组合式浊水净化装置在首钢长钢连铸系统的应用

第一篇：组合式浊水净化装置在首钢长钢连铸系统的应用

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组合式浊水净化装置在首钢长钢连铸系统的应用

组合式浊水净化装置在首钢长钢连铸系统的应用

摘要:组合式浊水净化装置是首钢长钢公司炼钢厂水处理系统的重要设备，大力推广组合式浊水净化装置，有效地去除连铸浊环水中的悬浮颗粒和油污，改善连铸浊环的水质，提高铸坯质量，保证生产正常顺行有着重要的意义。

关键词:组合式浊水净化装置 连铸浊环水 悬浮颗粒 油污

中图分类号：S969.38文献标识码： A

前言

首钢长钢公司连铸浊环水由于水质差，对品种钢的开发和生产的顺行造成了一定的影响，通过本次技术改造和完善工艺成功地解决了此问题。现状及原因分析

2.1现状

目前我厂5#、6#、8#机二冷喷淋系统均采用气雾冷却喷嘴，正常三台机生产时系统循环水量为1400～1500m3/h,系统压力为0.7～0.8MPa左右。

2011年改造前工艺图见图1。

图1 2011年改造前工艺图

传统的浊环水采用：一次铁皮坑→二次铁皮沉淀→过滤→冷却→回收二次使用，也有采用一次铁皮沉淀→化学除油→冷却→回收二次使用，这些普通的传统水处理工艺只适用于普通钢的生产，但随着冶金企业的发展和市场对高端钢种的要求，各冶金企业的发展逐步从规模化向高端效益化发展，我单位经过多年的发展现已具备向品种钢开发的基础，目前开发的品种钢主要有45#、65#、70#硬线钢、ER50-

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ER70s-

6、H08A、H08E、SWRH77B等八个新品种。随着品种钢的开发，对连铸系统二冷喷淋水水质的要求也越来越高，尤其是二冷喷嘴由原来单纯的水冷喷嘴改造为气雾冷却喷嘴后，目前我厂传统的水处理工艺已不能满足现有品种钢生产对水质的要求，虽然在2008年进行了局部工艺改进，但距品种钢开发对水质的要求仍有一定的差距。

目前我厂化学除油的几个相关技术参数（2座）

化学除油池：其中长=10000mm，宽=10000mm

高度：5.5m水深：5.2m

表面负荷：7.5m3/m2h 停留时间：41.6min

进入化学除油池的水流上升速度ν=0.002m/s

化学除油池的水力条件数据公式雷诺数Rr=v﹒R/ν=217.9

V为水流上升速度；R为水力半径0.0625；

ν为水的运动粘滞系数，水温为48℃时，ν=0.0057344cm2/s

雷诺数Rr=2.17

弗汝德数Fr=v﹒v/(R﹒G)=6.5×10-7

与同类型平流池相比，化学除油池水流雷诺数比平流池低，而弗汝德数基本与平流池接近，说明化学除浊池中水流基本为层流，但层流现象不稳定，化学除油池对细小铁皮的沉淀和除油效果不理想。

2.2目前存在的问题分析

1、通过几年实践运行发现，连铸浊环水质运行不稳定、悬浮物波动大，ss=50～200mg/L，水中含油量超标大于15 mg/L以上，导致连铸喷嘴频繁堵塞。

2、目前高速过滤器内滤料主要为无烟煤和石英砂，滤料的除油效果较好，但过滤精度与渗透反渗透技术相比差距较大，尤其是水质的精细过滤悬浮物含量≤20mg/L和处理水中≤20um以下的粒径，该高速过滤器达不到此精度，导致目前我厂连铸浊环水中粒径≤20um以下的悬浮物仍然存在，对品种钢的开发有一定的影响，目前气雾冷却喷嘴使用100小时以上时会有局部堵塞。

3、冷却塔长期未进行维修和填料更换，导致破碎的冷却塔填料进入水池，导致二冷气雾喷嘴堵塞。

4、目前我厂的化学除油池只作为二次沉淀池使用，系统内未投

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加凝聚剂，未达到一定的除油效果，且微小颗粒无法去除。

2.3 品种钢开发对水质的要求见表1。

表1品种钢开发对水质的要求改造方案及改造内容

3.1改造方案

三台连铸机采用组合式高效自动过滤器，组合式高效浊水净化装置是在结合法国得利满公司技术的基础上，研发出的全新一代具有自主知识产权的新一代净水装置。该设备主要是结合旋流分离及污泥循环回流为主要的一项沉淀澄清新技术。即利用浓缩后的具有活性的污泥作为“催化剂”，借助高浓度优质絮体群的作用，大大改善和提高絮凝和沉淀效果，减少了絮凝剂（PAM）的投加量。

