CN113310324A - 冶金炉监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冶金炉监控系统，所述冶金炉监控系统包括冷却循环水监测子系统、耐火砖监测子系统和炉体壁温监测子系统，冷却循环水监测子系统包括多个一体式温度流量传感器和第一信号采集模块，多个一体式温度流量传感器均设在冶金炉的冷却循环水组件上，多个一体式温度流量传感器均与第一信号采集模块相连，耐火砖监测子系统包括多个温度传感器和第二信号采集模块，多个温度传感器均设在冶金炉的耐火砖上，多个温度传感器均与第二信号采集模块相连，炉体壁温监测子系统包括多个测温仪和视频交换机，多个测温仪沿冶金炉的周向设在冶金炉的外侧，多个测温仪均与视频交换机相连。本发明的冶金炉监控系统能够提升炉体运行安全性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炉监控的技术领域，更具体地，涉及一种冶金炉监控系统。
背景技术
有色行业中冶金炉的炉体循环水的回水主要以检测温度和断流报警为主，无法提供循环水支管回水的流量数据，因此也无法通过大数据分析实现预警功能，只能在事故发生的情况下实现报警功能，从而尽量降低事故的损失或采取紧急停炉等方式阻止事故继续扩大。而炉体(包括耐火砖和炉壳)的监测系统在现有冶炼炉中很少采用，基本未被作为监测炉体安全的数据分析手段。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种冶金炉监控系统，该冶金炉监控系统能够实现对炉体冷却壁循环水的进水温度、出水温度、水流量、耐火砖温度、炉壳温度的采集并处理，本冶金炉监控系统通过数据分析实现自动预警和自动报警的功能，达到提升炉体运行安全性的目的。
根据本发明实施例的冶金炉监控系统包括：冷却循环水监测子系统，所述冷却循环水监测子系统包括多个一体式温度流量传感器和第一信号采集模块，多个所述一体式温度流量传感器均设在冶金炉的冷却循环水组件上，多个所述一体式温度流量传感器均与所述第一信号采集模块相连；耐火砖监测子系统，所述耐火砖监测子系统包括多个温度传感器和第二信号采集模块，多个所述温度传感器均设在所述冶金炉的耐火砖上，多个所述温度传感器均与所述第二信号采集模块相连；炉体壁温监测子系统，所述炉体壁温监测子系统包括多个测温仪和视频交换机，多个所述测温仪沿所述冶金炉的周向设在所述冶金炉的外侧，多个所述测温仪均与所述视频交换机相连。
根据本发明实施例的冶金炉监控系统包括冷却循环水监测子系统、耐火砖监测子系统和炉体壁温监测子系统，本发明通过上述子系统能够实现对炉体冷却壁循环水的进水温度、出水温度、水流量、耐火砖温度、炉壳温度的采集并处理，本冶金炉监控系统通过数据分析实现自动预警和自动报警的功能，达到提升炉体运行安全性的目的。
在一些实施例中，所述的冶金炉监控系统还包括数据处理器，所述数据处理器分别与所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块和所述视频交换机相连。
在一些实施例中，所述冷却循环水组件包括多个冷却进水管、多个冷却壁内部冷却管束、多个冷却回水管束和冷却回水收集装置，多个所述冷却进水管和多个所述冷却回水管束一一对应的相连，多个所述冷却壁内部冷却管束一一对应的设在多个所述冷却进水管内，多个所述冷却回水管束和所述冷却回水收集装置相连。
在一些实施例中，多个所述一体式温度流量传感器分别设在多个所述冷却进水管、多个所述冷却壁内部冷却管束、多个所述冷却回水管束和所述冷却回水收集装置上。
在一些实施例中，所述的冶金炉监控系统还包括多个变送器，多个所述变送器分别与多个所述一体式温度流量传感器和多个所述温度传感器相连。
在一些实施例中，所述数据处理器包括三维建模模块，所述三维建模模块能够接收所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块和所述视频交换机所采集到的数据，所述三维建模模块根据所述数据建立三维模型。
在一些实施例中，所述的冶金炉监控系统还包括多个电缆，多个所述电缆分别连通多个所述一体式温度流量传感器和所述第一信号采集模块、多个所述温度传感器和所述第二信号采集模块以及多个所述测温仪和所述视频交换机。
在一些实施例中，所述的冶金炉监控系统还包括第一光纤环网，多个所述测温仪通过多个所述电缆和所述第一光纤环网相连，所述第一光纤环网和所述视频交换机相连。
在一些实施例中，所述的冶金炉监控系统还包括第二光纤环网，所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块、所述视频交换机和所述数据处理器通过所述第二光纤环网相连。
在一些实施例中，所述第一信号采集模块为多个。
附图说明
图1是根据本发明实施例的冷却循环水监测子系统的示意图。
图2是根据本发明实施例的炉体壁温监测子系统的示意图。
图3是根据本发明实施例的数据处理器的示意图。
附图标记：
