高爐風(fēng)口回旋區(qū)測(cè)溫及成像在線監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

高爐風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫及成像在線監(jiān)控系統(tǒng)一、 高爐風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫順成像檢測(cè)的作用意義技術(shù)的爭(zhēng)論與開發(fā)格外重視。重要的作用。在高爐煉鐵過程中，高爐風(fēng)口燃燒帶的大小、外形、焦炭運(yùn)動(dòng)的狀況以及粉焦的積存行為，對(duì)爐料的下降和料柱的反映了焦炭的燃燒狀態(tài)，直接影響著軟熔帶的外形和位臵，是爐況順行的根底，對(duì)高爐的正常生產(chǎn)有很大的影響。由于入爐焦炭，從高爐爐頂裝入爐內(nèi)后到達(dá)風(fēng)口盤旋區(qū)后，與鼓進(jìn)的熱風(fēng)進(jìn)展燒灼，產(chǎn)生煤氣上升，所以要求爐缸各個(gè)風(fēng)口盤旋區(qū)燒灼均勻，保證上升的煤氣流分布均勻。但是有時(shí)爐況不好，爐缸風(fēng)口盤旋區(qū)燒灼不均勻，個(gè)別風(fēng)口盤旋區(qū)有生料、塌料消滅，破壞了高爐冶煉順行。所以要同時(shí)了解把握各個(gè)風(fēng)口燃燒溫度和燒灼狀態(tài)后，利用高爐上下部調(diào)整手段，保證高爐冶煉順行。另外高爐風(fēng)口小套凸出到爐內(nèi)，前2023oC損。假設(shè)風(fēng)口小套漏水，將導(dǎo)致燃料比上升、爐涼、損壞爐缸而爐缸熱源主要來自風(fēng)口燃燒帶，燃燒帶的溫度，在肯定條件下打算了爐缸的溫度，對(duì)整個(gè)高爐的傳熱、傳質(zhì)、復(fù)原、脫硫以及生鐵成份，均起重大影響。普遍承受的是人工利用肉眼窺視方法，由于風(fēng)口較多，查詢一次時(shí)間長(zhǎng)，且不能保證連續(xù)觀看，還常有誤判消滅，因而難以得到準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的爐內(nèi)狀況信息，這給高爐穩(wěn)定生產(chǎn)帶來極大影響。實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)測(cè)溫、成像及關(guān)心人工巡察三位一體監(jiān)控高爐風(fēng)口的工作狀況，使高爐操作者能更便利、更準(zhǔn)時(shí)地獵取并記錄爐內(nèi)信息，從而對(duì)噴煤及高爐內(nèi)部狀況進(jìn)行有效的分析和推測(cè)，利用高爐上下調(diào)整手段，使風(fēng)口特別在萌芽狀態(tài)就得到有效的處理，削減高爐由于風(fēng)口故障、噴煤故障造成非正常減風(fēng)和休風(fēng)，進(jìn)而對(duì)提高高爐產(chǎn)量，增加高爐的安全生產(chǎn)，使高爐生產(chǎn)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、自動(dòng)化、人性化的治理。二、 國(guó)內(nèi)外高爐風(fēng)口盤旋區(qū)監(jiān)控技術(shù)的現(xiàn)狀方式，一種方式是檢測(cè)風(fēng)口盤旋區(qū)的燃燒溫度，另一種方式是風(fēng)口盤旋區(qū)燃燒狀態(tài)的成像監(jiān)視。高爐風(fēng)口盤旋區(qū)燃燒溫度檢測(cè)裝置和非接觸式測(cè)溫兩種方式。⑴接觸式測(cè)溫裝置以鞍鋼研制的高爐風(fēng)口盤旋區(qū)非水冷快速測(cè)溫槍和風(fēng)口風(fēng)管組合電偶測(cè)溫槍。風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫槍選擇鎢錸 快速微熱電偶作為測(cè)溫的一次元件，并從測(cè)溫槍的構(gòu)造解決了槍體的保護(hù)、強(qiáng)度和操作敏捷性等問題；風(fēng)口風(fēng)管組合電偶測(cè)溫槍用鎳鉻鎳硅熱電偶作為一次元件。如圖1、圖2所示。此方法的缺點(diǎn)是測(cè)溫不連續(xù)，所以，仍未在高爐上生產(chǎn)應(yīng)用。⑵非接觸式測(cè)溫裝置為高爐風(fēng)口設(shè)計(jì)的測(cè)溫儀。本溪鋼研所曾研制一種紅外測(cè)溫儀器。