3.2改造内容

该产品的适用范围及运行参数如下：

1、应用于冷却水和循环水等含油含悬浮物的浊环水系统。

2、进水悬浮物含量SS≤350 mg/L。

3、出水悬浮物含量SS≤25 mg/L。

4、进水油含量≤50 mg/L。

5、出水油含量≤8 mg/L。

6、进水温度≤80℃。

7、进水压力0.25MPa—0.4 MPa。

工艺流程（虚线框为成套供货设备）见图2

图2组合式高效自动过滤器工艺流程图

回收污水：用于渣场钢渣冷却和炼铁水渣冷却。可回收利用800～900吨/天，反洗排污水年节约用水30余万吨，达到了节能减排的目的。

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专业论文 改造效果

该产品是常规平流沉淀池和砂式过滤器及化学除油器的更新换代产品，同时具有两种设备的功能。利用PLC实现自动化控制。设备具有水头损失小、滤速高、截污能力大、空隙率高、滤料不会跑料、不担心乱层、滤层不会板结的特点。

设备反洗采用具有自主知识产权的双旋流智能清洗方式，利用气、水交替反洗，加上自主研发的PF-B特种高分子纤维滤料具有亲水憎油特点，使反冲洗更加合理，滤料能够得到彻底反洗再生。

改造前后水质变化见表2

表2改造前后水质变化

改造效果：

（1）沉淀效果好，出水水质稳定（一般悬浮物SS＜5mg/h）,中间圆筒是含油杂质。这主要得益于混凝剂、絮凝剂及污泥回流的联合应用以及合理有效的混凝手段的应用。

（2）占地面积小。较常规的平流式沉淀池和化学除油器少50%左右。因为其上升流速高，且为一体化构筑物（包括旋流分离、动态混合、污泥回流、絮凝反应、重力沉降及污泥浓缩排放等）布置紧凑，不另设污泥浓缩池。

（3）排污浓度高，一般可达20g/L以上，高浓度的排泥可减少水量的损失。

（4）抗冲击负荷能力较强，对进水的流量的变化和水质波动都能自动调整适应。使出水水质保持稳定，本产品实现自动化控制，实现无人值守。

（5）该产品絮凝剂与助凝剂的混合、反应均采取无动力式（靠自身的水流），不需要机械搅拌等其他辅助措施。降低电能消耗，节约了运行成本。

效益分析

通过本次技术改造，使连铸浊环水的水质得到了有效改善，既对

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铸坯的质量和生产的顺行奠定了坚实的基础，又降低了职工清理喷嘴的劳动强度，也实现了节能减排的目的。年节约新水30余万吨，降低水耗费用60余万元。

结束语

该设备主要是结合旋流分离及污泥循环回流为主要特点的一项沉淀澄清新技术。通过对设备投资，运行成本，处理效率，操作维护等因素的全面对比分析，综合各项可以看出，组合式高效自动过滤器具有滤速高，工作周期长且产水量大，设备体积占地小，滤料截污量大，反冲洗耗水量小，滤料再生能力强，且劳动强度小，综合投资费用低等优点。在冶金连铸浊水的处理中，有较大的推广和适用价值。

参考文献

[1]张忠祥、钱易.废水处理新技术[M].北京：清华大学出版社，2004：230-265

[2]秦迎生.提高污水回用率，减少废水耗用量[J].冶金动力，2008.1

[3]龙川、柯水洲等.含油废水处理技术的研究进展 [J].工业水处理，2007.8

作者简介

李长海（1977-），男，在职研究生学历，给排水工程师，现从事水处理技术管理工作。

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第二篇：煤矿井下净化水幕控制装置在常村煤矿的应用

煤矿井下净化水幕控制装置在常村煤矿的应用

摘要：针对常村煤矿井下巷道空气中存在着大量漂浮着的煤尘与岩尘，对井下工人的人身安全造成严重的危害，因此采煤工作面进回风巷、主要进风大巷及进风斜井和掘进工作面都增加安装有净化风流的水幕，有效降低矿井粉尘浓度，矿井作业环境得到了改善和治理。经现场使用证明，降尘效果明显，井下净化水幕控制装置为矿井高效、安全生产起到了重要作用。

关键词：井下净化水幕控制装置 煤尘与岩尘 降尘 应用

中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0492-0

11.引言

煤矿井下巷道空气中存在着大量漂浮着的煤尘与岩尘，对井下工人的人身安全造成严重的危害，因此采煤工作面进回风巷、主要进风大巷及进风斜井和掘进工作面都安装有净化风流的水幕，有效降低矿井粉尘浓度，矿井作业环境得到了改善和治理。但现有的净化水幕大多只有一个控制开关，操作人员只能在一侧控制水幕停，若到另一侧去关水幕，需要经过水幕，经常被水幕淋湿，给操作人员带来很大不便。

