CN113106175A - 钢渣处理热烟气收集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钢渣处理热烟气收集系统及方法，属于钢渣处理的领域，用于解决相关技术中钢渣坑的热烟气收集技术容易出现热烟气溢散的问题，该系统包括烟气收集模块、导流模块、烟气成像模块以及控制模块；所述烟气收集模块用于收集钢渣坑产生的热烟气；所述导流模块用于产生气流，所述气流用于对所述热烟气进行导流；所述烟气成像模块用于采集所述钢渣坑敞口处的热烟气图像所述控制模块用于根据所述热红外图像控制所述导流模块产生的气流的大小和方向，以降低所述热烟气溢散的可能。该方法应用于该系统，与该系统具备相同的手段和优势。

Description

钢渣处理热烟气收集系统及方法

技术领域

本申请涉及钢渣处理的领域，尤其是涉及一种钢渣处理热烟气收集系统及方法。

背景技术

钢渣处理是钢铁企业中常见的工序。钢渣处理包括向钢渣坑倒渣、在钢渣坑翻渣以及利用钢渣坑关盖闷渣等过程，在前述过程中，钢渣翻动以及钢渣与水热交换等因素导致钢渣坑产生含有水蒸气、粉尘等成分的热烟气，这种热烟气会对排放环境和车间作业环境造成影响，既不利于环保，也不利于工人正常作业。

发明内容

为了降低热烟气对排放环境和车间作业环境的而影响，本申请提供了一种钢渣处理热烟气收集系统及方法。

第一方面，本申请提供了一种钢渣处理热烟气收集系统。该系统包括：烟气收集模块、导流模块、烟气成像模块以及控制模块；

所述烟气收集模块用于收集钢渣坑产生的热烟气；

所述导流模块用于产生气流，所述气流用于对所述热烟气进行导流；

所述烟气成像模块用于采集所述钢渣坑敞口处的热烟气图像；

所述控制模块用于根据所述热红外图像控制所述导流模块产生的气流的大小和方向，以降低所述热烟气溢散的可能。

通过采用上述技术方案，有利于实现热烟气的收集，也有利于减少热烟气的溢散，有利于降低热烟气溢散到排放环境和车间作业环境的可能，从而对降低热烟气对排放环境和车间作业环境的影响作出了贡献，有利于环保，也有利于保障工人正常作业。

可选的，所述烟气收集模块包括一集气罩，所述集气罩竖立于地面且位于钢渣坑敞口一侧。

可选的，所述集气罩为吹吸式集气罩。

可选的，所述烟气收集模块还包括集尘管路，所述集尘管路用于连通连接外部负压源和所述集气罩；

所述集尘管路上设置有电控阀门，所述控制模块连接所述电控阀门，以用于控制所述电控阀门的开度。

可选的，所述导流模块包括多个导流风机，多个所述导流风机分布设置于所述钢渣坑敞口外的地面上，所述导流风机的转速可变且朝向可竖直旋转；

所述控制模块连接所述导流风机，以控制所述导流风机的转速和朝向。

可选的，所述烟气成像模块包括一个或多个热成像设备，所述热烟气图像为热红外图像。

可选的，所述烟气成像模块包括多个热成像设备，所述多个热成像设备用于采集所述钢渣坑敞口处多个角度的热红外图像。

第二方面，本申请提供了一种钢渣处理热烟气收集方法。该方法包括：

获取钢渣坑产生的热烟气的热烟气图像；

根据所述热烟气图像判断所述热烟气是否存在溢散；

若是，则生成控制指令；所述控制指令用于控制导流模块，以产生用于克服所述溢散的气流。

可选的，所述获取钢渣坑产生的热烟气的热烟气图像包括：

获取所述钢渣坑敞口处多个角度的热红外图像；

根据所述多个角度的热红外图像生成所述热烟气图像。

可选的，所述根据所述热烟气图像判断所述热烟气是否存在溢散包括：

判断所述热烟气图像是否存在超出预设区域的部分；

若是，则判断所述部分为所述热烟气的溢散部分。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.提供了一种钢渣处理热烟气收集系统及方法，该系统及方法除实现热烟气收集外，还能够据热烟气图像判断热烟气是否存在溢散，并针对溢散产生气流以减少溢散，有利于减少热烟气溢散的排放环境及车间作业环境的可能，以便保障排放环境及车间作业环境；