在本鋼二鐵廠3號(hào)、4號(hào)、13號(hào)高爐風(fēng)口上同步進(jìn)展試驗(yàn)，見圖3。 雖然非接觸式測(cè)溫方法有很多種，但高爐風(fēng)口現(xiàn)場(chǎng)高溫、多粉塵、強(qiáng)干擾的惡劣工作環(huán)境，限制了一些周密儀器在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的使用，因而目前仍未被承受。高爐風(fēng)口成像監(jiān)控裝置目前，高爐風(fēng)口成像監(jiān)控裝臵大致有以下幾種方式：4，并獲得國(guó)家有用型專利。5、圖。并在太鋼高爐安裝使用。⑶2023 年常州安邦信息技術(shù)有限公司開發(fā)的AB-GLTV-27，它是承受特別的攝像機(jī)及鏡頭直接攝取風(fēng)口的實(shí)時(shí)圖像送到高爐操作室的硬盤錄像機(jī)上分割顯示，在掌握室內(nèi)就能對(duì)高爐風(fēng)口的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。成像裝臵都是獨(dú)立使用，而高爐冶煉工作者在高爐操作時(shí)，同時(shí)要了解風(fēng)口盤旋區(qū)的燃燒溫度和燃燒狀態(tài)。盤旋區(qū)連續(xù)測(cè)溫順成像特地監(jiān)測(cè)裝臵。三、 高爐風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫順成像檢測(cè)的作用重要的作用。在高爐煉鐵過程中，高爐風(fēng)口燃燒帶的大小、外形、焦炭運(yùn)動(dòng)的狀況以及粉焦的積存行為，對(duì)爐料的下降和料柱的反映了焦炭的燃燒狀態(tài)，直接影響著軟熔帶的外形和位臵，是爐況順行的根底，對(duì)高爐的正常生產(chǎn)有很大的影響。由于入爐焦炭，從高爐爐頂裝入爐內(nèi)后到達(dá)風(fēng)口盤旋區(qū)后，與鼓進(jìn)的熱風(fēng)進(jìn)展燃燒，產(chǎn)生煤氣上升，所以要求爐缸各個(gè)風(fēng)口盤旋區(qū)燃燒均勻，保證上升的煤氣流分布均勻。但是有時(shí)爐況不好，爐缸風(fēng)口盤旋區(qū)燒灼不均勻，個(gè)別風(fēng)口盤旋區(qū)有生料、塌料消滅，破壞了高爐冶煉順行。所以要同時(shí)了解把握各個(gè)風(fēng)口燃燒溫度和燃燒狀態(tài)后，利用高爐上下部調(diào)整手段，保證高爐冶煉順行。另外高爐風(fēng)口小套凸出到爐內(nèi)，前2023oC損。假設(shè)風(fēng)口小套漏水，將導(dǎo)致燃料比上升、爐涼、損壞爐缸而爐缸熱源主要來自風(fēng)口燃燒帶，燃燒帶的溫度，在肯定條件下打算了爐缸的溫度，對(duì)整個(gè)高爐的傳熱、傳質(zhì)、復(fù)原、脫硫以及生鐵成份，均起重大影響。60oC-120oC，目前普遍承受的是人工利用肉眼窺視方法，由于風(fēng)口較多，查詢一次時(shí)間長(zhǎng)，且不能保證連續(xù)觀看，還常有誤判消滅，因而難以得到準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的爐內(nèi)狀況信息，這給高爐穩(wěn)定生產(chǎn)帶來極大影響。實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)測(cè)溫、成像及關(guān)心人工窺視三位一體監(jiān)控高爐風(fēng)口的工作狀況，使高爐操作者能夠更便利、更準(zhǔn)時(shí)地獵取并記錄爐內(nèi)信息，從而對(duì)噴煤及高爐內(nèi)部狀況進(jìn)展有效的分析和推測(cè)，利用高爐上下調(diào)整手段，使風(fēng)口特別在萌芽狀態(tài)就得到有效的處理，削減高爐由于風(fēng)口故障、噴煤故障造成非正常減風(fēng)和休風(fēng)，進(jìn)而對(duì)提高高爐產(chǎn)量，增加人性化的治理。四、 高爐風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫成像監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成監(jiān)控系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、測(cè)溫子系統(tǒng)、成像子系統(tǒng)、肉眼窺視系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、掌握單元、顯示單元等局部組成，見8。