2.煤矿井下净化水幕控制装置在常村煤矿的实施应用

洛阳龙门煤业有限公司常村煤矿是一个年产量为45万吨的中型矿井。该矿工业广场布置有主井和副井两个井筒，副井用于提人、矸、大型材料，主井用于提煤，其中主井井筒净直径φ4.5m，井深

503.7m，主井井口标高+193.7m，落底标高-310m，表土段采用冻结法施工，井筒内装备一对4t箕斗，提升最大静张力215kn，最大提升速度7.78m/s。在正常的煤矿回采过程中，产生的煤尘与岩尘，对井下工人的人身健康，造成危害。

为了常村煤矿解决上述问题，设计一种结构简单、操作简便的煤矿井下净化水幕控制装置。

所述的煤矿井下净化水幕控制装置，其包括供水管、导水管和出水管，净化水幕两侧均设有一个直角式球阀开关，供水管通过直角式球阀开关a与两导水管一端连接，两导水管另一端通过直角式球阀开关b与出水管一端连接，出水管另一端与净化水幕连通。由于采用如上所述的技术方案，本煤矿井下净化水幕控制装置具有如下优越性：

该煤矿井下净化水幕控制装置，其通过在净化水幕两侧安设控制开关，使操作者在水幕两侧都能实现对水幕开停的控制，避免了操作人员在开停水幕时被水淋湿的窘况，且结构简单，易于加工，使用方便，使用效果好。

附图说明

图中：1-净化水幕；2-出水管；3-直角式球阀开关b；4-导水管a；5-供水管；6-直角式球阀开关a；7-导水管b。

具体实施方式

下面结合附图对本煤矿井下净化水幕控制装置作进一步详细说明。

如图1所示，所述的煤矿井下净化水幕控制装置，其包括供水管、导水管和出水管，净化水幕1两侧5m处分别设有直角式球阀开关a6、直角式球阀开关b 3，供水管5通过直角式球阀开关a 6与导水管a

4、导水管b 7一端连接，两导水管另一端通过直角式球阀开关b 3与出水管2一端连接，出水管2另一端与净化水幕1连通。上述两个直角式球阀开关都能控制净化水幕的开停，直角式球阀开关a、直角式球阀开关b均处于开启状态时，供水管中的水经导水管a或导水管b通过出水管进入净化水幕中，由净化水幕喷头喷出在巷道横断面上形成一层水幕；操作人员经过时可关闭直角式球阀开关a、直角式球阀开关b中的任一个都能关掉水幕，经过后再将其开启，即可打开水幕。

3.结语

常村煤矿采用新型的煤矿井下净化水幕控制装置以后，井下巷道空气中存在着大量漂浮着的煤尘与岩尘，被自动开启的净化水幕进行层层净化，减轻了井下工人受到的煤尘危害，有效降低矿井粉尘浓度，矿井作业环境得到了改善和治理。井下净化水幕控制装置为矿井高效、安全生产起到了重要作用。

参考文献：

[1]庞成.王宏图.谈煤矿井下煤尘防治 [j].重庆职业技术学院学报 2008（02）.[2]杨景瑞，屈瑞.煤尘防治的改进[j].河北煤炭.1995（01）.

第三篇：动态轻压下技术在攀钢板坯连铸中的应用

动态轻压下技术在攀钢板坯连铸中的应用

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来源：物资采购网 采编 时间：2007年9月10日14时36分

轻压下技术基本原理

攀枝花钢铁集团公司为了改善产品结构、增强市场竞争能力和提高经济效益，新建了一套现代化的高效单流板坯连铸机，设计年产板坯100万t，生产的板坯供给1450mm热轧板厂。随着轻压下技术在改善铸坯内部质量方面的显著效果被越来越多的应用实践所证明，该技术己被世界各国的钢铁生产厂家广泛采用，故在新建连铸机中采用了新的动态轻压下控制技术。

通过在连铸坯液芯末端附近施加压力，产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。这一方面可消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配。从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，达到改善中心偏析和减少中心疏松的目的。

系统组成和功能

控制系统组成如图1所示。

图1 控制系统组成图

一级自动化系统完成现场数据采集、过程回路控制、电气设备顺序控制、设备运转操作监视及报警等基本控制功能。二级自动化系统包括过程计算机系统和工艺技术工作站TWS。过程控制计算机系统完成生产计划、操作指导、数据计算、物流跟踪等过程控制功能。

TWS为浇铸过程控制提供特殊的工艺模型，并为操作员访问模型提供接口，同时现场设备可以通过TWS获得所需的数据。TWS可以实时、独立或离线工作，进行数据分析。在TWS上运行的模型是DANIELI公司开发的专用软件，主要有液芯控制和凝固模型(LPC)、漏钢预报模型和动态软压下模型LPC模型能根据钢种、浇铸温度、拉速等变化因素在线计算铸坯的凝固末端位置。

