CN111849515A

CN111849515A - 一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置及方法

Info

Publication number: CN111849515A
Application number: CN202010852205.8A
Authority: CN
Inventors: 武良辰; 武兆乾
Original assignee: NANJING HUYOU METALLURGY MACHINERY MANUFACTURING CO LTD
Current assignee: NANJING HUYOU METALLURGY MACHINERY MANUFACTURING CO LTD
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明提供了一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，包括光学探头、通讯模块、上位机；所述光学测温探头，固定安装在焦饼推出炭化室后的通道侧壁上，用于对焦炭温度进行连续扫描测量，获得温度采样数据；所述上位机，用于接收光学测温探头发出的温度采样数据及进行分析处理；所述通讯模块，用于光学测温探头与上位机之间的通讯信号进行传送。同时，本发明中还提供了采用上述装置进行的测量方法，可反映立火道长向、高向温度分布情况，快速、全方位测定焦炉温度立体分布状况，利于焦炉及时、精准调温。

Description

一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置及方法

技术领域

本发明属于炼焦装置及设备领域，涉及一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置及方法。

背景技术

目前运行的焦炉，一般为人工在焦炉炉顶测量各燃烧室的横排温度，通常每一个月测量一次，测温工通过手持式红外高温仪对焦炉全部约1000多个立火道进行测温，并通过手持式的温度记录仪传输到电脑中并形成温度数据记录。这种传统人工测温方式，现场工作环境恶劣，高温、高粉尘、高污染，员工的劳动强度大，而且需两人配合工作；测量间隔时间长，大多为1个月以上测量一次。同时由于温度变化不能及时反应出来，焦炉调温操作滞后，影响焦炉调温的精准性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明对测量装置进行改进，不用人工进入焦炉炉顶，只需操作室远程操作，通过自动测温装置，将测温周期大大缩短，焦炉每个周转时间(一般2天以内)可完成一次全炉横排温度测量，具体提供了一种包括光学测温探头、通讯模块、上位机；所述光学测温探头，固定安装在焦饼推出炭化室后的通道侧壁上，用于对焦炭温度进行连续扫描测量，获得温度采样数据；所述上位机，用于接收光学测温探头发出的温度采样数据及进行分析处理；所述通讯模块，用于光学测温探头与上位机之间的通讯信号进行传送。

作为改进，上位机包括数据存储单元、数据比较单元，其中所述数据存储单元，横排温度模型单元，其中所述数据存储单元，用于存储炭化室焦炭的连续扫描温度数据以及由横排温度模型计算出来的此炭化室相邻的燃烧室横排温度数据信息；所述数据存储单元输出端信号传送至横排温度模型单元，所述横排温度模型单元用于进行横排温度数据曲线计算和与标准曲线比对，输出燃烧室温度曲线是否合符焦炉热工工艺要求的信息。

作为改进，所述通讯模块，设置为无线信号或有线信号连通方式进行数据传递，其中所述无线信号为以下一种，但不限于wifi信号、5G信号、4G信号中一种。

同时，本发明还提供了上述装置的组建横排温度模型的方法，具体方法为：

步骤1：炭化室、燃烧室依次按照顺序循环地用炉墙隔开，记为炭化室1号、燃烧室1号、炭化室2号、燃烧室2号、炭化室3号、燃烧室3号……炭化室N号、燃烧室N+1号，每个燃烧室内设置有M个立火道，N、M为正整数；

步骤2：对每组炭化室的焦饼标定垂直高度方向设置上部、中部、下部，测量不少于一个位置的测温点，分别独立地采用光学测温探头对每组炭化室的焦饼，随着焦饼被推出炭化室通道过程中测量三个测温点位置的温度，绘制每组焦饼三个测温点在沿通道推出过程中，沿水平距离的温度曲线；

步骤3：任一选取一个燃烧室X号，燃烧室X号对应设置有M个立火道，燃烧室X号两侧的炭化室为炭化室X-1号，炭化室X号，通过步骤2获得炭化室X-1号，炭化室X号分别对应的三个测温点的三条温度曲线，其中X为大于1的正整数；

选取炭化室X-1号，将三条焦饼温度曲线横坐标按立火道的间距分割为M组，每一组对应M个立火道的一个编号y，y为1至M的正整数，温度曲线的纵坐标数值记为对应立火道编号下对应的温度值，记为t_(x-1)y上、t_(x-1)y中、t_(x-1)y下；

选取炭化室X号，将三条焦饼温度曲线横坐标按立火道的间距分割为M组，每一组对应M组立火道的一个编号y，y为1至M的正整数，温度曲线的纵坐标数值记为对应立火道编号下对应的温度值，记为t_(x)y上、t_(x)y中、t_(x)y下；