監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理⑴光學(xué)系統(tǒng)原理，將采集到的高爐風(fēng)口盤旋區(qū)光信號(hào)，同時(shí)分路發(fā)到輻射測(cè)溫傳感器探頭、CCD攝像機(jī)、人眼窺視筒，見圖8⑵測(cè)溫子系統(tǒng)旋區(qū)溫度信息，經(jīng)通訊系統(tǒng)傳輸?shù)秸莆諉卧幚砗?，將溫度顯示到監(jiān)控室LED顯示屏上。⑶成像子系統(tǒng)利用CCD成像原理，連續(xù)不斷地將攝取風(fēng)口的實(shí)時(shí)圖像，經(jīng)通訊系統(tǒng)傳輸?shù)秸莆諉卧幚砗?，傳送到監(jiān)控室分屏顯示。其作用在掌握室內(nèi)就能對(duì)高爐風(fēng)口的工況進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)視，可以觀看煤粉的噴射方向與角度及其燃燒狀況與火焰亮度；觀看噴煤管的工作狀況，觀看風(fēng)口小套的燒損、漏水狀況，能準(zhǔn)時(shí)覺察噴煤槍堵塞、下部塌料等特別現(xiàn)象，還可通過觀看焦碳的運(yùn)動(dòng)狀況、下料狀況，了解風(fēng)口盤旋區(qū)的活潑程度。⑷肉眼窺視系統(tǒng)風(fēng)口盤旋區(qū)工作狀況，并將得到的信息與成像、測(cè)溫系統(tǒng)得到的信息比對(duì)，作為推斷風(fēng)口工況的參考依據(jù)。當(dāng)風(fēng)口小套漏水時(shí)，風(fēng)口盤旋區(qū)溫度是降低的，通過LED顯示屏上能夠顯示出來，這是人工觀看確定風(fēng)口小套是否漏水。⑸通訊系統(tǒng)到顯示單元顯示，也可將掌握單元的指令發(fā)送到CCD攝像機(jī)或測(cè)溫儀。⑹掌握單元號(hào)；掌握成像、測(cè)溫系統(tǒng)硬件的工作狀態(tài)；對(duì)風(fēng)口工作狀態(tài)進(jìn)展實(shí)時(shí)圖像、溫度記錄，為以后可能發(fā)生的風(fēng)口事故分析供給牢靠的依據(jù)；還為測(cè)溫、成像系統(tǒng)供所需電源。⑺顯示單元屏幕上。五、 監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可直接與高爐風(fēng)口原有窺視孔聯(lián)接，不改變風(fēng)口處原有設(shè)備的設(shè)臵，沒有改造本錢；監(jiān)控系統(tǒng)與風(fēng)口處連接的裝臵，安裝、拆卸簡(jiǎn)潔、便利，易維護(hù)，使用過程中無需二次調(diào)整；監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)溫儀、CCD攝像儀等周密儀器有防護(hù)罩，并用氮?dú)饨禍?、除濕。監(jiān)控系統(tǒng)能連續(xù)、穩(wěn)定的將高爐各風(fēng)口處的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)圖像及溫度信息同時(shí)傳送到監(jiān)控室，并以屏幕方式顯示；監(jiān)控系統(tǒng)的軟件對(duì)風(fēng)口工作狀態(tài)進(jìn)展實(shí)時(shí)圖像、溫度記錄，為以后可能發(fā)生的風(fēng)口事故分析供給牢靠的依據(jù)；六、監(jiān)控系統(tǒng)的創(chuàng)處在監(jiān)控系統(tǒng)中，利用光的反射和折射原理，把CCD成,這是工程的關(guān)鍵和核心技術(shù)。七、前期爭(zhēng)論的初步成果設(shè)計(jì)了高爐風(fēng)口盤旋區(qū)測(cè)溫、成像、人工窺視在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案。CCD攝像機(jī)、輻射測(cè)溫儀，見圖9在內(nèi)蒙古科技大學(xué)微晶玻璃熔爐上做了模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)初步結(jié)果：⑴測(cè)溫系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)均能同時(shí)獲得測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)、CCD⑵從顯示器觀看爐膛內(nèi)圖像