CN110274536B - 一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，每0.5s采集一次电压数据，并描绘电压随时间变化的趋势；循环判断电极电压是否大于设定值；进行熔渣层底层高度判断；循环判断单位时间间隔内电压从上升变为下降的次数N；当N大于设定的次数时，依次计算上升变为下降时的电压变化幅度，并判断在该时间间隔内电压变化幅度是否超过幅度变化预设值；若该时间间隔内变化幅度超过幅度变化预设值，进行熔渣层上层高度判断；根据熔渣层上侧高度和熔渣层底层高度数据计算熔渣层厚度。本发明提高了熔渣层厚度测量的精确度。

Description

一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法
技术领域
本发明涉及一种厚度测量方法，特别是一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法。
背景技术
专利号为CN201710305547.6的发明专利公开了一种用于飞灰熔融的新型双电极直流电弧系统，其论述了在直流电弧熔融炉处理飞灰的方法。熔渣层内的焦耳热主要分布在熔池表层下几个厘米的深度范围内。在专利《一种用于测量危废熔融炉熔渣层厚度的方法》中已经论述，为判断熔渣层厚度低于临界厚度，发展了该方法用于实时测量熔渣层厚度。
该方法需人工判读电极在上升过程中端头分别脱离金属层和熔渣层的时刻，并将：电压从短路开始增长的时刻T1定义为电极端头脱离金属层的时刻；电压开始出现负斜率的时刻T2定义为电极端头脱离熔渣层的时刻。
由于电弧电压并非稳态放电，其电压数据存在大量的随机波动，如图1所示，当电极端头仍处于熔渣层内部时，电压已经多次出现负斜率。采用前述专利对数据的判读方法会导致误读。因此，有必要发展一套更精确的判读算法，避免人工判读的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，提高熔渣层厚度测量精确度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：搭建电弧电压测量装置；
步骤二：每0.5s采集一次电压数据，并描绘电压随时间变化的趋势；
步骤三：启动测量，循环判断电极电压是否大于设定值；
步骤四：当电极电压大于设定值时，进行熔渣层底层高度判断；
步骤五：循环判断单位时间间隔内电压从上升变为下降的次数N；
步骤六：当N大于设定的次数时，依次计算上升变为下降时的电压变化幅度，并判断在该时间间隔内电压变化幅度是否超过幅度变化预设值；
步骤七：若该时间间隔内变化幅度超过幅度变化预设值，进行熔渣层上层高度判断；
步骤八：根据熔渣层上侧高度和熔渣层底层高度数据计算熔渣层厚度。
进一步地，所述步骤一中电弧电压测量装置包含直流电源、电压测量单元、阴极电极、阳极电极、炉体、熔渣层和金属层，阴极电极上端与直流电源的负极连接，阳极电极下端与直流电源的正极连接，电压测量单元的两端分别连接阴极电极上端和阳极电极下端，阴极电极设置在炉体上端并且能够沿着竖直方向在炉体内升降，阳极电极设置在炉体下端，金属层位于炉体底面上，熔渣层位于金属层上层。
进一步地，所述步骤四中进行熔渣层底层高度判断具体过程为，设定一个大于短路电压一定幅度的阈值，当电极电压大于设定的阈值时，触发判断条件，记录此时刻为电极端头脱离金属层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层底层高度。
进一步地，所述步骤五中单位时间间隔为2.5秒。
进一步地，所述步骤七具体为设定电压幅度变化的预设值，当电极电压在一个时间间隔内同时满足次数大于设定值并且电压变化幅度大于幅度变化预设值这两个判断条件时，记录此时刻为电极端头脱离熔渣层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层上层高度。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明可以方便、可靠的判读熔融炉电弧电压，并准确得到电极经过熔渣层下表面和上表面的时刻，从而提高熔渣层厚度测量的精确度。
附图说明
图1是本发明的一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法的流程图。
图2是本发明的电弧电压测量装置的示意图。
图3是本发明实施例的电压曲线示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明的一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，包含以下步骤：
步骤一：搭建电弧电压测量装置；电弧电压测量装置包含直流电源1、电压测量单元2、阴极电极3、阳极电极4、炉体5、熔渣层6和金属层7，阴极电极上端与直流电源的负极连接，阳极电极下端与直流电源的正极连接，电压测量单元的两端分别连接阴极电极上端和阳极电极下端，阴极电极设置在炉体上端并且能够沿着竖直方向在炉体内升降，阳极电极设置在炉体下端，金属层位于炉体底面上，熔渣层位于金属层上层。通过熔渣层和金属层，阴极电极和阳极电极导通，通过与之并联的电压测量单元，实现实时测量阴极电极-电弧-阳极电极这一段电压的目的。
