压力变送器

不锈钢耐震压力表热式气体质量流量计双金属温度计手操器热电阻一体化温度变送器电接点压力表阻旋式料位开关天然气流量计阻旋式料位计

修正型高精度温度计在高炉热负荷监测中的应用

作时间:2019-08-02  来源:  作者:
   

 摘 要:针对高炉炉体热负荷模型精细化检测时对温度计精度的高要求,在宝钢湛江高炉设计中采用了一种新型的短流程、数字化温度计,较大地减少了项目实施时的工作量,并有效地保证了热负荷计算所需数据源的精度要求,完全满足现场生产的要求。7Qe压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
引言 
 
高炉炉体热负荷监测应用中,需要精细化监测冷却壁的进出口支管温度差,而该温度差值信号小,加之高炉周边环境差,目前普遍采用的常规测温技术及构成在测温系统精度、一致性及稳定性方面都不尽如人意 [1]。在湛江高炉设计时,采用了新型温度检测仪表——修正型高精度温度计 [2]。投产两年多来,采用该温度计构建的高精度温度监测系统运行良好,为热负荷计算提供了稳定可靠的数据来源。
 
1·典型热电阻测温系统的误差构成
 
典型热电阻测温系统的误差产生主要有:测温材质特性、环境干扰、传输过程中的接头接触不良等、传输电缆材质不均、电阻信号转变为温度值的转换误差、A/D转换采样误差等 [3-4]。
 
2·修正型高精度温度计特点及优势
 
修正型高精度温度计,主要从“硬”误差“软”修正、解析传输数字化两方面着手,借助缩短信息流传递路径、减少信号转换步骤,从而降低 A/D 转换、采样、传递等造成的综合误差,并增强了设备的易接入性。
 
2.1 硬误差软修正获得真值 
修正型高精度温度计采用好创修正技术,shou先,通过均衡温场标定,在非标准化温度计的整个量程范围内,选择多点作为测试点进行测试,对比 ITS-90 国际温标的标准温度计的输出真值,计算出非标准化温度计的测量结果与国际温标真实值之间的测量误差,再采用#小二乘法原理拟合出非标准化温度计硬误差曲线;然后,在实测应用状态下,根据拟合出的非标准化温度计硬误差曲线以及热电阻实际测量值,以电阻测量误差趋于零为目标,采用自学习的方法,获得软修正算法嵌入曲线的特征系数,如图 1 所示。温度计设计制造时,将此特征系数作为该温度计的补偿系数,存储于温度计的数据处理器中。因此,对于每一支温度计,都获得一个量身定制的修正曲线,以确保该温度计输出的数据是#接近于真实值的。实现非标准化温度计经修正后,其温度输出值都贴近于国际温标温度真值的效果如图 2 所示。
正型温度计硬误差与软修正曲线正后输出值与国际温标曲线
2.2 短流程数字化减小过程误差
修正型高精度温度计在非标准化温度计接线盒中增设一体化数字转换与修正器,包括温度信号检测模块、数字转换模块和补偿算法模块,将温度信号检测模块得到的电阻测量值通过设备内部的引出线送数字转换模块实现 A/D 转换后,以数字信号方式直接传输到补偿算法模块,#终输出贴近国际温标温度真值的数字化温度信号。该结构形式能够有效避免传统热电阻温度计测量转换回路中现场接线端子接触不良、热电阻信号传输线缆材质不均、传输过程环境影响、温度变换器与 DCS( 或PLC) 的 A/D 转换多次重复采样等造成的综合误差 [5-6]。
 
2.3 多种协议易于接入
修正型高精度温度计在非标准化温度计接线盒中植 入 有 C-MBus 总 线 通 信 模 块, 结 合 通 用 的 GW 网关 控 制 器 使 用, 能 够 轻 松 实 现 修 正 型 高 精 度 温 度 计与 ControlNet、DeviceNet、CC-Link、Profibus DP、Modbus TCP、工业以太网等一系列主流工业网络协议产品之间的通信,方便接入工业控制系统 [2]。
 