轻压下的主控系统是一台西门了57-400PLC，下挂5个远程1/O(ET200)，从站均通过IM153主站相连；PLC通过CP443-1与以太网相连。现场设备包括电磁阀、伺服阀、压力传感器、位置传感器等人机界面HMI主要用于设备和过程监控，过程设定功能，使用InTouch软件组态生成画面。

动态轻压下功能使用一套铸流扇形段辊控制板坯的压缩，主要控制14个扇形段(0~13段)的开口度。这些扇形段的配备如下：0~6#扇形段的每个段配备一套液压缸，维修时打开扇形段。7~13#扇形段的每个段配备一套液压辊来控制辊缝。控制开口度的目的是减少板坯的厚度而达到改善板坯内部和表面质量，包括轻压下技术是将板坯里液体部分的轴向凝固结构抑制住，朝等轴晶结构发展。扇形段0~6#和7~13#的开/关速度均为10mm/s，全行程时间均为25s。

控制设计

在浇铸过程中，动态轻压下功能中扇形段辊缝的目标位置是动态计算的。此计算基于从二级过程计算机控制系统下载的轻压下路径和最终尺寸，以及由板坯凝固模型计算的液芯长度。

动态轻压下控制模型执行以下功能：实时计算沿浇铸方向的软压下范围(需要使用的起始辊和结束辊)和实时计算该软压下范围内的压下量分布(辊的位置构成的“轮廓”)，轻压下PLC根据以上几点计算出每一个辊了的目标位置，并进行辊位置控制软件设计的闭环PID功能比较辊了实际的位置和要求值，并生成参考值用于伺服阀控制辊的开口度。浇铸期间，由板坯“跟踪”功能检查和控制所有辊的开闭顺序。如图2控制算法。

图2 轻压下控制算法图 扇形段的控制

0~6#扇形段一般是压下的；操作工在“铸机准备”方式下打开。7~13#扇形段的位置根据正在执行的顺序来控制，有下列的顺序和意外：

引锭杆插入：当引锭杆被插入，所有的扇形段打开。

引锭杆全部进入：当引锭杆被全部进入，1到13#扇形段按照引锭杆头部厚度压下(位置由操作员确定，0#扇形段保持打开。

浇铸开始和头部跟踪：当板坯头部达到扇形零段出口(由操作员确定偏差量)，扇形段压下到目标厚度当板坯头部到达每个扇形段的入口，相关的扇形段打开；当头部到达该扇形段出口，扇形段压下到目标厚度。

正常浇铸：当扇形段压下时，动态计算扇形段达到的位置，其根据是从二级计算机下载的收缩曲线和最终尺寸，还根据由板坯凝固模型计算的液芯长度，通过传热微分方程，决定液芯情况，井与LPC模型获得的钢种和浇铸变量来进行实时计算。每个扇形段入口辊的位置也取决于前一个扇形段的出口辊位置。前一个扇形段的入口位置和出口位置的开口度，以及同一个扇形段的入口和出口边，都限制在上限内(由操作员确定)。

结束顺序：当中包重量达到设定值，首先关闭铸流，为了补偿结晶器坦的板坯液体空隙，所有扇形段都压下到最终厚度。同样的顺序也能通过在铸流控制站手动选择“尾坯”方式和压下“手动浇铸结束”键来进行初始化。

浇铸停止和尾坯跟踪：根据尾坯跟踪，当尾部到达扇形段入口，每个扇形段抬起到结晶器出口厚度(加上一个偏移量)。

漏钢预防(由操作员确认)：在结晶器悬挂盘压下“漏钢预防”按扭来触发，如果浇铸的头部铸坯在铸机里，扇形段都抬起到“结晶器出日口厚度+偏移量”如果板坯头不在铸机里，扇形段以结晶器出口厚度打开。典型工况的设计

辊子打滑：在打滑情形下，操作员在HMI触发“紧急顺序”将执行：浇速度自动设定到零，所有扇形段保持到当前位置；振动台保持在最低频率进行振动；操作员重新启动铸流，浇铸速度低于最小(由操作员确定，下同)，夹紧辊的压力自动增加150%；所有扇形段打开到结晶器出口厚度；浇铸速度大于最低临界值(由操作员确定)，扇形段象回收引锭杆过程一样，靠跟踪值来控制压下顺序；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置；夹紧辊压力降低到正常操作压力值。

铸流临时停止：当速度回到零时，执行下面程序：铸机停止；所有扇形段保持原位；铸机重新启动；所有没有关闭到最终尺寸的扇形段，都以结晶器出口厚度打开；剩下的扇形段，当较薄的板坯达到相关扇形段时靠跟踪来打开；浇铸速度超过最小速度值，扇形段同回收引锭杆过程一样靠跟踪值来开始压下；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置。