计算燃烧室X号的第y个立火道编号下的对应焦饼温度T_焦x，y＝(t_(x-1)y上+t_(x-1)y中+t_(x-1),y下+t_(x)y上+t_(x)y中+t_x(x)y下)/6；

人工测量横排温度，得到全炉(N+1)×M个立火道的温度数据；

步骤4：

进行数据统计获得燃烧室横排温度的线性回归模型，记为燃烧室X号第y个立火道的温度T_燃x，y＝kT_焦x，y+b，T_焦x，y为某立火道左右两侧焦饼上部、中部、下部的温度平均值，k和b为固定参数；

步骤5：测量不同时间不同状态下的测温数据，对步骤3中燃烧室横排温度的线性回归模型进行训练，将训练后的温度模型作为最终的横排温度间接测量模型；

步骤6：通过横排温度间接测量模型，将测得的焦饼温度计算输出为各立火道的横排温度。

作为改进，步骤1中，对每组炭化室的焦饼标定垂直高度方向设置上部、中部、下部中一组位置、或任意两组位置进行测量温度曲线，进行重复步骤2-6的过程，获得横排温度。

有益效果：本发明提供了一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，采用结合光学测温探头的自动测温装置测量炭化室焦炭的连续扫描温度，进行计算分析、比对，获得最终的焦炉燃烧室的横排温度，整个焦炉的横排温度测量不用人工进入焦炉炉顶，只需操作室远程操作，测温周期大大缩短，在焦炉每个周转时间(2天以内)可完成一次全炉横排温度测量。采用上述装置进行的测量方法可反映立火道长向、高向温度分布情况，快速、全方位获得焦炉温度立体分布状况，利于焦炉及时、精准调温。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1中标准横排温度曲线。

图3为本发明实施例1有偏差的横排温度曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，包括光学测温探头、通讯模块、上位机；所述光学测温探头，固定安装在拦焦车推出炭化室后的通道侧壁上，用于对焦炭温度进行连续扫描测量，获得温度采样数据；所述上位机，用于接收光学测温探头发出的温度采样数据及进行分析处理；所述通讯模块，用于光学测温探头与上位机之间的通讯信号进行传送。

上位机包括数据存储单元、横排温度模型单元，其中所述数据存储单元，用于存储炭化室焦炭的连续扫描温度数据以及由横排温度模型单元计算出来的此炭化室相邻的燃烧室横排温度数据信息；所述数据存储单元将输出端信号的连续扫描温度数据传送至横排温度模型单元，所述横排温度模型单元用于进行横排温度数据曲线计算和与标准曲线比对，输出燃烧室温度曲线是否合符焦炉热工工艺要求的信息。

所述通讯模块，设置为无线信号进行数据传递，其中所述无线信号为以下一种，但不限于wifi信号、5G信号、4G信号中一种。

作为本发明的具体实施方式，光学测温探头固定安装在焦炭成熟由推焦车推出炭化室所经拦焦车通道上，优选安装在导焦栅上。

采用装置进行测量的方法是成熟焦饼从焦炉炭化室推出，整个炭化室长度的焦饼连续经过光学测温探头，光学测温探头对焦炭温度进行连续扫描测量，采集到的温度数据通过通讯模块传至上位机。上位机内部的数据存储单元对采集道的温度数据进行存储。

数据存储单元将输出端信号的连续扫描温度数据传送至横排温度模型，所述横排温度模型用于进行横排温度数据曲线计算和与标准曲线比对，输出燃烧室温度曲线是否合符焦炉热工工艺要求的信息。

横排温度是指烧室中各火道的温度，它是焦炉加熟调节中检查沿燃烧窄长向温度分布、保证焦饼均匀成熟的测量和调节项目，除两侧炉头火道外，所有火道温度应从机侧到焦侧按一定温度差均匀上升。

本发明中将炭化室、燃烧室依次按照顺序循环地用炉墙隔开，记为炭化室1号、燃烧室1号、炭化室2号、燃烧室2号、炭化室3号、燃烧室3号……炭化室N号、燃烧室N号、炭化室N+1号，每个燃烧室内设置有M个立火道，N、M为正整数；

步骤2：

对每组炭化室的焦饼标定垂直高度方向设置上部、中部、下部，测量不少于一个位置的测温点，分别独立地采用光学测温探头对每组炭化室的焦饼，随着焦饼被推出炭化室通道过程中测量三个测温点位置的温度，绘制每组焦饼三个测温点在沿通道推出过程中，沿水平距离的温度曲线；