步骤二：每0.5s采集一次电压数据，并在计算机上描绘电压随时间变化的趋势。
步骤三：启动测量，循环判断电极电压是否大于设定值。
步骤四：当电极电压大于设定值时，进行熔渣层底层高度判断。
仔细研究熔渣层测厚操作中的电压曲线（如图3）可见，电极端头处于短路状态时，电压并非恒定，仍存在微小的随机波动（一般仅几V）。在T1时刻的判读中，通过设置合理的波动“死区”，认为在一定波动幅度内系统均处于短路状态，就可以过滤随机波动。因此，电极端头脱离金属层的时刻可定义为电极电压大于某一设定值的时刻。
因此我们以此进行熔渣层底层高度判断。熔渣层底层高度判断过程为：设定一个大于短路电压一定幅度的阈值，当电极电压大于设定的阈值时，触发判断条件，记录此时刻为电极端头脱离金属层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层底层高度。
步骤五：循环判断单位时间间隔内电压从上升变为下降的次数N。其中，单位时间间隔为2.5秒。
步骤六：当N大于设定的次数时，依次计算上升变为下降时的电压变化幅度（电压峰谷差），并判断在该时间间隔内电压变化幅度是否超过幅度变化预设值。
步骤七：若该时间间隔内变化幅度超过幅度变化预设值，进行熔渣层上层高度判断。
电极端头处于熔渣层内和脱离熔渣层后都有可能出现斜率为负的现象。但端头处于熔渣层内时，波动的频率和波动幅度要比脱离熔渣层后低得多。注意，由于测厚过程中电极电压总是不断增加的，不存在严格意义上可以判读的周期。据此，通过计数在单位时间间隔内电压从上升变为下降的次数，可以衡量电压波动的频率；通过计算上升变为下降时的电压变化幅度，可以衡量电压波动的幅度。因此，电极端头脱离熔渣层的时刻可以定义为上述频率和幅度均超过一定设置值时的时间间隔之后。
我们以此进行熔渣层上层高度判断。熔渣层上层高度判断过程为：设定电压幅度变化的预设值，当电极电压在一个时间间隔内同时满足次数大于设定值并且电压变化幅度大于幅度变化预设值这两个判断条件时，记录此时刻为电极端头脱离熔渣层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层上层高度。
步骤八：根据熔渣层上侧高度和熔渣层底层高度数据计算熔渣层厚度，熔渣层厚度=熔渣层上侧高度-熔渣层底层高度。
本发明通过直流电弧熔融炉中电压数据的自动判读，可准确找到端头分别脱离金属层和熔渣层的时刻，并得到准确的熔渣层厚度信息。相比人工判读方法，该办法精度高、误差小，无需操作人员具备较高的判读能力。本发明可以方便、可靠的判读熔融炉电弧电压，并准确得到电极经过熔渣层下表面和上表面的时刻，从而提高熔渣层厚度测量的精确度。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：搭建电弧电压测量装置；
步骤二：每0.5s采集一次电压数据，并描绘电压随时间变化的趋势；
步骤三：启动测量，循环判断电极电压是否大于设定值；
步骤四：当电极电压大于设定值时，进行熔渣层底层高度判断；
所述步骤四中进行熔渣层底层高度判断具体过程为，设定一个大于短路电压一定幅度的阈值，当电极电压大于设定的阈值时，触发判断条件，记录此时刻为电极端头脱离金属层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层底层高度；
步骤五：循环判断单位时间间隔内电压从上升变为下降的次数N；
步骤六：当N大于设定的次数时，依次计算上升变为下降时的电压变化幅度，并判断在该时间间隔内电压变化幅度是否超过幅度变化预设值；
步骤七：若该时间间隔内变化幅度超过幅度变化预设值，进行熔渣层上层高度判断；
所述步骤七具体为设定电压幅度变化的预设值，当电极电压在一个时间间隔内同时满足次数大于设定值并且电压变化幅度大于幅度变化预设值这两个判断条件时，记录此时刻为电极端头脱离熔渣层的时刻，并存储此时刻对应的电极高度作为熔渣层上层高度；
步骤八：根据熔渣层上侧高度和熔渣层底层高度数据计算熔渣层厚度。
2.按照权利要求1所述的一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，其特征在于：所述步骤一中电弧电压测量装置包含直流电源、电压测量单元、阴极电极、阳极电极、炉体、熔渣层和金属层，阴极电极上端与直流电源的负极连接，阳极电极下端与直流电源的正极连接，电压测量单元的两端分别连接阴极电极上端和阳极电极下端，阴极电极设置在炉体上端并且能够沿着竖直方向在炉体内升降，阳极电极设置在炉体下端，金属层位于炉体底面上，熔渣层位于金属层上层。
3.按照权利要求1所述的一种用于飞灰熔融处理的熔渣层厚度测量方法，其特征在于：所述步骤五中单位时间间隔为2.5秒。
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