铸流以爬行速度慢行：当浇铸速度降低，执行下面的程序：浇铸速度降低并且其低于最低速度临界值，所有没有关闭到最终尺寸的扇形段，都以结晶器出口厚度打开；剩下的扇形段，当较薄的板坯达到相关扇形段时靠跟踪值来打开；浇铸速度超过最小速度值，扇形段同回收引锭杆过程一样靠跟踪值来开始压下；跟踪结束，所有扇形段压下到目标位置。

铸机安全启动：由操作工通过HMI来启动，当操作启动成功，所有扇形段以结晶器出口厚度打开在初次打开后扇形段以如同回收引锭杆过程一样靠跟踪系统开始压下。

扇形段锁定：为厂对付油压失败或位置检测器失效，扇形段自动切断液压流体锁定在原位当某个扇形段己锁定，在HMI上发生报警在液压失败的情形下，当压力复原时扇形段自动解锁在位置检测器失效的情形下，只能靠操作员从HMI对扇形段进行解锁。

“无位置控制”方式：为厂对付位置检测器失效，扇形段自动转换到“无位置控制”方式，该操作方式也能用HMI进行选择当该方式投入时，相关扇形段设定为全部打开或全部关闭，不顾位置检测器的指示值对于除零号扇形段外的所有扇形段，“无位置控制”方式都能投入在此方式下，扇形段的动作顺序如下：1)引锭杆插入：扇形段全部打开；2)引锭杆全部插入：扇形段保持关闭；3)浇铸开始：形段打开直到板坯头部通过该扇形段出口，完全压下到机械限位(最后厚度)；4)浇铸中，在此方式下，强压当前扇形段的液芯位置，除非计算的液芯通过扇形段；5)浇铸结束循序：所有扇形段将关闭到最终厚度，故障的扇形段将保持关闭；6)尾：当板坯到达扇形段入口位置，扇形段由跟踪系统强制打开；7)漏钢预防：扇形段强制打开。操作员基础界面

扇形段设计操作方式：0~6#仅有手动；7~13#具有自动、速度关联、手动控制地点：0~6#和7~13#都有远控和现场所有方式的显示和选择执行，均可通过HMI来实现(现场手动方式除外)。

0~6#段：1)远控手动方式用于维护扇形段打开或压下(松开/夹紧)。2)现场手动方式用于维护目的，当此方式投入时，控制扇形段0~6段或单段打开或压下；现场方式的标示也可显示在现场操作盘上当控制方式由自动转到手动方式，辊子维持在最近达到的位置。

7~13#段：1)自动方式用于常规的铸机操作当自动控制执行时，根据液芯计算控制轻压下当控制方式从手动转换到自动时，扇形段定位在所计算的目标位置。2)速度关联方式：根据实际浇铸速度选择扇形段位置设定点表；当控制方式从自动转换到速度关联，扇形段定位到所计算的目标位置。3)远控手动方式仅用于测试。手动选择扇形段位置设定点表。4)现场手动方式仅用于维护目的，操作与执行与0~6#扇形段相同方式下。

结束语

动态轻压下技术己成为现代连铸机水平的一个显著标志。攀钢2#连铸机采用DANIELI公司动态轻压下技术的应用，改善了铸坯内部质量，减少了中心偏析和疏松，为实现高效连铸起到了重要作用，同时为攀钢下期建设工程顺利达产提供了保障由于连铸过程的复杂性，过热度、冷却条件、拉速等条件的波动将会导致凝固末端位置的变化，从而压下位置也将发生变化。因此为了能精确地实施轻压下，需要做到凝固末端的准确测定，以便压下参数随凝固末端位置的变化而变化、从而保证轻压下区域在铸坯的凝固末端两相区区域内。同时，在压下位置变化的情况下，必须快速、精确地调整辊缝，以便保证及时准确地实施轻压下，获得良好的铸坯中心质量和铸坯形状。

第四篇：新型前端检测装置在疫苗信息化系统中的应用

新型前端检测装置在疫苗信息化系统中的应用

摘 要：国内外的疫苗冷链的断链问题时有发生，究其原因有对其的重视程度不够，管理意识不强。但更重要的原因是疫苗冷链监测硬件的落后，设施简陋，缺乏疫苗冷链温度实时动态监测。本文从条码扫描与温度监测相结合出发，对冷链运输中疫苗的信息监测系统的新型前端装置作了详细介绍。

关键词：温度检测；条码扫描；前端装置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.121

疫苗冷链运输现状

目前疾控系统、血站、医院系统普遍采用了信息化管理系统，大大提高了血液、试剂、疫苗的安全性，建立了符合实施细则的操作规范，但冷链设备的温度监控系统却尚未得到足够的重视，曾经发生过的疫苗、血液质量问题触目惊心，如“山西高温暴漏疫苗事件”、“江苏狂犬病疫苗事件”，和 “山东疫苗事件”。疫苗事件大多出现是在二类疫苗的配送和供应上，但其主要原因是冷链设备各个环节的温度监控缺失，冷链温度检测手段相当滞后，手工测量，数据零散，实时性差。如测量疫苗的温度和条形码信息，需要分别检测和存取在二个子系统中。使其效率低，错误概率大。针对此问题，开发同时具有检测疫苗的温度和条形码的新型前端装置势在必行。系统前端检测装置的设计

