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煤气信息集中采集系统在炼钢厂的应用(5月作品)

  摘要:炼钢厂的工艺生产特点造成厂区内许多区域可能会存在煤气,而这些区域覆盖面积较广,经常有作业人员进行必要的生产工作或设备检修工作,目前仅靠佩戴便携式煤气报警仪覆盖面不够,现场安装的少量固定式煤气报警仪功能不全,无法满足安全需要。

  建立煤气信息集中采集系统,可以对各个作业区域的煤气信息进行监控,及时提醒相关区域作业人员,遇到煤气严重泄露等事故,可及时判断泄露覆盖区域,采取相应应急处置措施,保障人员安全。

  关键词:煤气信息,集中采集系统,炼钢应用

  1.概述

  炼钢厂作业区域煤气管道及煤气设备、设施较多,一旦发生煤气泄露,涉及作业区域较多,影响的范围较广。如果不及时进行应急处置,可能会导致多人煤气中毒事故发生。

  建立煤气信息集中采集系统前,炼钢厂在用的为便携式煤气报警仪56台(S-450型号39台,PGM-1110型号17台,)固定式报警仪22台(SP1203型号20台,SP1204型号2台),煤气报警仪探头56台(SP1104型号25台,SP3104型号23台, GT-1031型号8台)。

  虽已基本布置在煤气主要区域,但由于安装时间较长,现场作业环境较差,导致故障率较高,维修率偏高,给使用带来了不便,且便携式报警仪数量的局限性,及固定式报警仪和探头的功能的局限性,安全保障能力不高(SP1104现场不能显示、SP3104无现场报警功能、GT-1031无现场报警功能)。因此建立一套具备集中监控功能,且探头现场可以报警的煤气信息采集系统十分必要。

  2 炼钢厂煤气危险区域分析

  安全煤气信息集中采集系统的前提为对煤气危险区域进行分析,经对区域煤气设备、设施情况分析,炼钢区域存在煤气危险的区域如下:

 

序号
区域
煤气设备设施
发生煤气泄露原因
备注
1
转炉区域及各层平台
转炉(产生煤气)二文三脱、煤气管道
烟道密封不严,二文三脱、煤气管道密封不严
 
2
风机房
风机、煤气回收管道、相关阀门
风机、回收管道密封不严,阀门故障、密封不严
 
3
连铸区域
煤气管道、中间包烘烤器、水口烘烤器、厂房西侧主煤气管道
管道密封不严,烘烤器燃烧不充分、熄火
 
4
钢、铁水包烘烤烤包区域
煤气管道、钢、铁水包烘烤器
管道密封不严,烘烤器燃烧不充分、熄火
 
5
白灰窑
煤气管道、煤气燃烧器
管道密封不严,燃烧不充分、熄火
 

  3.煤气集中采集系统设置布置

  为达到煤气信息集中采集的目的,系统采用以下布置:报警仪探头通过4-20mA标准信号传输至控制器,控制器通过RS485信号传输至用户工控机系统,可实现检测现场、主控室和调度室同步显示。图示如下:

  4.组成及技术参数

  4.1报警仪选型及技术参数

  4.1.1选型规格:

  需选用防爆型且能够现场显示煤气浓度且具备报警功能的报警仪探头。选用如下:

 

基本型号
后缀
防爆型式
线制
显示
总线
超强防腐
声光接口
温度变送
一键
标定
备注
GT-1020
TF
隔爆
3线
 

  ●表示具有此功能;○表示无此功能;☆表示可选功能

  注:GT-1020型报警仪可测各类有毒、有害气体;

  4.1.2技术参数 

 

指标名称
GT-1020TF
防爆等级
隔爆ExdIICT6
接线方式
三线制
测量原理
电化学
测量气体
CO
响应时间
<15s
检测误差
≤±2%F.S CO
用户界面
液晶显示,遥控器同步显示
安装方式
可安装于墙体或管道,双出线孔
IP等级
IP65
最长距离
2000m(与GC系列控制器配合使用)
功耗
≤2.5W
工作温度
(-30~50)℃
工作湿度
10%~95% RH
工作电源
10VDC~30VDC
10V DC~30V DC
防腐探头
防腐不锈钢材料
温度变送功能
声光接口输出

