CN117367590A - 一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法，涉及智能制造技术领域。该焦炉连续测温数据偏离数据识别处理方法，具体操作如下：SA1、消除测点偏离火道：在测点偏离目标区域时，所反应出来的曲线如仪表信号衰减现象示意图中B点所对应的曲线，通过图示可看出其与正常点相比，其曲线比较扁平。该焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法，在直行温度的测定过程中，有效排除了镜头对偏的异常数据、仪表衰减的异常数据，同时通过求下降时平均值的方法，有效的降低了下降五分时的偶然干扰因素，直接利用焦饼中心温标定所测火道温度，使在测定直行温度时，省去回归成标准火道温度值所带来的误差。

Description

一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，具体为一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法。

背景技术

在炼焦行业中，单个立火道温度是用高温计在交换后5分钟测量下降气流火道的斜道与砖煤气道孔的中间处(高炉煤气加热时测鼻梁砖处)的温度。

目前行业中直行温度是指由焦炉各燃烧室测温火道的温度组成的温度值。测温火道是为简化测温而选择的有代表性的火道(又称标准火道或代表火道)，一般选取燃烧室机焦两侧中部的各一个火道或中部的一对火道。测温火道温度的目标值叫作标准温度，是根据生产任务、条件和焦炭质量要求规定的。

直行温度是在焦炉加热调节中调节全炉和各燃烧室供热，以保证按计划推焦的监测项目。用光学高温计人测出下降气流火道底部温度。在换向后5分钟从焦侧交换机端开始顺序测温，由机侧返回；下一次换向后，仍按此顺序测其余的半数火道温度。测温后，用已制定的温度冷却曲线(用下降气流火道温度存换向周期内按每分钟计的下降值绘制)，逐个校正所测的数据，校正为换向后20s的温度。通常测温1-2次。

炉温测定的误差为±20℃，这主要是由结焦过程的周期性变化和换向过程引起的火道温度波动造成的。

目前，炉顶红外测温在相关焦化企业投入使用，炉顶红外测温是指在机焦侧(或单侧)离标准火道附近或直接采用标准火道，且平行于炉顶装煤车轨道的一排(或部分)火道上安装工红外测温设备，测量下降5分钟的数据，然后对数据进行平均，取得的平均值后，进行与标准火道的回归，回归后的数据与标准温度进行对比，以确定全炉温度的高低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法，解决了上述现有技术中存在的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种焦炉连续测温数据偏离数据识别处理方法，具体操作如下：

SA1、消除测点偏离火道

在测点偏离目标区域时，所反应出来的曲线如仪表信号衰减现象示意图中B点所对应的曲线，通过图示可看出其与正常点相比，其曲线比较扁平，这就导致交换时的高点与低点差值比正常差值小，为判断某火道测点是否偏离，如处理后正常测温数据图，取交换时I点前面三点的平均值I平均，与下一个交换时K点前面三点平均差值绝对值，当焦炉与结焦时间固定时，正常绝对值设定一个最小值。当测定的某一火道绝对值，低于规定的最小值时，可判定该火道为测点偏离火道，在计算全炉平均值时，进行剔除处理。

SA2、消除仪表信号衰减火道

由于焦炉炉顶环境存在有高温、粉尘、振动、强干扰现象，使得连续测温会出现仪表信号衰减现象，此时所测温度偏离了实际温度，如仪表信号衰减现象示意图中E点所对应的曲线。在仪表信号衰减现象示意图中，由于受装煤因素影响，从G点到E点、F点是从装煤到出焦的过程，此过程中，温度先是下降，然后是是上升过程。如果是2-1串序，一个立火道受两边立火道影响，在中间可能会存在温度下降再上升，再下降过程，如仪表信号衰减现象示意图中D点所对应的曲线。

从仪表信号衰减现象示意图中F点所对应曲线所看出，其立火道温度在没有调整煤气流量及装煤情况下，与相同状况下的E点对应的曲线相比，其所测温度与同相火道比，数值在减小，由于受炭化室成焦升温影响，其温度并没有超过测温的上下限，但是却不是一个正常的数据，这种数据的存在会对平均温度产生影响。

