽气管、多个连通管和一个抽气泵，所述抽气管的一端插入至一风箱中，抽气管另一端伸出风箱且与对应的连通管相连通，多个连通管与一个抽气泵相连通，所述抽气泵将抽取的气体送至管腔中进行O2含量的检测；

所述抽气管插入风箱的一端的管壁上开设有多个吸气微孔，所述吸气微孔设置于背离炉篦条的一端，且多个吸气微孔沿着抽气管的长度方向等间隔设置，所述抽气管的端面密封设置。

作为本实用新型的更进一步改进，多个吸气微孔关于炉篦条的中轴线对称设置。

作为本实用新型的更进一步改进，所述吸气微孔的直径为2.80-3.20mm。

作为本实用新型的更进一步改进，所述抽气泵的真空度为4.80-5.20kPa

作为本实用新型的更进一步改进，所述管腔内安装有氧化锆O2含量分析仪探头。

作为本实用新型的更进一步改进，在每个连通管上安装有电磁阀。

作为本实用新型的更进一步改进，还包括两个检测单元二，所述检测单元二与检测单元一的结构设计相同，所述大烟道包括大烟道A和大烟道B，其中一个检测单元二用于对连通大烟道A的风箱支管的烟气进行取样；另一个检测单元二用于对连通大烟道B的风箱支管的烟气进行取样。

作为本实用新型的更进一步改进，在每个风箱的支管安装有流量计。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，通过在炉篦条下方中部设有检测单元一，且该检测单元一插入风箱的一端设有多个吸气微孔，并将其背离炉篦条设置，能够有效降低烟尘对后续检测的影响，从而提高检测结果的准确性；此外，整个装置结构设计简单，操作方便；

(2)本实用新型的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，通过对吸气微孔的布局进行设计，使得在取样更加具有代表性，从而保证后续漏风率计算的准确性；此外，对吸气微孔的直径进行限定，避免吸入较大的烟尘颗粒，而影响检测结果的准确性，同时也能够保证较小的烟尘颗粒能够进入抽气管中，避免个吸气微孔发生堵塞而影响测量结果；

(3)本实用新型的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，通过控制抽气泵的真空度，使得在取样过程中，能够均匀稳定的进行取样，尽可能的降低对整个烧结系统产生的影响；在连通管上安装有电磁阀，通过电磁阀控制连通管中气流通断，有利于一个氧化锆O2含量分析仪探头对不同的风箱进行连续检测，不会对检测过程以及检测结果造成影响。

附图说明

图1为现有技术中烧结时烧结烟气的流通示意图；

图2为本实用新型的各测点的位置示意图；

图3为本实用新型的烧结台车的剖面结构示意图；

图4为本实用新型中用于检测测点1的检测单元一的结构示意图；

图5为本实用新型中用于检测测点2或测点3的检测单元二的结构示意图；

示意图中的标号说明：

10、台车；20、风箱；30、大烟道；31、大烟道A；32、大烟道B；40、除尘器；50、主抽风机；60、烟囱；

71、抽气管；72、连通管；73、电磁阀；74、过滤器；75、抽气泵；76、PLC控制器；77、管腔。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

本实施例的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，如图1所示，包括依次通过管道连通的台车10、风箱20、大烟道30、除尘器40、主抽风机50和烟囱60，在烧结过程中，烧结所产生的烟气沿着各部件最终移动至烟囱60，通过烟囱60向外排出。

对于烧结而言，其漏风率大小至关重要，本实施例为了便于对整个烧结系统进行测量，如图2所示，在整个烧结系统设置多个测点，其中，测点1是指位于炉篦条下方的中部，即风箱20内上水平面的中间、且靠近台车底梁的位置处；

另外一个测点是指位于风箱20的支管中，即风箱20与大烟道30之间的管道中，本实施例的大烟道30如图3所示，其大烟道30包括大烟道A31和大烟道B32，因此，为了便于说明，位于大烟道A31与风箱20之间的管道为测点2，测点3位于大烟道B32与风箱20之间的管道中。

值得说明的是，上述测点1、测点2、测点3是指代具体位置，由于在整个烧结系统中，其风箱20本身设有多个，如图4和图5，1#、2#、3#……N-2#、N-1#、N#均指第几个风箱20，因此，测点1、测点2、测点3可以认为是多个测点。