3·修正型高精度温度计的应用
 
湛 江 高 炉 炉 体 冷 却 壁 冷 却 水 系 统 采 用 纯 水 密 闭循 环 系 统, 纵 向 分 为 3 段, 周 向 分 为 8 区 [7-9]。 其 中H1 ~ H7、B1、B2 环为第 1 段,共计 300 串水头;B3、S1 ~ S4 环为第 2 段,共计 300 串水头;炉身上部 S5、S6、R1 ~ R3、LH 环 为 第 3 段, 共 计 252 串 水 头。H1~H7 环为横型冷却壁,每 5 块或 6 块冷却壁水平串联,其余各环冷却壁为竖型冷却壁,从下往上依次串联。根据工艺设计计算,各环冷却壁设计热负荷与冷却水流量及温升如表 1 所示。
纯水系统设计热负荷及水温升表
为了模型的精细化,理论上要求能够检测每块冷却壁进出口支管温度,通过测得的出口支管温度与进口支管温度温度相减,得到每块冷却壁的温升。结合表 1 温升数据可以看出,要求温度测量仪表的误差必须足够小,否则就对热负荷计算带来困难,甚至可能出现进水温度高于出水温度这种不符合逻辑的坏值。因此,高精度温度检测仪表在炉体热负荷监测中是必要的。
 
3.1  热负荷计算模型及监测点设置
根据高炉操作要求,控制系统需接收仪表送来的单元冷却水的温度和流量,计算各单元的实际热负荷,并将此热负荷值与设定值比较,当超出管理界限时,发出报警。
 
热负荷计算模型公式 [10] 如下:
20190802152435.jpg
 
上述式中: 为冷却单元 i 的热负荷;为冷却水给排水温度差,、分别为冷却水排水和给水温度;为冷却水给排水流量;C 为水的热容;为冷却单元单位面积上热负荷;为单元冷却面积。
 
从模型中可以看出,为了计算热负荷,除了需要检测温度差之外,还需测量流经各冷却壁的冷却水流量。在湛江高炉工程中,冷却壁各段之间设置分区供排水集管,在分区供排水集管之间的联通管上设置了流量计,测量该区冷却水总量,通过调节供排水支管上的阀门将该区域各支管水量分配平衡。通常在横型冷却壁 H1 ~ H7 环的每 3 块串联的冷却壁进出口支管设置温度计,在重点关注的铁口区域附近的每块冷却壁进出口支管设置温度计,在竖型冷却壁 B1 ~ LH 环的每环周向的每第 3 块或第 4 块冷却壁进出口支管上设置温度计。通过这些监测点的设置,每环冷却壁 8 区每区的流量与温度都得到了合理有效的检测值,为热负荷计算提供了可靠数据。
 
3.2  系统构成及配置
为保证系统精度、易于系统构成及便于施工,湛江高炉炉体热负荷的温度检测采用修正型高精度温度计与GW 网关的方式,其系统整体构成如图 3 所示。
修正型温度计检测系统构成
根据监测点设置要求,湛江高炉炉体热负荷监测系统温度仪表配置如下:393 支高精度温度计、20 个密集接线箱和 16 个 GW 网关(15 用 1 备),网关集中盘装,设置于出铁场电气室中。总线采用耐热双绞电缆。在温度计安装设计时,为了便于后期维护与更换的便利性,采用了支持在线插拔的安装接口附件 [11]。
 
3.3   应用效果
修正型高精度温度检测系统硬件搭建好后,在操作员站上的原有 Rockwell 的 FTView 控制画面中,设计了一幅高精度温度检测系统的 MODBUS TCPIP 网关监测画面,在该画面上,可以一目了然地查看所有网关及所有修正型高精度温度计的状态与当前值,如图 4 所示
 
在该批次修正型高精度温度计出厂鉴定时,随机抽取了其中的 10 支,在恒温油槽中进行检验,得到的误差值与热电阻 AA 级精度允差值 [12] 对照表如表 2 所示。从表 2 中可以看出,修正型高精度温度计在炉体水温测量量程范围内,抽样试验的误差均值都在 ±0.05℃范围内,优于guojia标准对铂热电阻的 AA 级的允差值的要求,能够满足高炉热负荷监测对测温装置的精度要求。在投产至今的 2 年半以来,运行稳定,年故障率约在 2% 左右,低于常规热电阻通常的 5% 的故障率。
 
4·结束语
 
采用修正型高精度温度计进行监测炉体热负荷的这套系统随湛江 1 号高炉于 2015 年 9 月投产,运行至今,实际应用效果反应良好,较好地解决了炉体热负荷监测对温度计的高精度要求,满足了生产监测控制的需要,总线型接线方式也为当初建设减少了施工量、争取了施工时间。但目前修正型高精度温度计的接线采用各传感器在密集接线箱中并联接在总线干线上的方式,这虽在一定程度上降低了总线故障的影响面,但同时也损失了总线节省电缆、大大减少工作量的优势。因此,在以后的改进中,修正型高精度温度计集成设计一种能满足现场工况的高防护等级的三通快速总线接口很有必要。另外,目前每个网关能够连接的温度计支数不得超过 31 支,有待进一步提高网关的驱动带载能力。
注明,三畅仪表文章均为原创,转载请标明本文地址