为应对这种情况，建立结焦周期内不同时间段的温度上下限，即每个立火道在两边不同结焦时段下，其温度上下限不同，如果连续三个交换周期均在温度上限上方或下方，则表明此立火道数据已偏离正常值，在计算平均值时，加以剔除，并报警；

SA3、消除火道瞬间异常值；

从工艺上看，焦炉立火道为双联火道，对同一个火道来说，火道在煤气燃烧加热时温度上升，换向后温度下降，再换向后温度上升，从而生成处理后正常测温数据图，时间为横坐标，温度值为纵坐标，H点、I点、K点均为换向点，正常的图形是呈波浪形前进。由于焦炉立火道测温点，处于高温及燃烧煤气有杂质等原因。经常会出现异常数据未处理示意图中A标点所示的瞬间数据异常情况。这时需进行替代处理。

对每个立火道，每5秒取即时值一次，对连续三次即时值进行连续平均，在立火道处于上升状态时，若即时值大于连续均值23℃或小于连续均值15℃度，在火处于下降状态时，若即时值大于连续均值15℃或小于连续均值23℃度，则用同侧(焦侧或机侧)同奇偶号(单号或双号)均值代替即时值。以消除瞬间异常数值；

SA4、用一个交换下降周期均值回归替代下降5分钟瞬间值。

目前连续测量焦炉立火道温度是沿袭人工测量的在换向后5分钟进行取瞬间值，如处理后正常测温数据图所示的J点温度，由于在实际测量过程中，授外界干扰因素，该点温度变化大。现用交换时间I点与交换时间点K点之间所有采样点之间取平均，称之为TIK平均值，通过数据回归J点的温度与TIK平均值，在同一焦炉同一结焦时间下，单个立火道存在有Tj＝K×TIk平均值+b在式中，K值与b值可利用各焦炉的特定结焦时间回归而成，为测定的下降周期内的平均值，利用计算机算出。对于机方直行火道值为Tj机为机方所测火道号J点的均值。Tj焦为焦方所测火道号J点的均值。全炉直行为(Tj机+Tj焦)÷2

SA5、直接将所测火道设为代表火道，通过焦饼中心温度，设定其值。

一种连续测温数据智能处理工艺，具体操作如下：

SB1、数据接收；

该系统接收温度采集系统所采集的焦炉立火道数据的同时提取交换信号，通过相邻两交换时温度高低，有效区分立火道处于上升和下降的交换点，将数据存于数据库中。

SB2、消除火道温度数据中的瞬间异常值

对存于数据库中的原始数据进行处理，通过设立对上升与下降火道的取舍数据的区间不同，完成数据真实化过程。

SB3、消除测点偏离火道

在消除火道温度数据中的瞬间异常值后，通过交换时温度高低转换特点，

利用高低差值消除测点偏离火道，并进行剔除与报警。一般直行温度分机侧与焦侧，各侧去除少量非正常火道后，按目前炼焦工艺计算系数与求均值，不会受到影响。如果测点偏离火道数量达2个以上时，需进行人工修正仪器进行调整。

SB4、剔除仪表信号衰减火道

在消除测点偏离火道的基础上，通过测试火道两侧炭化室不同结焦时间段，来确定火道在该时间段的火道数据范围，剔除仪表信号衰减火道。

SB5、生成平均温度及与目标温度差值

进行上述三步后，对剩下的每个有效测温立火道取下降时间段平均值。再对相同侧别的有效立火道的平均值再平均，所得数值为所在侧别的全炉温度值，利用焦饼中心温度确定温度采集系统所在的侧别(或全炉)立火道平均值理论值(目标值)，同时将各数据存入数据库中,当目标值与测定总平均值差值超过一定数值时，将各项数据传至控制系统进行调控。

(三)有益效果

本发明提供了一种焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法。具备以下有益效果：

该焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法，在直行温度的测定过程中，有效排除了镜头对偏的异常数据、仪表衰减的异常数据，同时通过求下降时平均值的方法，有效的降低了下降五分时的偶然干扰因素，直接利用焦饼中心温标定所测火道温度，使在测定直行温度时，省去回归成标准火道温度值所带来的误差。