2.集气罩竖立于地面上、钢渣坑敞口一侧，导流风机设置于地面上钢渣坑敞口边缘，有利于降低该系统影响钢渣坑内诸如行车、挖掘机旋转等作业的可能；

3.以热成像设备采集热烟气图像，有利于使热烟气图像更为准确。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本申请实施例中钢渣处理热烟气收集系统一个角度的示意图；图中，圆形表示导流风机的位置；图中，以箭头示出导流风机的朝向。

图2示出了本申请实施例中钢渣处理热烟气收集系统另一个角度的示意图；图中，以箭头示出导流风机朝向，导流风机、导流风机朝向方向、电动推杆的当前状态以实线示出，原始状态以虚线示出。

图3示出了本申请实施例中烟尘处理系统和烟尘收集模块的连通结构示意图；图中，箭头表示集尘管道内可在负压风机下产生的气流的方向。

图4示出了图2中A部分的放大示意图。图中，以箭头示出导流风机朝向，导流风机、导流风机朝向方向、电动推杆的当前状态以实线示出，原始状态以虚线示出。

图5示出了本申请实施例中钢渣处理热烟气收集系统的结构示意图。

图6示出了本申请实施例中钢渣处理热烟气收集方法的示意流程图

附图标记说明：11、集气罩；12、集尘管路；13、电控阀门；21、导流风机；22、电动推杆；31、热成像设备；4、计算机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，通过热烟气的图像判断热烟气在收集过程中的溢散情况，并针对溢散情况进行导流处理，有利于降低钢渣处理过程中热烟气溢散的可能，以便保障排放环境和车间作业环境。

第一方面，本申请实施例公开了一种钢渣处理热烟气收集系统，该系统包括烟气收集模块、导流模块、烟气成像模块以及控制模块。

参照图1和图2，钢渣坑为开设于车间的地面上的矩形坑，若车间设置有多个钢渣坑，可对钢渣坑进行合理的分组和分区，以留出行车和挖掘机等设备的行动空间。在本实施例中，以两个等大小钢渣坑并列排列的车间作业环境进行说明。

参照图2和图3，烟气收集模块包括集气罩11、集尘管路12以及电控阀门13。一个集气罩11相对一个钢渣坑设置，且位于钢渣坑一侧。集气罩11均通过集尘管路12连接烟尘处理系统，一般来说，为节约成本，一个车间内的所有钢渣坑共用一个烟尘处理系统，依靠烟尘处理系统内的负压设备例如负压风机产生的负压，使集气罩11抽吸钢渣坑产生的热烟尘。一个电控阀门13相对一个集气罩11设置，具体可设置于集气罩11与负压风机连通的集尘管路12上，通过控制电控阀门13的开度可实现对不同集气罩11产生负压的分配，以满足不同钢渣坑的不同需求。

在本实施例中，集气罩11有两个，两个集气罩11均为吹吸式集气罩，两个集气罩11分别竖立于两个钢渣坑敞口相互背离两侧边外的地面上。两个集气罩11分别通过两个电控阀门13连通连接所处车间内的烟尘处理系统。烟尘处理系统内的负压风机产生的负压一定时，通过调节两个电控阀门13的开度可分配两个集气罩11产生负压的比例。

吹吸式集气罩能够产生用作气流屏障的吹出的气流，也能够产生用于吸收热烟气的抽吸的气流，从而能够降低热烟气溢散的可能。集气罩11位于闷渣坑相互背离的两侧能够在闷渣坑上方留出作业空间，保障闷渣坑能够进行正常的钢渣处理操作，例如以挖掘机翻动钢渣坑内的钢渣或向钢渣坑内加水等。

然而，由于钢渣坑产生的热烟气温度以及粉尘浓度均较高，加之吹吸式集气罩的有效作用空间有限，故即便应用吹吸式集气罩，也难以避免的会出现热烟气溢散的情况，溢散至车间的热烟气不仅会影响车间作业环境，影响工人正常作业，例如会影响挖掘机司机的视线，也会对排放环境即大气环境造成污染。固然，增加集气罩11的抽吸力能够增加集气罩11的有效作用空间，减少热烟气溢散的可能，但单单通过增加集气罩11的抽吸力实现减少热烟气溢散无疑会增加较多的能耗，不利于节能环保。综合考虑下，该系统设置导流模块，以导流模块配合吹吸式集气罩，以降低热烟气溢散的可能。

