高炉冷却壁水温差高精度测量装置

　　1 引言

　　高炉软水密闭循环系统冷却壁水温差测量问题在我国冶金行业一直是个没有解决的难题。随着高炉控制技术的发展和工艺要求的提高，高炉冷却水温差测量和控制就显得更为重要。在实际生产中，冷却水温差过大反映了炉壁温度过高，严重影响高炉寿命，加大冷却水量就可以使温差变小，但温差过小则造成能源浪费，增加生产成本。准确稳定的测量温差是控制的基础，对于高炉热负荷的计算，冷却水温差是一个重要的参考数据。从现代炼铁工艺要求看，准确稳定的水温差测量对指导高炉炉型的维护至关重要。

　　以武钢1号高炉(22 00m 3)为例，冷却水温度测量点围着高炉分为8列，每列由下到上用6只传感器分为5段测量。从下部进水到上部出水总的温差最小为3℃，平均每段温差仅0.6℃，实际情况是:有的段可能达到1℃，其他段的温差就可能小于0.5℃ 。为避免温差示值的逆转(进水温度高于出水温度)就要求温度测量仪表的绝对误差必须小于0.2℃ 。

　　由于高炉工作环境差，温度高，湿度大，温差测量信号极小的原因，现在普遍采用的测温技术及测温系统分辨率、一致性和稳定性方面都达不到要求。因此，研究一种高分辨率、高精度、高稳定性的优良测温传感技术，对高炉冷却水温差进行测量势在必行。

　　2003年3月，武汉钢铁公司将其列为重点科研攻关项目，6月将武钢计控公司自行研制的产品在1号高炉做了为期1个多月的现场试验，拆下后在实验室通过了使用前后的数据对比试验，以后又以1列6只的方式安装在1号高炉运行至今。产品于11月通过了全性能样机试验。

　　2 铂热电阻测里的误差分析

　　铂热电阻具有线性好，重复误差小，适用于多种测量环境等优点。但在测量范围极小，误差要求很高的情况下，这种测量方法存在一定的缺陷。造成测量误差的原因有多种，由铂热电阻测温的原理可知，温标一t分度表是以Rpt的体电阻变化对应被测温度的，该分度并不包括由在实际测温系统中引人的接线端子接触电阻以及线路电阻所造成的附加误差，而仅仅只包含了铂测温元件体电阻制造过程所带来的离散误差。

　　目前，常温的测量都是采用Pt100或Pt1000热电阻，因此在恶劣环境下要想准确稳定分辨零点几度的温度是完全办不到的。以MOO为例，其本身的性能就不能满足工艺要求，MOO在0℃时允许误差为0.3℃,100℃时允许误差可达0.8℃。随机选用的传感器不可能满足要求。我们曾用筛选的方法选过一批特性较一致的热电阻，但使用不到一周就开始出现问题。

　　不考虑二次仪表的误差、分辨率以及Pt100本身的误差，理想情况下热电阻每度仅有0.38Ω的变化量。而在高炉现场接线处的电阻就可能从零欧姆变到几欧姆，不仅如此，这还是一个可变化的量，接头处潮湿、生锈、过紧、过松都会导致电阻不一样。接触电阻每变化0.1Ω都会使示值变化0.26℃，就可能造成进出水温度示值的逆转，令温度示值毫无价值。用Pt1000情况会好一些，其分度为0.264℃/Ω，但也无法克服接线处的电阻变化超过1Ω以上出现的问题。