高炉气力输送煤粉流动参数在线检测技术的研究与应用

作     者：管宇鹏 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王玉涛

授予年度：2018年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：介电常数补偿 质量流量在线检测 软测量 直接接口技术 

摘      要：气力粉体输送技术已经在冶金、电力等行业得到广泛应用。其中,质量流量、速度等流动参数是反映气固两相流流动状态的重要参数,对工业生产过程,尤其是对于生产过程的自动化和节约能源至关重要。本文以国家自然科学基金重大项目课题“大型高炉的两贴过程运行信息的高性能检测方法研究为研究背景,以柳钢2#高炉煤粉喷吹系统为研究对象,针对柳钢喷煤系统输煤总管输送距离长、输煤总管尺寸大及煤种频繁变换的特点,设计了一种能够介电常数补偿煤粉总管质量流量检测系统。论文主要开展如下工作:(1)研究了固相体积浓度的测量方法,提出了一种电容式直接接口的固相体积浓度测量方法,并针对直接接口技术在放电初始、结束及放电行程中的干扰问题进行了改进,为下一步固相体积浓度的测量研究进行了探索;(2)针对工业现场煤种频繁变化的情况,采用了固相介质介电常数变化的补偿方法,并基于此补偿方法建立新型气固两相流电容式浓度测量系统;(3)针对系统测量需求,设计了补偿浓度测量电路、喷煤总管浓度、速度测量电路;以LPC2388芯片为核心设计了 AD转换、以太网通信电路以及偏外存储器电路等,编程实现下位机的测量与通讯;基于Visual C++编写了上位机软件,主要实现流量模型计算、通讯、数据库管理和人机交互界面等。(4)现场安装调试总管流量计和煤粉介电常数补偿装置,实现喷煤总管与补偿传感器与上位机的数据采集与数据通信;(5)建立了煤粉质量流量测量模型,并实现了煤粉质量流量测量模型的在线校正;(6)采用文本设计的煤粉质量流量检测系统,在柳钢2BF进行了连续24小时的煤粉质量流量检测性能测试,与电子秤1小时的喷煤总量进行对比,10s瞬时流量的小时累积流量偏差小于5%。