再参照图1和图2，导流模块包括导流风机21以及驱动导流风机21朝向方向改变的调节机构。导流风机21用于产生气流，该气流用于导流，所述导流，可以理解为将向外溢散至集气罩11的有效作用空间外的热烟气吹向有效作用空间内，以降低热烟气溢散的可能。

导流风机21的风速可调，以使其输出的气流的大小能够改变，即导流风机21能够适应不同程度热烟气溢散的导流需要；调节机构能够改变导流风机21的朝向，以使一个导流风机21能够对不同位置进行导流，以增加每个导流风机21的可用性，减少该系统的成本。

在本实施例中，导流风机21具体选择为调速风机，导流风机21分布设置于每个钢渣坑敞口、除靠近集气罩11一边的另外三边外的地面上，具体可选择为导流风机21等间距设置，即相对每个钢渣坑设置的导流风机21会排列成包围钢渣坑敞口三边的结构，相应的集气罩11封闭导流风机21排列成的包围结构的开口。

每个导流风机21设置于地面上，且其相对水平面的角度可调，以实现导流风机21朝向的改变。

具体可参照图4，每个导流风机21均通过支撑架竖直转动设置于地面（具体方式属本领域技术人员常规技术手段，不作具体公开）。调节机构包括电动推杆22，电动推杆22一端竖直状连接地面、另一端竖直转动连接导流风机21使导流风机21的朝向能够竖直转动。

再参照图1，应理解，无论导流风机21如何改变，每个导流风机21的朝向均垂直于其靠近的闷渣坑的敞口侧边。

参照图5，在溢散的热烟气较少时，采集可见光图像可能无法有效的判断热烟气溢散，而闷渣坑产生的热烟气具有较高的热量，故烟气成像模块应用热成像设备31采集热烟气图像，热烟气图像为热红外图像，以热红外图像能够更为有效的判断烟气溢散。

在本实施例中，针对每一钢渣坑设置有多个热成像设备31，多个热成像设备31分别由不同角度采集钢渣坑敞口的热红外图像，通过多个热红外图像能够由多个角度判断钢渣坑的热烟气是否出现溢散，以更为全面的监控热烟气的溢散。热成像设备31可以设置于车间的天花板，也可以设置于车间的地面，具体位置和数量不作介绍，以避免影响钢渣坑的正常作业且能够较为全面的监控钢渣坑的热烟气的溢散为准。热成像设备31具体可选用热成像仪。

控制模块分别连接烟气收集模块、导流模块以及烟气成像模块，还可以连接烟尘处理系统。以使控制模块能够获取钢渣坑的热烟气图像，在钢渣坑产生热烟气时控制烟尘处理系统及烟气收集模块对该钢渣坑的热烟气进行收集处理，同时其能够根据热烟气图像判断热烟气是否存在溢散，若存在热烟气溢散的情况，则控制用于导流的气流的大小和朝向，针对溢散的位置进行导流，以降低热烟气溢散的可能。

这种仅针对热烟气的溢散产生针对性的导流气流的方案能够更为有效的降低热烟气溢散的可能，也能够减少过程中的能耗。

在本实施例中，控制模块具体选择为计算机4，计算机4分别连接电控阀门13、负压风机、导流风机21、电动推杆22以及热成像设备31，以使计算机4能够控制电控阀门13的开度、负压风机产生负压的大小以及电动推杆22的伸缩，计算机4也能够接收热成像设备31发送的热红外图像。

基于图像处理技术，计算机4根据每个钢渣坑不同视角的热红外图像能够确定三维的热烟气图像。计算机4可根据负压风机产生的负压大小以及电控阀门13的开度确定该钢渣坑处集气罩11的有效作用空间，热烟气图像中超出有效作用空间的部分即为溢散部分。

若热烟气出现溢散，则基于上述，计算机4能够确定该钢渣坑何处产生热烟气的溢散。计算机4内还预存储有相对该钢渣坑的每个导流风机21的位置，并预设有导流风机21的转速的控制参数与热烟气溢散浓度的关系（热烟气溢散浓度可由溢散烟气的热量确定，溢散烟气的热量可由热红外图像的颜色深度确定，该部分内容属于常规手段，不作具体公开），电动推杆22长度的控制参数与导流风机21的角度的对应关系。总之，基于上述预设的规则，在计算机4判断指定位置发生热烟气溢散、溢散部分颜色深度为指定深度时，计算机4可控制相应的指定导流风机21以指定转速工作以及指定电动推杆22伸缩至指定长度，以实现对该热烟气溢散进行针对性导流处理。