冷却循环水监测子系统1，一体式温度流量传感器11，第一信号采集模块12，耐火砖监测子系统2，第二信号采集模块21，炉体壁温监测子系统3，测温仪31，视频交换机32，冷却循环水组件4，冷却进水管41，冷却回水管束42，冷却回水收集装置43，数据处理器5，电缆6，第一光纤环网71，第一光纤环网72。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图3所示，根据本发明实施例的冶金炉监控系统包括冷却循环水监测子系统1、耐火砖监测子系统2和炉体壁温监测子系统3。
冷却循环水监测子系统1包括多个一体式温度流量传感器11和第一信号采集模块12，多个一体式温度流量传感器11均设在冶金炉(未示出)的冷却循环水组件4上，多个一体式温度流量传感器11均与第一信号采集模块12相连。
耐火砖监测子系统2包括多个温度传感器(未示出)和第二信号采集模块21，多个温度传感器均设在冶金炉的耐火砖上，多个温度传感器均与第二信号采集模块21相连。
炉体壁温监测子系统3包括多个测温仪31和视频交换机32，多个测温仪31沿冶金炉的周向设在冶金炉的外侧，多个测温仪31均与视频交换机32相连。
根据本发明实施例的冶金炉监控系统的具体实施过程如下：
本发明中通过多个一体式温度流量传感器11可测量冶金炉的冷却循环水组件4上各进出口的流量和温度数据，上述所测得的各进出口的流量和温度数据与预先设置的正常工作状态下冷却循环水组件4上各进出口的标准流量和标准温度数据进行对比，可以理解的是，若测量数据与标准数据之间的差值大于安全阈值，则表示此时冷却循环水组件4工作状态异常。
其中，当温度数据异常时，可能是由于冶金炉内耐火砖磨损严重导致冷却循环水组件4中的冷却水温度过高。也可能是由于冶金炉内炉壁挂渣厚度变小导致冷却循环水组件4中的冷却水温度过高。
当出水的流量数据异常时，可能是由于冷却循环水组件4堵塞导致出水的流量数据异常。
多个温度传感器插入冶金炉内耐火砖容易磨损的位置，多个温度传感器与第二信号采集模块21相连，第二信号采集模块21用于采集冶金炉内耐火砖处的温度。
测温仪31为红外线热成像测温仪，测温仪31设置在冶金炉的四周，测温仪31用于测量冶金炉的炉体壁温。
在一些实施例中，如图3所示，冶金炉监控系统还包括数据处理器5，数据处理器5分别与第一信号采集模块12、第二信号采集模块21和视频交换机32相连。可以理解的是，数据处理器5可接受并分析第一信号采集模块12、第二信号采集模块21和视频交换机32所采集到的数据。
在一些实施例中，如图1所示，冷却循环水组件4包括多个冷却进水管41、多个冷却壁内部冷却管束(未示出)、多个冷却回水管束42和冷却回水收集装置43，多个冷却进水管41和多个冷却回水管束42一一对应的相连，多个冷却壁内部冷却管束一一对应的设在多个冷却进水管41内，多个冷却回水管束42和冷却回水收集装置43相连。由此，本发明中通过设置多个冷却进水管41、多个冷却壁内部冷却管束和多个冷却回水管束42有利于提高冷却循环水组件4的冷却效果。
在一些实施例中，如图1所示，多个一体式温度流量传感器11分别设在多个冷却进水管41、多个冷却壁内部冷却管束、多个冷却回水管束42和冷却回水收集装置43上。由此，使得本发明的冶金炉监控系统对冷却循环水组件4的监控更全面，有利于达到提升炉体运行安全性的目的。
在一些实施例中，冶金炉监控系统还包括多个变送器(未示出)，多个变送器分别与多个一体式温度流量传感器11和多个温度传感器相连。
可以理解的是，变送器与传感器配合使用，变送器是一种把传感器的输出信号转变为可被采集器识别的信号的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。其中，不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等。
在一些实施例中，如图3所示，数据处理器5包括三维建模模块，三维建模模块能够接收第一信号采集模块12、第二信号采集模块21和视频交换机32所采集到的数据，三维建模模块根据数据建立三维模型。
具体地，数据处理器5利用三维建模模块，数据处理器5能够对冶金炉上的各个数据实现可视化的展示，数据处理器5通过2D、3D结合的方式的展示数据，使得操作人员能够非常直观的看到数据呈现，有利于提高冶金炉监控系统的监控效果。同时，数据处理器5通过2D、3D结合的方式的展示数据，使得各个数据矢量在各种屏幕下不失真，以及各个数据矢量还可以适应各种屏幕进行展示，能够同时在电脑和移动端展示数据。
进一步地，三维信息相比二维更直观更丰富，可以呈现各个子系统的空间关系，多维度多层次的数据展现有利于用户特别是非专业人员高效获取信息。
同时，大量的监控点分布在冶金炉的各个地方，传统的表格或二维图形难以排列显示。有些数据虽然精准，但却不是最有效的信息。采用三维建模模块可以使用图表、虚拟仪表、动画等等多种形式呈现数据信息、工艺流程和仿真结果，有利于提高数据信息的辨识度。
可以理解的是，本发明中的数据处理器5还具有以下优点：
三维数据更接近于现实中的真实的设备，用户易于接受。三维数据可以让用户看到冶金炉整体数据的同时，还能观测冶金炉局部细节数据，兼顾整体与细节。设备和资源的管理和调度等决策也依赖于三维数据。