2.1 条码扫描与温度检测相结合

在设计前端检测装置时要求在获取产品条码信息的同时，能检测产品的温度，具有显示和报警和实时通信功能。基于单片机多任务机制，在不增加扫描器的体积的条件下，将条码扫描与温度检测功能集成在一块的新型装置。在单片机控制、协调下，利用条码扫描器对产品信息进行扫描，获取产品名称、生产时间、厂家等信息；借助于温度传感器检测产品温度等信息。并且能实时地将上述信息显示、存储和报警。扫描产品条码信息和测量温度可同时进行，满足了不仅需要条码信息，还需要温度实时检测需求。此外，数据通信主要完成短消息收发、与单片机或PC机通信、软件流控制功能，具有多种通信功能，是对现有条码扫面器功能的增加，性能的拓展和完善。系统前端检测装置的原理框图如图1所示。它由以单片机为核心，具有温度检测电路、条码扫描器电路、显示电路、按键电路、晶振电路、通信电路、报警电路、电源电路和复位电路等。

2.2 主要模块介绍

具有温度检测功能的模块选用DS18B20；显示电路采用LCD1602显示屏；通信电路选用GSM模块；条码扫描器使用MDI5000模块；报警电路由蜂鸣器和发光二极管电路组成。条码扫描采用的嵌入式二维扫描引擎MDI5000。基于温度传感器DS18B20单总线接口的控制电路实现高精度、多点温度测量系统并通过LCD1602液晶屏直观监测数字化参数，然后通过西门子公司生产的TC35I模块将数据从GSM网络发送至手机或其它通信设备。整个系统采用单片机STC89C52进行控制，能够轻松得到远程温度数据，操作简便效率高[1]。

2.3 外接串口扩展

本设计可以外接条码扫描器，如图2所示，条码扫描器与PS/2输入串口相联，当条码扫描器以中断方式扫描产品条码后，条码输出的串行数据脉冲[2]，也即PS/2的引脚和时钟脉冲，也即PS/2的引脚经过非门CD40106，分别接到串行输入并行输出芯片74HC164的数据端A、B端及时钟输入CLK端，由Clock脉冲的下降沿控制74HC164的位移操作，条码输入设备每输出一个字符的扫描码，由CLK控制在74HC164的输出脚Q0D0位。这部分转换完成后，接口通知单片机STC89C52将转换完毕的并行扫描码读入。由于Q0Q7 脚上的扫描码，设计一片74LS245 将它们隔开，74LS245是八位双向3态缓冲电路，在74LS245的与DIR同时为低?平的时候，74LS245将B0?CB7上的数据传送至A0?CA7上，为使单片机准确地发出读数命令，接口电路要完成74HC164转换完一个扫描码之后通知单片机接收74HC164的Q0-Q7数据[1]。设计中采用对Clock脉冲的下降沿记数来实现。条码输入信息，也即PS/2的引脚，至74HC164的CLK脉冲同时又输入至单片机的RO脚。利用RO对CLK脉冲记数，由于条码扫描器输出数据中每9个负脉冲对应一帧扫描码，因此RO每记数9次向CPU发出中断请求，从而保证CPU准确地读取数据。疫苗智能信息化系统发展前景

以上新型检测前端装置通过初步测试和实验表明：成倍提高工效，大幅度减少出错误概率。它与疫苗信息化系统相配合可构成智能疫苗信息系统。

智能疫苗信息系统由智能检测前端和信息系统构成。新型检测前端装置实时采集疫苗温度和身份数据，具有移动式数据采集前端特征和 “黑匣子”功效。通过使用无线射频识别，对疫苗建立电子识别码，记录其种类、生产厂家、生产时间、使用要求、储藏、运输、销售等流通过程中的信息，便于监测中心的动态分析和信息化管理。数据终端采集的数据可通过无线通讯GPRS模块传输到Internet网络，然后将采集的数据汇集到监测数据中心集中存储和管理。建立疫苗的动态监测数据中心，包括产品数据库、使用数据库以及流通数据库。同时通过监测软件进行处理、分析、统计、查询，实现对监测信息动态展示和实时分析预警功能。系统可通过GPRS模块将疫苗存储温度信息发送到管理人员的手机终端，方便管理人员或领导随时了解疫苗存储情况。实时掌握各种生物制品的库存、有效期、去向和使用情况；当发现问题时，及时追溯问题根源，尽早采取解决办法；提高日常工作效率，降低出差错的概率。它具有便捷性、安全性、稳定性、快捷性等特点。