您可能感兴趣的文章 Technique
相关产品 Technique
产品分类 ProductsClass

压力变送器厂家

隔膜式单平法兰远传压力变送器

空压机专用压力变送器

恒压供水压力变送器

卫生平膜型压力变送器

炉膛负压变送器

罗斯蒙特3051S压力变送器

压阻式压力变送器

压力变送器壳体

HART375手操器

HART475手操器

3051TG压力变送器

压力控制器

卫生型隔膜压力变送器

隔膜密封式压力变送器

扩散硅压力变送器

SC530A压力变送器

SC430A压力变送器

SC433卫生型压力变送器

SC-BP800压力变送器

智能压力变送器

单法兰压力变送器

一体化风压变送器

高温压力变送器

小巧型压力变送器

2088扩散硅压力变送器

负压变送器

绝对压力变送器

扩散硅压力变送器

3051压力变送器

远传法兰变送器

智能变送器

差压变送器厂家

高静压差压变送器

微差压变送器

单法兰远传压力变送器

隔膜密封式差压变送器

智能差压变送器

双法兰毛细管差压变送器

双法兰差压变送器

远传差压变送器

法兰安装式差压变送器

电容式差压变送器

单法兰凸膜片远传差压变送器

双平法兰远传差压变送器

双法兰高精度差压变送器

单法兰隔膜差压变送器

单法兰差压变送器

SC3351DP智能微差压变送器

液位变送器厂家

射频导纳料位开关

射频导纳物位计

单法兰液位计

硫酸储罐液位变送器

射频导纳料位开关

静压式液位变送器

射频电容液位计

高温投入式液位计

双法兰远传液位变送器

电容式液位变送器

差压式液位计

差压式液位变送器

双法兰液位计

射频导纳物位开关

射频导纳液位计

磁致伸缩液位计

单法兰液位变送器

阻旋式料位开关

投入式液位计

法兰式液位变送器

法兰式液位计

电容式液位计

双法兰液位变送器

高温投入式液位变送器

防腐投入式液位变送器

投入式液位变送器

音叉开关

料位开关

温度变送器

一体化温度变送器

一体化数显温度变送器

双金属温度计

WSSX-411电接点双金属温度计

WSS-401双金属温度计

WSS-481双金属温度计

WSSE-411一体化双金属温度计

WSSX-481B防爆电接点双金属温度计

WSSX-410B防爆双金属温度计

WSSE-501一体化双金属温度计

WSSE-401双金属温度计一体化

指针式温度计

热电偶

高温高压热电偶

高温贵金属热电偶

热风炉拱顶热电偶

电站测温专用热电偶

铠装铂铑热电偶

隔爆热电偶

防爆热电偶

高温高压热电偶

耐磨阻漏热电偶

耐磨热电偶

耐磨切断热电偶

装配热电偶

铠装热电偶

铂铑热电偶

耐磨热电偶

密炼机用耐磨热电偶

低温喷涂耐磨热电偶

煤粉仓耐磨热电偶

水泥厂窑炉用耐磨热电偶

水泥厂专用耐磨热电偶

耐磨热电偶

热电阻

压力校验仪

压力表

数显压力表

精密数字压力表

压力变送器知识
热门文章Technicalnews
智能差压变送器 扩散硅压力变送器 射频导纳开关 投入式液位变送器 双法兰液位变送器 一体化温度变送器 单法兰液位变送器
旋进旋涡流量计|射频导纳液位计|压力控制器| 压力表|隔膜压力表|耐震压力表| 耐磨热电偶|天然气流量计|压缩空气流量计|热式气体质量流量计| 氨气流量计| 热电阻|投入式液位计|
静压式液位计|热电偶温度计|电接点压力表|精密压力表|智能压力校验仪|横河EJA变送器|
销售热线:0517-86998326 86998328 18952302362 13915186942 传真:0517-86998327
3051TG压力变送器 淮安市三畅仪表有限公司 压力变送器 液位变送器 差压变送器 制作版权所有 http://www.tx7878.cn/ © 厂址:江苏省淮安市金湖工业园区