并且，计算机4也能够根据一钢渣坑的热烟气图像确定负压风机产生的负压的大小以及分配至该钢渣坑对应集气罩11的负压的大小，控制集气罩11的有效作用空间的大小，使该有效作用空间的大小在合适的范围，必要时处于节能考虑可允许存在部分热烟气超出有效作用空间，并辅助以相应的导流风机21工作、克服热烟气溢散的情况。反之，若处于工作状态的导流风机21过多或导流风机21的转速负荷过大，可控制负压风机产生的负压的大小以及分配至该钢渣坑对应集气罩11的负压的大小，增加有效作用空间，以降低大数量导流风机21高负荷工作、损坏的可能。

本申请实施例中钢渣处理热烟气收集系统的具体实施原理为：在一钢渣坑产生热烟气时，计算机4控制该钢渣坑相应的集气罩11产生相应的抽吸力，并在抽吸热烟气的过程中综合调节该抽吸力和用于导流的气流，在考虑节能的基础上进行热烟气收集工作，并针对性克服热烟气溢散的情况。从而有效降低了热烟气溢散影响排放环境和车间作业环境的可能。

第二方面，本申请实施例公开了一种钢渣处理热烟气收集方法。该方法可以被图5中的计算机执行，也可以由如第一方面公开的系统执行。

参照图6，该方法包括以下步骤：

S1：获取钢渣坑产生的热烟气的热烟气图像。

S2：根据所述热烟气图像判断所述热烟气是否存在溢散。

S3：若是，则生成控制指令；所述控制指令用于控制导流模块，以产生用于克服所述溢散的气流。

其中，步骤S1的方法可以包括以下步骤：

获取所述钢渣坑敞口处多个角度的热红外图像；

根据所述多个角度的热红外图像生成所述热烟气图像。

步骤S2的方法可以包括以下步骤：

判断所述热烟气图像是否存在超出预设区域的部分；

若是，则判断所述部分为所述热烟气的溢散部分。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的方法步骤的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种钢渣处理热烟气收集系统，其特征在于，包括：烟气收集模块、导流模块、烟气成像模块以及控制模块；

所述烟气收集模块用于收集钢渣坑产生的热烟气；

所述导流模块用于产生气流，所述气流用于对所述热烟气进行导流；

所述烟气成像模块用于采集所述钢渣坑敞口处的热烟气图像；

所述控制模块用于根据所述热红外图像控制所述导流模块产生的气流的大小和方向，以降低所述热烟气溢散的可能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述烟气收集模块包括一集气罩(11)，所述集气罩(11)竖立于地面且位于钢渣坑敞口一侧。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集气罩(11)为吹吸式集气罩。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述烟气收集模块还包括集尘管路(12)，所述集尘管路(12)用于连通连接外部负压源和所述集气罩(11)；

所述集尘管路(12)上设置有电控阀门(13)，所述控制模块连接所述电控阀门(13)，以用于控制所述电控阀门(13)的开度。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导流模块包括多个导流风机(21)，多个所述导流风机(21)分布设置于所述钢渣坑敞口外的地面上，所述导流风机(21)的转速可变且朝向可竖直旋转；

所述控制模块连接所述导流风机(21)，以控制所述导流风机(21)的转速和朝向。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述烟气成像模块包括一个或多个热成像设备(31)，所述热烟气图像为热红外图像。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述烟气成像模块包括多个热成像设备(31)，所述多个热成像设备(31)用于采集所述钢渣坑敞口处多个角度的热红外图像。

8.一种钢渣处理热烟气收集方法，其特征在于，包括：

获取钢渣坑产生的热烟气的热烟气图像；

根据所述热烟气图像判断所述热烟气是否存在溢散；

若是，则生成控制指令；所述控制指令用于控制导流模块，以产生用于克服所述溢散的气流。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取钢渣坑产生的热烟气的热烟气图像包括：

获取所述钢渣坑敞口处多个角度的热红外图像；

根据所述多个角度的热红外图像生成所述热烟气图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述热烟气图像判断所述热烟气是否存在溢散包括：

判断所述热烟气图像是否存在超出预设区域的部分；

若是，则判断所述部分为所述热烟气的溢散部分。

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