参考文献：

[1]李广第.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社出版发行，1994.[2]中国物品编码中心.条码技术与应用[M].清华大学出版社，2009.作者简介：高健哲（1996-），男，辽宁鞍山人，本科在读，研究方向：计算机控制。

第五篇：88Acrel-6000电气火灾监控系统在昆明长水国际机场的应用

Acrel-6000电气火灾监控系统在昆明长水国际机场的应用

安科瑞陈海霞

上海安科瑞电气股份有限公司

上海嘉定

摘要 安科瑞剩余电流式电气火灾监控系统通过ARCM剩余电流式电气火灾监控装置，对商场、宾馆、机场、银行、医院、厂房等建筑低压配电系统进行电气火灾监控。本文通过对昆明长水国际机场电气火灾监控系统项目的介绍，重点阐述Acrel-6000电气火灾监控系统所实现的功能及其重要意义。

关键词： 火灾探测器；电气火灾；机场； 0、前言

近10年来，我国发生电气火灾高居火灾事故总数的首位。根据公安部消防局火灾数据统计，2007年共发生火灾15.9万起（不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾，下同），从引发火灾的直接原因看，电气引起火灾最多，共45703起，占总数的28.8%；2008年共发生火灾13.3万起，电线短路、超负荷、电器设备故障等电气原因引发火灾4万起，占总数的30.1%，比重比2007年提高1.3个百分点。电气火灾事故所占比例逐年增高，令人堪忧。对于严峻的电气火灾形势，早期预测、预警、预报则成消防工作的重中之重，从源头上杜绝电气火灾的发生成了关注的焦点。预防和有效遏制电气火灾的任务已经迫在眉睫。国家有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置电气火灾监控报警系统。

本文根据电气火灾监控系统的新标准（GB14827-2005），以昆明长水国际机场漏电火灾监控系统为例，介绍Acrel-6000电气火灾监控系统在机场及大型公共场所的应用。

1、项目简介

昆明长水国际机场(KUNMING CHANGSHUI INTERNATIONAL AIRPORT)是中华人民共和国云南省昆明市的机场，是全球百强机场之一，是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的继北京、上海和广州之后的第四大国家门户枢纽机场，这也让昆明长水国际机场成为了中国西部地区唯一的国家门户枢纽机场，航站楼单体建筑面积内地第一，总建筑面积仅次于北京，上海，香港机场居全国第四，世界第五。

本项目主要对新建东航昆明新机场污水处理站、航食区、动力中心三个配电区域各用电回路因漏电及由于漏电可能引起火灾进行预报和监控，准确监控电气线路的故障和异常状态，发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。帮助机场节约人工成本，提高工作效率。

系统通过探测现场各用电回路漏电电流、过电流、超温度等信号，已声光报警的方式，准确提醒工作人员线路故障的位置，监视故障点的变化。储存各种故障和操作试验信号，显示系统电源状态有效预防常见的因漏电所引起的建筑物电气火灾事故，保证人民生命财产安全。

2、参考标准

本系统符合中华人民共和国国家标准GB14287.1-2005《电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备》。

3、系统的基本组成及工作原理

3.1 基本组成部分

根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定)，电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成；测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如下图所示：各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入监控主机。

1）现场设备层主要是连接网络中用于漏电及温度信号采集测量的各类型的仪表和保护装置等，也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件

2）通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。

3）管理测控层是针对监控网络的管理人员。该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、人机界面、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作。

3.2 工作原理

其基本原理是，当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将报警信息发送到集中控制台。

3.3 监控系统的设计安装及布线设计

电气火灾监控设备以及系统的报警信号，应设在消防控制室或有人值班的场所。主机电源应取自控制中心的消防供电(AC220V)。

各监控探测器采用现场供电，电源接入点应在该级断路器的上端。

1）配电柜内部形式的安装设计

本工程为新建工程，所有监控探测器均安装于变电所内配电柜内，采用嵌入式安装，安装于配电柜面板上。工作人员可以通过面板按钮查看各回路漏及温度信息。剩余电流互感器安套在A、B、C三相电源线及N线上，PE线不得穿过互感器，固定牢靠，探测器与互感器之间的连线应该采用屏蔽导线；温度传感器为一热敏电阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的温度基准，热敏电阻可以通过导线连接至漏电火灾监控探测器。

2）整个漏电火灾监控系统的安装设计

现场每个漏电监控探测器均带有485通讯接口，需通过屏蔽双绞线将现场所有探测器以手拉手的方式串联起来，连接时应注意，每条485总线连接数量不超过32个，且在20个左右为宜。安装走线时，应注意强弱电走线分开，导线应采用阻燃屏蔽双绞线建议线径不小于1.0mm2，屏蔽线屏蔽层应良好接地，每条总线末端应增加一个100欧姆左右的匹配电阻。配线整齐，绑扎成束，穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后，应将管口、槽口封堵。