在一些实施例中，如图1-图3所示，冶金炉监控系统还包括多个电缆6，多个电缆6分别连通多个一体式温度流量传感器11和第一信号采集模块12、多个温度传感器和第二信号采集模块21以及多个测温仪31和视频交换机32。
可以理解的是，电缆6为信号电缆，电缆6用于传输数据，电缆6包括但不限于普通信号电缆和专用总线电缆。
在一些实施例中，如图2所示，冶金炉监控系统还包括第一光纤环网71，多个测温仪31通过多个电缆6和第一光纤环网71相连，第一光纤环网71和视频交换机32相连。
可以理解的是，第一光纤环网71能够将多个测温仪31首尾连接地串联在一起，由此，当某个测温仪31出现故障时不会影响到其它测温仪31的数据传输，有利于技术人员在线维修测温仪31，提高了维修效率。
在一些实施例，如图3所示，冶金炉监控系统还包括第二光纤环网72，第一信号采集模块12、第二信号采集模块21、视频交换机32和数据处理器5通过第二光纤环网72相连。
可以理解的是，第二光纤环网72能够将第一信号采集模块12、第二信号采集模块21、视频交换机32和数据处理器5首尾连接地串联在一起，由此，当其中某个仪器出现故障时不会影响到其它仪器的数据传输，有利于技术人员在线维修，提高了维修效率。
在一些实施例中，如图3所示，第一信号采集模块12为多个。
可以理解的是，在本发明的一个具体实施例中。
冷却循环水监测子系统1包含12个水箱及现场总线接线箱，其中现场总线接线箱接入一体式温度流量传感器11。根据每个水箱回水管的数量可分别配置3个16路水箱及现场总线接线箱、6个24路水箱及现场总线接线箱和3个32路水箱及现场总线接线箱。
耐火砖监测子系统2包括20个温度传感器和3块第二采集模块21。
炉体壁温监测子系统3包括5个测温仪31和一台8路视频交换机32。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种冶金炉监控系统，其特征在于，包括：
冷却循环水监测子系统，所述冷却循环水监测子系统包括多个一体式温度流量传感器和第一信号采集模块，多个所述一体式温度流量传感器均设在冶金炉的冷却循环水组件上，多个所述一体式温度流量传感器均与所述第一信号采集模块相连；
耐火砖监测子系统，所述耐火砖监测子系统包括多个温度传感器和第二信号采集模块，多个所述温度传感器均设在所述冶金炉的耐火砖上，多个所述温度传感器均与所述第二信号采集模块相连；
炉体壁温监测子系统，所述炉体壁温监测子系统包括多个测温仪和视频交换机，多个所述测温仪沿所述冶金炉的周向设在所述冶金炉的外侧，多个所述测温仪均与所述视频交换机相连。
2.根据权利要求1所述的冶金炉监控系统，其特征在于，还包括数据处理器，所述数据处理器分别与所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块和所述视频交换机相连。
3.根据权利要求1所述的冶金炉监控系统，其特征在于，所述冷却循环水组件包括多个冷却进水管、多个冷却壁内部冷却管束、多个冷却回水管束和冷却回水收集装置，多个所述冷却进水管和多个所述冷却回水管束一一对应的相连，多个所述冷却壁内部冷却管束一一对应的设在多个所述冷却进水管内，多个所述冷却回水管束和所述冷却回水收集装置相连。
4.根据权利要求3所述的冶金炉监控系统，其特征在于，多个所述一体式温度流量传感器分别设在多个所述冷却进水管、多个所述冷却壁内部冷却管束、多个所述冷却回水管束和所述冷却回水收集装置上。
5.根据权利要求1所述的冶金炉监控系统，其特征在于，还包括多个变送器，多个所述变送器分别与多个所述一体式温度流量传感器和多个所述温度传感器相连。
6.根据权利要求2所述的冶金炉监控系统，其特征在于，所述数据处理器包括三维建模模块，所述三维建模模块能够接收所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块和所述视频交换机所采集到的数据，所述三维建模模块根据所述数据建立三维模型。
7.根据权利要求2所述的冶金炉监控系统，其特征在于，还包括多个电缆，多个所述电缆分别连通多个所述一体式温度流量传感器和所述第一信号采集模块、多个所述温度传感器和所述第二信号采集模块以及多个所述测温仪和所述视频交换机。
8.根据权利要求7所述的冶金炉监控系统，其特征在于，还包括第一光纤环网，多个所述测温仪通过多个所述电缆和所述第一光纤环网相连，所述第一光纤环网和所述视频交换机相连。
9.根据权利要求7所述的冶金炉监控系统，其特征在于，还包括第二光纤环网，所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块、所述视频交换机和所述数据处理器通过所述第二光纤环网相连。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的冶金炉监控系统，其特征在于，所述第一信号采集模块为多个。
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