  4.1.3煤气报警仪探头安装位置

  根据煤气区域分析,在相应的区域合理设置探头位置和数量。见下表:

 

序号
区域
煤气设备设施
安装位置
探头数量(台)
备注
1
转炉区域及各层平台
转炉(产生煤气)二文三脱、煤气管道
转炉主控室、各层平台立柱
32
 
2
风机房
风机、煤气回收管道、相关阀门
一楼、二楼南北墙分布
20
 
3
连铸区域
煤气管道、中间包烘烤器、水口烘烤器、厂房西侧主煤气管道
中包烤包器、立式烤包器附近立柱
12
 
4
钢、铁水包烘烤烤包区域
煤气管道、钢、铁水包烘烤器
修包跨北墙
4
 
5
白灰窑
煤气管道、煤气燃烧器
主控室、窑头、窑尾、煤气排水器附近立柱
6
 
合计
72
 

  4.2控制器选型及技术参数

  4.2.1选型规格表

型号
安装方式
备用电池
通道数
RS-485
显示方式
GC-1010A
壁挂
18V/ 7Ah
10
1
系统级液晶屏+10通道级数码管

  4.2.2技术参数:

 

指标名称
GC-1010A
壳体形式
碳钢板筋壳体
安装方式
壁挂式
连接的变送器数量(通道数)
10个
变送器连接方式
两线制,三线制
蓄电池
18V/7Ah
历史数据查询
保存最近24小时的历史数据
显示
系统级240*128点阵带背光液晶屏,10组通道级高亮数码管
报警蜂鸣器
1个(>85dB)
模拟量输入
10路4-20mA输入
RS-485通讯
1路
继电器报警输出
23路 ,触点容量250VAC/3A 30VDC/3A
最大功耗
60W
工作温度
-10~50℃
输出电源
(24V±1V)DC
工作湿度
10%~90% RH
工作电源
220VAC/50Hz
检测范围
0~25mA
测量分辨率
12uA
响应时间
10通道轮巡,周期小于1s
检定周期
1年
外形尺寸
370mm´290mm´131.5mm (高´宽´深)

  4.2.3控制器安装位置:

  由于每个控制器只有10个通道,最大连接探头的数量只有10台,因此对探头较多的区域需要进行合理安排控制器,具体见下表:

 

序号
区域
安装位置及控制范围
控制器数量
备注
1
转炉区域及各层平台
转炉主控室(每室一台,垂直控制炉座区域安装的探头)
4
 
2
风机房
新风机房、老风机房各一台(各控制10台探头)
2
 
3
连铸区域
2#机主控室、4#机主控室各一台(各控制6台探头)
2
 
4
钢、铁水包烘烤烤包区域
修包值班室(区域4台探头)
1
 
5
白灰窑
主控室(区域6台探头)
1
 
合计
10
 

  4.3监控终端:

  采集的信息通过探头到达控制器,通过RS485信号传输至用户工控机系统,通过电脑界面显示各区域探头数据。工控机设置在厂调度室和安环科各一台。

  5.技改效果分析

  本系统可实现以下功能:

  a.GT-1020型煤气报警仪探头可现场显示煤气浓度数值;

  b.GT-1020型煤气报警仪探头设置两级报警,现场煤气浓度达到100ppm一级报警,现场煤气浓度达到200ppm二级报警,二级报警较一级报警蜂鸣声音急促;

  c.控制器界面可显示监控控制区域煤气浓度数值,且同步进行报警,主控工可对控制区域煤气浓度进行监控。

  d.工控机界面显示全部探头显示的煤气浓度数值,且另有报警点统计,调度室和安环科可对全系统的煤气浓度进行监控,对发生报警的点位采取应急措施

  6.结论

  通过煤气信息集中采集系统的安装,作业区域人员可对现场煤气浓度状况进行了解,

  现场报警可提醒人员注意安全;主控室可对控制区域进行在线监控,对控制区域作业进行安全提醒;调度室和安环科可对全厂范围的煤气信息进行监控、全面掌握煤气信息,假如局部区域发生煤气泄露事故,调度室和安环科可及时采取预防控制措施,通知相关区域做好预防,安排解决漏点,一旦煤气严重超标,可以制定合理的撤离路线,尽早安排人员撤离,提高应急反应速度。在很大程度上提高了煤气区域作业的安全系数。

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