附图说明

图1为红外测温偏离示意图；

图2为异常数据未处理示意图；

图3为仪表信号衰减现象示意图；

图4为处理后正常测温数据图；

图5为连续测温数据智能处理工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种焦炉连续测温数据偏离数据识别处理方法，具体操作如下：

SA1、消除测点偏离火道

在测点偏离目标区域时，所反应出来的曲线如仪表信号衰减现象示意图中B点所对应的曲线，通过图示可看出其与正常点相比，其曲线比较扁平，这就导致交换时的高点与低点差值比正常差值小，为判断某火道测点是否偏离，如处理后正常测温数据图，取交换时I点前面三点的平均值I平均，与下一个交换时K点前面三点平均差值绝对值，当焦炉与结焦时间固定时，正常绝对值设定一个最小值。当测定的某一火道绝对值，低于规定的最小值时，可判定该火道为测点偏离火道，在计算全炉平均值时，进行剔除处理。

SA2、消除仪表信号衰减火道

由于焦炉炉顶环境存在有高温、粉尘、振动、强干扰现象，使得连续测温会出现仪表信号衰减现象，此时所测温度偏离了实际温度，如仪表信号衰减现象示意图中E点所对应的曲线。在仪表信号衰减现象示意图中，由于受装煤因素影响，从G点到E点、F点是从装煤到出焦的过程，此过程中，温度先是下降，然后是是上升过程。如果是2-1串序，一个立火道受两边立火道影响，在中间可能会存在温度下降再上升，再下降过程，如仪表信号衰减现象示意图中D点所对应的曲线。

从仪表信号衰减现象示意图中F点所对应曲线所看出，其立火道温度在没有调整煤气流量及装煤情况下，与相同状况下的E点对应的曲线相比，其所测温度与同相火道比，数值在减小，由于受炭化室成焦升温影响，其温度并没有超过测温的上下限，但是却不是一个正常的数据，这种数据的存在会对平均温度产生影响。

为应对这种情况，建立结焦周期内不同时间段的温度上下限，即每个立火道在两边不同结焦时段下，其温度上下限不同，如果连续三个交换周期均在温度上限上方或下方，则表明此立火道数据已偏离正常值，在计算平均值时，加以剔除，并报警；

SA3、消除火道瞬间异常值；

从工艺上看，焦炉立火道为双联火道，对同一个火道来说，火道在煤气燃烧加热时温度上升，换向后温度下降，再换向后温度上升，从而生成处理后正常测温数据图，时间为横坐标，温度值为纵坐标，H点、I点、K点均为换向点，正常的图形是呈波浪形前进。由于焦炉立火道测温点，处于高温及燃烧煤气有杂质等原因。经常会出现异常数据未处理示意图中A标点所示的瞬间数据异常情况。这时需进行替代处理。

对每个立火道，每5秒取即时值一次，对连续三次即时值进行连续平均，在立火道处于上升状态时，若即时值大于连续均值23℃或小于连续均值15℃度，在火处于下降状态时，若即时值大于连续均值15℃或小于连续均值23℃度，则用同侧(焦侧或机侧)同奇偶号(单号或双号)均值代替即时值。以消除瞬间异常数值；

SA4、用一个交换下降周期均值回归替代下降5分钟瞬间值。

目前连续测量焦炉立火道温度是沿袭人工测量的在换向后5分钟进行取瞬间值，如处理后正常测温数据图所示的J点温度，由于在实际测量过程中，授外界干扰因素，该点温度变化大。现用交换时间I点与交换时间点K点之间所有采样点之间取平均，称之为T_IK平均值，通过数据回归J点的温度与T_IK平均值，在同一焦炉同一结焦时间下，单个立火道存在有T_j＝K×T_Ik平均值+b在式中，K值与b值可利用各焦炉的特定结焦时间回归而成，为测定的下降周期内的平均值，利用计算机算出。对于机方直行火道值为T_j机为机方所测火道号J点的均值。T_j焦为焦方所测火道号J点的均值。全炉直行为(T_j机+T_j焦)÷2