由于大烟道A31和大烟道B32为两条烟气通路，且每条通路上都设有对应的除尘器40和主抽风机50，为了更加准确的测量整个系统的漏风率，在与大烟道A31相连的除尘器40后方设有测点4，在与大烟道B32相连的除尘器40后方设有测点5。

对于测点4以及测点5而言，现有技术中已经在此处设有相应的检测装置，用于检测除尘后的烟气各成分的含量。

结合图3和图4，本实施例通过设有检测单元一对台车10炉篦条下方中部的烟气进行取样，即对测点1进行检测，该检测单元包括多个抽气管71、多个连通管72和一个抽气泵75，所述检测单元一中抽气管71的数量与风箱20的数量相对应，且抽气管71的一端插入至对应的风箱20中，抽气管71另一端伸出风箱20且与对应的连通管72相连通，该连通管72与一抽气泵75相连通；由于多个风箱20的存在，因而，多个多个连通管72与一个抽气泵75相连通，如图4所示；所述抽气泵75将抽取的气体送至管腔77中进行O2含量的检测。

优选的，本实施例的管腔77内安装有氧化锆O2含量分析仪探头，通过氧化锆O2含量分析仪探头对所抽取的样进行含氧量检测。

为了避免安装检测单元一对整个系统的漏风率造成影响，其抽气管71与风箱20接触区域采用焊接进行密封。

更进一步的，为了保证整个系统漏风率检测的准确性，在抽气管71插入风箱20的一端的管壁上开设有多个吸气微孔，所述吸气微孔设置于背离炉篦条的一端，烧结时所产生的烟气在主抽风机50的作用下，流向风箱20，由于抽气管71本身的存在，其气流沿着抽气管71外壁向下移动，因而，烟气中的大颗粒物对位于抽气管71下方的吸气微孔影响小，大颗粒物会继续向下移动，从而避免大颗粒进入吸气微孔中或者堵塞吸气微孔，从而保证含氧量检测结果的准确性。

本实施例中多个吸气微孔沿着抽气管71的长度方向等间隔设置。

优选的，为了进一步避免大颗粒物移动至吸气微孔中，其抽气管71的端面进行密封设置，检测时只以吸气微孔所吸取的气体进行检测；此外，多个吸气微孔关于炉篦条的中轴线对称设置，且吸气微孔的直径为2.80-3.20mm，本实施例中吸气微孔的直径为3.0mm。通过对吸气微孔的布局进行设计，使得在取样更加具有代表性，从而保证后续漏风率计算的准确性；同时，限定吸气微孔的直径，能够避免吸入较大的烟尘颗粒，而影响检测结果的准确性，同时也能够保证较小的烟尘颗粒能够进入抽气管71中，避免个吸气微孔发生堵塞而影响测量结果。

由于检测单元一需要对不同的风箱20进行检测，因此，为了避免相互取样检测相互影响，在每个连通管72上安装有电磁阀73，由该电磁阀73控制连通管72的通断。

优选的，本实施例中电磁阀73采用常闭式电磁阀，该常闭式电磁阀通过一PLC控制器76进行控制。

此外，抽气泵75在工作时，其真空度控制在4.80-5.20kPa。优选的，本实施例的真空度控制为5.0kPa。

本实施例的抽气泵75按顺控时序分别将1#～N#风箱20的烟气泵送至安装有氧化锆O2含量分析仪探头，从而实现交替连续测量出测点1处的烟气的实时O2含量，经过测量后的烟气沿着管道进入大烟道30中。

为了进一步提高检测结果的准确性，在对不同风箱20所抽取的烟气进行检测时，需控制检测间隔时间，由于连通管72本身长度的不同，以及管腔77残存的上一次检测的烟气，该情况根据实际生产使用进行调整。本实施例中相邻两个风箱20检测时间间隔控制在2-4s。

为了避免烟气中的粉尘对检测结果造成影响，在抽气泵75与电磁阀73之间安装有一过滤器74，通过过滤器74对粉尘进行过滤。

同理，结合图3和图5，对于测点2、测点3分别采用一检测单元二对其进行检测，该检测单元二的结构设计与检测单元一的结构设计相同，其中一个检测单元二用于对连通大烟道A31的风箱20支管的烟气进行取样，从而检测出测点2处的含氧量；另一个检测单元二用于对连通大烟道B32的风箱20支管的烟气进行取样，从而检测出测点3处的含氧量。