步骤3：

任一选取一个燃烧室X号，燃烧室X号对应设置有M个立火道，燃烧室X号两侧的炭化室为炭化室X-1号，炭化室X号，通过步骤2获得炭化室X-1号，炭化室X号分别对应的三个测温点的三条温度曲线，其中X为大于1的正整数；

人工测量横排温度，得到全炉(N+1)×M个立火道的温度数据；

步骤4：

步骤6：通过横排温度间接测量模型，将测得的焦饼温度计算输出为各立火道的横排温度其中，步骤4中获得的横排温度模型曲线与实际人工测量的横排温度曲线同一立火道下对应的温度值差值在-20℃～20℃。

作为本发明的另一具体实施方式，可选择地对每组炭化室的焦饼标定垂直高度方向设置上部、中部、下部中一组位置、或任意两组位置进行测量温度曲线，进行步骤2-6的计算过程。

具体地，以该温度差为标准，通常以两侧某两个火道间的温度差，画成的直线，就是检查实测温度的标准线；偏离标准线±20℃以上者为温度不合格火道。

横排温度模型单元中模型的构建是根据焦炉炭化室机焦侧宽度不同，在焦炭温度曲线长向上的温度分布数据加上线性差值得到燃烧室温度曲线，即得到燃烧室横排温度。不同焦炉炉型这个线性差值在50～270℃之间。

实施例1

采用本发明的横排温度模型获得的方法为：将测温探头测出的焦饼上、中、下的温度数据传至温度模型，形成焦饼上、中、下不同高度的连续温度曲线；将该温度曲线对应相邻燃烧室的立火道位置的温度点取出为对应立火道个数的温度数据；将人工测量的炭化室两侧相邻燃烧室的横排温度数据输入至温度模型。将自动每个焦饼温度(上、中、下)数据和左右最近点的立火道横排温度数据进行线性回归，得到用焦饼温度数据转换为横排温度的线性回归模型。输入不同时间不同状态下的多组自动和人工测温数据，对线性回归温度模型进行训练，利用测温模型计算，将焦饼温度转换为横排温度，输出结果。

本发明中立火道编号下对应的横排温度曲线，其中，图2和图3分别为标准横排温度曲线、有偏差的横排温度曲线，标准横排温度曲线为各火道温度偏离标准线均在20℃以内；有偏差的横排温度曲线为有部分火道温度偏离标准线20℃以上。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，其特征在于：包括光学测温探头、通讯模块、上位机；所述光学测温探头，固定安装在焦饼推出炭化室后的通道侧壁上，用于对焦炭温度进行连续扫描测量，获得温度采样数据；所述上位机，用于接收光学测温探头发出的温度采样数据及进行分析处理；所述通讯模块，用于将光学测温探头所测数据与上位机之间的通讯信号进行传送。

2.根据权利要求1所述自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，其特征在于：上位机包括数据存储单元、横排温度模型单元，其中所述数据存储单元，用于存储炭化室焦炭的连续扫描温度数据以及由横排温度模型单元计算出来的此炭化室相邻的燃烧室横排温度数据信息；所述数据存储单元将输出端信号的连续扫描温度数据传送至横排温度模型单元，所述横排温度模型单元用于进行横排温度数据曲线计算和与标准曲线比对，输出燃烧室温度曲线是否符合焦炉热工工艺要求的信息。

3.根据权利要求1所述自动间接测量焦炉燃烧室横排温度的装置，其特征在于：所述通讯模块，设置为无线信号或有线信号连通方式进行数据传递，其中所述无线信号为以下一种，但不限于wifi信号、5G信号、4G信号中一种。

4.一种根据权利要求1-3任一所述装置的组建横排温度模型的方法，其特征在于：

步骤1：

炭化室、燃烧室依次按照顺序循环地用炉墙隔开，记为炭化室1号、燃烧室1号、炭化室2号、燃烧室2号、炭化室3号、燃烧室3号……炭化室N号、燃烧室N+1号，每个燃烧室内设置有M个立火道，N、M为正整数；

步骤2：

步骤3：

人工测量横排温度，得到全炉(N+1)×M个立火道的温度数据；

步骤4：

步骤5：

测量不同时间不同状态下的测温数据，对步骤3中燃烧室横排温度的线性回归模型进行训练，将训练后的温度模型作为最终的横排温度间接测量模型；

步骤6：

通过横排温度间接测量模型，将测得的焦饼温度计算输出为各立火道的横排温度。

5.根据权利要求4所述的组建横排温度模型的方法，其特征在于：步骤1中，对每组炭化室的焦饼标定垂直高度方向设置上部、中部、下部中一组位置、或任意两组位置进行测量温度曲线，进行重复步骤2-6的过程，获得横排温度。