3.4 产品的选择与介绍

本工程共分为3个监控区域，分别为航食区、污水处理站以及动力中心。其中航食区及污水处理站现场监测回路较少，分别为24及38个监控回路，动力中心共计96个监控回路，本工程在配电柜现场均安装ARCM200系列剩余电流监控探测器及AKH-0.66/L型剩余电流互感器。在航食区及污水处理站管理层配置AcrelAcrel-6000/B50壁挂式电气火灾监控系统；在动力中心设立琴台式电气火灾监控系统Acrel-6000/Q100。三个电气火灾监控系统在地理上分布于三个管理区域，每套系统又通过局域网组成一个有机的整体，将各处的漏电及温度信息进行共享，便于机场工作人员进行统一管理。

ARCM200系列电气火灾监控探测器是智能型探测器产品，符合GB 14287─2005。该产品既可以大量的联机使用，也可以独立式使用（具有漏电/过流/温度的检测和报警功能，另有可选功能：报警时能自动切断被监控电路，即具有继电器输出功能）。它集电气火灾监控探测及报警功能于一体，具有高智能化、功能齐全、性能可靠、迷你设计、外形美观、设定简单、仪表式安装等特点。是令人耳目一新的全新思路设计的结晶，是对防范电气火灾事故的又一新贡献。

电气火灾监控探测器（以下简称“监控探测器”）由剩余电流互感器、温度传感器和监控报警器组成，当被保护线路中的剩余电流互感器（以下简称“互感器”）探测到的剩余电流超过监控报警器的预设定值或温度传感器探测到的温度超出预设定值时，监控报警器经分析、确认后发出声光报警信号和控制信号。监控报警器能显示报警线路漏电流大小，传感器温度

等。当监控报警器有报警信息时，启动继电器。并可以直接显示探测电流值和温度值，无需占用大的设备场地，节省消防设备成本，节约电力能源，监控探测器采用仪表安装方式。

AcrelAcrel-6000系列监控设备是整个电气火灾监控的最顶端，可连接多台ARCM系列探测器，组成一套功能齐全的电气火灾监控系统，具有声光报警功能，并同步显示报警回路，其报警信息可以保存12个月以上，后备不间断电源可以保证市电失电后连续运行4小时以上，监控系统分为壁挂式、琴台式和柜体式3种，有效通讯距离可达1200多米，多台设备之间或者设备和其他系统如报警与消防联动系统、电力监控系统等可进行数据交换。并且该系列监控设备具备自检功能，从硬件、软件、通讯线路、电源各个方面进行系统自检，以随时掌握系统产品运行状态，保证系统运行的可靠性。

3．5 软件界面

本套上位机软件Acrel-6000电气火灾系统。主要有以下功能特点：友好的人机界面，可实时和定时采集现场设备的剩余电流数据和温度、并有报警提示声光报警等功能。客户可根据实际需要对报警温度值、漏电流值进行设置，报警故障解除时，可远方进行复位。系统可对报警事件、日期、报警值、越线值进行记录，并生成报表。

1）数据采集和显示

现场漏电火灾监控探测器将所采集数据上传到本界面，用户可根据需要对回路名称、监控地点、监控区域进行权限修改。当剩余电流实测值大于报警设置时，系统报警状态指示灯会自动闪烁，对应界面中的报警单元状态颜色变化，方便运行人员检查处理报警。

2）故障显示

当监控设备检测到设备故障时，运行监视主界面的故障单元状态颜色变化，显示故障单元的具体信息，并发出故障报警声。支持故障报警声手动消除。

3）故障及报警记录

具有事件存储功能，报警器能够记录故障及报警发生的时间、类型、参数、报警值，根据报警记录可分析故障原因，为消除故障提供依据。4结束语

随着智能建筑的发展及电力的广泛应用，人们对安全的意识认识越来越高。公共建筑安

装漏电火灾系统是智能化建设的必然趋势。电气火灾系统有利于发现安全隐患，及时处理安全隐患，将火灾防患与未然有着重要的意义。本系统自东航昆明机场投入运行以来，发现和整改了多出隐患，大大提高了工作人员的工作效率，保证了机场日常工作的稳定有序的进行，保证了广大旅客的出行安全，并为机场的消防管理提供了科学的依据。参考文献

[1].任致程 周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].北京.中国电力出版社.2007.4 [2].吴恩远 周中 电气火灾监控系统设计与应用图集 2012.8 作者简介：

陈海霞，女，本科，上海安科瑞电气股份有限公司，技术支、询价、采购：陈海霞

电话：021-69158161 *** 传真：021-69155331 工作QQ：2819208914