此外，在每个风箱20的支管安装有流量计，通过流量计检测流经对应支管的气流量量。

通过对不同的测点的位置进行测量，对所测得的数据进行相应处理，获得每台风箱20、以及总的烧结系统的漏风率，从而对整个系统以及各个区域进行检测，并指导生产，从而能够改善烧结产品的质量。

本实施例的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统的测量方法，采用上述的一种用于在线测量烧结机漏风率的系统，其过程为：

假设烧结混合料从料面点火开始向下烧结，直至全部烧结成矿，需要时间为t；烧结机的有效长度为L(m)，烧结机当前机速为v(m/s)。则：

其中，t表示漏风率测量周期时间，即每t时间段可以进行一次漏风率测量。

假设烧结机有N个风箱20，每个风箱20的有效长度为L1、L2……LN，每个风箱20的电磁阀73的开启时间为t1、t2……tN，则：

……

设氧化锆O2含量分析仪探头的采样频率为η(Hz)，则测点1、测点2(A1)、测点3(B1)所对应的O2含量数据采样个数为m1、m2……mN，则：

m1＝(t1-t1延)×η

……

mN＝(tN-tN延)×η

其中，t1延……tN延为每个测点的烟气从抽气管口流动至管腔77需要的时间，即每个风箱20的待测气体自抽气管口流动至管腔77期间的数据需要舍弃(此阶段为上一个测量周期遗留的气体)，因此“电磁阀开启时刻+tN延”的时刻才是有效数据采样并记录的开始时刻。

将每个风箱20的靠近炉篦条处的烟气O2含量(测点1)有效采样值记为O2(箱1)i……O2(箱N)i，则测点1的每个风箱20的O2含量平均值分别为：

……

以此类推，分别将A1、B1处的每个有效采样值记为O2(A1测)i……O2(AN测)i、O2(B1测)i……O2(BN测)i，则可以测算出A1(测点2)处与每个风箱20对应的O2含量平均值，分别记为：

……

该测点2的数据采样，需比对应的测点1再延时约1s～2s，即台车篦条处的烟气流动至对应风箱支管测点所需的时间。

同理，测算出B1(测点3)的O2含量平均值，分别记为：

……

该测点3的数据采样，需比对应的测点1再延时约1s～2s，即台车篦条处的烟气流动至对应风箱支管测点所需的时间。

上述过程中，其中公式中的i为采样值的序号。

根据以上测量数据，可以实时计算出台车10至每侧每个风箱支管处的漏风率，即台车风箱支管漏风率，分别为：

……

……

对应于每个风箱20的电磁阀73的开启时间t1、t2……tN，对每侧每个风箱支管的气流流量同步进行测量并计算平均值，设每侧每个风箱支管的气流流量分别为Q(A1)1、……、Q(A1)N，Q(B1)1、……、Q(B1)N。

计算每个风箱20对应的炉篦条处抽入风箱的原始烟气总量为：

Q1Σ＝Q(A1)1×(1-k(A1)1)+Q(B1)1×(1-k(B1)1)

……

QNΣ＝Q(A1)N×(1-k(A1)N)+Q(B1)N×(1-k(B1)N)

再计算出由每个风箱20对应的炉篦条处抽入风箱的原始烟气中的总O2量为：

Q(O2量)1＝[Q(A1)1×(1-k(A1)1)+Q(B1)1×(1-k(B1)1)]×O2(测点1)1

……

Q(O2量)N＝[Q(A1)N×(1-k(A1)N)+Q(B1)N×(1-k(B1)N)]×O2(测点1)N

台车10炉篦条处抽入风箱20的全部烟气的平均O2含量为：

测点2的合计烟气的平均O2含量为：

测点3的合计烟气的平均O2含量为：

分别计算出测点1至测点2、测点1至测点3的平均漏风率为：

通过除尘器40处所测得的烟气测量数据，即测点4和测点5，其采样时间与以上漏风率测量采样时间一致，获得平均O2含量数据，分别记为：O2(A2)、O2(B2)；

则，烧结系统大烟道A31系列的漏风率为：

烧结系统大烟道B32系列的漏风率为：

因此，系统总平均漏风率为：

通过上述过程能够更加准确及时的获取整个烧结系统、以及各风箱20的漏风率，将其结果与相关烧结工艺操作数据结合，可以对不同时期的烧结生产开展定量对比分析，此外，可以提供及时检修维护烧结机系统的依据，有利于优化生产工艺操作，及时降低烧结机系统漏风，实现降低烧结系统电耗的目的。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

一种用于在线测量烧结机漏风率的系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。