SA5、直接将所测火道设为代表火道，通过焦饼中心温度，设定其值。

一种连续测温数据智能处理工艺，具体操作如下：

SB1、数据接收；

该系统接收温度采集系统所采集的焦炉立火道数据的同时提取交换信号，通过相邻两交换时温度高低，有效区分立火道处于上升和下降的交换点，将数据存于数据库中。

SB2、消除火道温度数据中的瞬间异常值

对存于数据库中的原始数据进行处理，通过设立对上升与下降火道的取舍数据的区间不同，完成数据真实化过程。

SB3、消除测点偏离火道

在消除火道温度数据中的瞬间异常值后，通过交换时温度高低转换特点，

利用高低差值消除测点偏离火道，并进行剔除与报警。一般直行温度分机侧与焦侧，各侧去除少量非正常火道后，按目前炼焦工艺计算系数与求均值，不会受到影响。如果测点偏离火道数量达2个以上时，需进行人工修正仪器进行调整。

SB4、剔除仪表信号衰减火道

在消除测点偏离火道的基础上，通过测试火道两侧炭化室不同结焦时间段，来确定火道在该时间段的火道数据范围，剔除仪表信号衰减火道。

SB5、生成平均温度及与目标温度差值

进行上述三步后，对剩下的每个有效测温立火道取下降时间段平均值。再对相同侧别的有效立火道的平均值再平均，所得数值为所在侧别的全炉温度值，利用焦饼中心温度确定温度采集系统所在的侧别(或全炉)立火道平均值理论值(目标值)，同时将各数据存入数据库中,当目标值与测定总平均值差值超过一定数值时，将各项数据传至控制系统进行调控。

综上所述，该焦炉连续测温数据偏离智能识别与处理方法，在直行温度的测定过程中，有效排除了镜头对偏的异常数据、仪表衰减的异常数据，同时通过求下降时平均值的方法，有效的降低了下降五分时的偶然干扰因素，直接利用焦饼中心温标定所测火道温度，使在测定直行温度时，省去回归成标准火道温度值所带来的误差。

需要说明的是，本发明利用计算机编写相关程序，利用OPC或其他方式读取测温数据与交换信号，存入数据库中；

对存入数据库中的数据，进行数据处理，生成实测温度，再次存入数据库中，同时供给其它控制程序调用。并提供标准ODBC接口。

本套设计在马钢运行以来，稳定可靠。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种焦炉连续测温数据偏离数据识别处理方法，其特征在于：具体操作如下：

SA1、消除测点偏离火道

在测点偏离目标区域时，所反应出来的曲线如仪表信号衰减现象示意图中B点所对应的曲线，通过图示可看出其与正常点相比，其曲线比较扁平，这就导致交换时的高点与低点差值比正常差值小，为判断某火道测点是否偏离，如处理后正常测温数据图，取交换时I点前面三点的平均值I平均，与下一个交换时K点前面三点平均差值绝对值，当焦炉与结焦时间固定时，正常绝对值设定一个最小值。当测定的某一火道绝对值，低于规定的最小值时，可判定该火道为测点偏离火道，在计算全炉平均值时，进行剔除处理。

SA2、消除仪表信号衰减火道

由于焦炉炉顶环境存在有高温、粉尘、振动、强干扰现象，使得连续测温会出现仪表信号衰减现象，此时所测温度偏离了实际温度，如仪表信号衰减现象示意图中E点所对应的曲线。在仪表信号衰减现象示意图中，由于受装煤因素影响，从G点到E点、F点是从装煤到出焦的过程，此过程中，温度先是下降，然后是是上升过程。如果是2-1串序，一个立火道受两边立火道影响，在中间可能会存在温度下降再上升，再下降过程，如仪表信号衰减现象示意图中D点所对应的曲线。

从仪表信号衰减现象示意图中F点所对应曲线所看出，其立火道温度在没有调整煤气流量及装煤情况下，与相同状况下的E点对应的曲线相比，其所测温度与同相火道比，数值在减小，由于受炭化室成焦升温影响，其温度并没有超过测温的上下限，但是却不是一个正常的数据，这种数据的存在会对平均温度产生影响。

为应对这种情况，建立结焦周期内不同时间段的温度上下限，即每个立火道在两边不同结焦时段下，其温度上下限不同，如果连续三个交换周期均在温度上限上方或下方，则表明此立火道数据已偏离正常值，在计算平均值时，加以剔除，并报警；

SA3、消除火道瞬间异常值；

从工艺上看，焦炉立火道为双联火道，对同一个火道来说，火道在煤气燃烧加热时温度上升，换向后温度下降，再换向后温度上升，从而生成处理后正常测温数据图，时间为横坐标，温度值为纵坐标，H点、I点、K点均为换向点，正常的图形是呈波浪形前进。由于焦炉立火道测温点，处于高温及燃烧煤气有杂质等原因。经常会出现异常数据未处理示意图中A标点所示的瞬间数据异常情况。这时需进行替代处理。

对每个立火道，每5秒取即时值一次，对连续三次即时值进行连续平均，在立火道处于上升状态时，若即时值大于连续均值23℃或小于连续均值15℃度，在火处于下降状态时，若即时值大于连续均值15℃或小于连续均值23℃度，则用同侧(焦侧或机侧)同奇偶号(单号或双号)均值代替即时值。以消除瞬间异常数值；

SA4、用一个交换下降周期均值回归替代下降5分钟瞬间值。

目前连续测量焦炉立火道温度是沿袭人工测量的在换向后5分钟进行取瞬间值，如处理后正常测温数据图所示的J点温度，由于在实际测量过程中，授外界干扰因素，该点温度变化大。现用交换时间I点与交换时间点K点之间所有采样点之间取平均，称之为T_IK平均值，通过数据回归J点的温度与T_IK平均值，在同一焦炉同一结焦时间下，单个立火道存在有T_j＝K×T_Ik平均值+b在式中，K值与b值可利用各焦炉的特定结焦时间回归而成，为测定的下降周期内的平均值，利用计算机算出。对于机方直行火道值为T_j机为机方所测火道号J点的均值。T_j焦为焦方所测火道号J点的均值。全炉直行为(T_j机+T_j焦)÷2

SA5、直接将所测火道设为代表火道，通过焦饼中心温度，设定其值。

2.一种连续测温数据智能处理工艺，其特征在于：具体操作如下：

SB1、数据接收；

该系统接收温度采集系统所采集的焦炉立火道数据的同时提取交换信号，通过相邻两交换时温度高低，有效区分立火道处于上升和下降的交换点，将数据存于数据库中。

SB2、消除火道温度数据中的瞬间异常值

对存于数据库中的原始数据进行处理，通过设立对上升与下降火道的取舍数据的区间不同，完成数据真实化过程。

SB3、消除测点偏离火道

在消除火道温度数据中的瞬间异常值后，通过交换时温度高低转换特点，

利用高低差值消除测点偏离火道，并进行剔除与报警。一般直行温度分机侧与焦侧，各侧去除少量非正常火道后，按目前炼焦工艺计算系数与求均值，不会受到影响。如果测点偏离火道数量达2个以上时，需进行人工修正仪器进行调整。

SB4、剔除仪表信号衰减火道

在消除测点偏离火道的基础上，通过测试火道两侧炭化室不同结焦时间段，来确定火道在该时间段的火道数据范围，剔除仪表信号衰减火道。

SB5、生成平均温度及与目标温度差值

进行上述三步后，对剩下的每个有效测温立火道取下降时间段平均值。再对相同侧别的有效立火道的平均值再平均，所得数值为所在侧别的全炉温度值，利用焦饼中心温度确定温度采集系统所在的侧别(或全炉)立火道平均值理论值(目标值)，同时将各数据存入数据库中,当目标值与测定总平均值差值超过一定数值时，将各项数据传至控制系统进行调控。