JP3188307B2 - Monitoring method of hot stove - Google Patents
Monitoring method of hot stoveInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、製鉄設備の一部であ
る熱風炉の異常を、温度により監視する熱風炉の監視方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for monitoring a hot stove, which is a part of a steel making facility, based on temperature.
【0002】[0002]
【従来の技術】熱風炉は、溶鉱炉(銑鉄製造設備、高
炉)内に送る空気を加熱する設備であり、その内部では
ガスの燃焼と高圧空気による送風が交互に繰り返されて
いる。このため、熱風炉の内壁は耐熱レンガで、外側は
鉄製の外壁(鉄皮と呼ばれる)でそれぞれ覆われる。こ
こで、特に、鉄皮は、熱風炉の全体を覆う重要な構造部
材であるため、高温と高圧に耐えうる十分な強度を持つ
ように設計されている。2. Description of the Related Art A hot blast stove is a facility for heating air sent into a blast furnace (pig iron making facility, blast furnace), in which gas combustion and blowing with high-pressure air are alternately repeated. For this reason, the inner wall of the hot blast stove is covered with heat-resistant bricks, and the outer side is covered with an outer wall made of iron (called an iron shell). Here, in particular, since the iron shell is an important structural member that covers the entire hot blast stove, it is designed to have sufficient strength to withstand high temperature and high pressure.
【0003】しかしながら、熱風炉の運転中に、内壁の
耐熱レンガの一部が熱疲労などにより欠損したり、脱落
すると、この領域の鉄皮は炉内の高温空気に曝されるこ
ととなる。この場合、対応する鉄皮の部位が赤熱した
り、最悪の場合、クラックを生じたり、炉内の熱風が外
部に噴出するといった事態を引き起こす恐れがある。こ
うした異常事態を未然に回避するため、従来から、鉄皮
の表面に温度計を取り付け、その温度変化からこの種の
異常を予知する方法による監視が行われてきた(実開昭
60−29248)。即ち、鉄皮表面の適所に熱電対な
どの温度センサを取り付け、赤熱発生に伴う温度上昇を
早期発見できるようにしていた。However, if a part of the heat-resistant brick on the inner wall is broken or dropped due to thermal fatigue during operation of the hot blast stove, the steel in this region is exposed to the high temperature air in the furnace. In this case, there is a risk that the corresponding portion of the steel shell glows red, in the worst case, cracks occur, or hot air in the furnace blows out. In order to avoid such an abnormal situation, a thermometer has conventionally been mounted on the surface of the steel shell and monitored by a method of predicting this kind of abnormality from a change in the temperature (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 29248/1985). . That is, a temperature sensor such as a thermocouple is attached to an appropriate position on the surface of the steel shell so that a temperature rise due to the generation of red heat can be detected at an early stage.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような熱電対を
使った従来の熱風炉の監視方法には、熱電対を取り付け
た位置を「点」でしか測定できないという欠点があっ
た。もし、この方法で熱風炉の外壁を構成する鉄皮の表
面全体を熱電対で監視しようとするならば、数千点に及
ぶ熱電対を外壁に張り巡らさねばならず、コストと作業
性の面で到底実用化できなかった。The conventional method for monitoring a hot stove using a thermocouple as described above has a disadvantage that the position where the thermocouple is attached can be measured only at "points". If this method is used to monitor the entire surface of the skin constituting the outer wall of the hot stove with a thermocouple, thousands of thermocouples must be spread around the outer wall, which leads to cost and workability problems. Could not be put to practical use at all.
【0005】このため、従来の監視方法では、数点から
多くても数十点の熱電対を鉄皮の要所に配設して、それ
らの温度監視を行うにとどまっていた。ところが、この
程度の測定点数では、熱風炉の全体監視からはほど遠
く、クラック発生の可能性が比較的高い溶接線の監視に
限定してみても、その全域をカバーすることはできず、
監視方法として甚だ不十分であった。[0005] For this reason, in the conventional monitoring method, only a few to at most several tens of thermocouples are arranged at important points of the steel shell, and their temperatures are monitored. However, with this number of measurement points, it is far from the overall monitoring of the hot stove, and even if it is limited to monitoring the welding line where the possibility of cracking is relatively high, it is not possible to cover the entire area,
The monitoring method was inadequate.
【0006】この発明は上記の点に鑑み、鉄皮全体を常
時監視できる熱風炉の監視方法を提供することを目的と
している。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a method for monitoring a hot stove capable of constantly monitoring the entire steel shell.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めこの発明の熱風炉の監視方法は、熱風炉の鉄皮表面の
鉄皮溶接線に沿ってガイドパイプを溶接し、その内部に
SUSチューブ入りのファイバを挿入して光ファイバを
敷設し、該光ファイバに入射させたパルス光の後方ラマ
ン散乱光強度とその戻るまでの時間から、該光ファイバ
の敷設域の温度分布を測定すると共に、測定部位の温度
分布をディスプレイにモニター表示し、さらに前記測定
部位の温度が所定の上限温度を越えた場合はアラームを
発生させると共に対応する熱風炉の鉄皮表面部位を前記
ディスプレイの画面に表示するようにして、熱風炉の鉄
皮全域の温度分布を監視して、その異常を感知できるよ
うにしたものである。In order to achieve the above object, a method for monitoring a hot stove according to the present invention comprises the steps of:
Weld the guide pipe along the steel welding line and insert it inside
Laying optical fiber by inserting the fiber SUS tubed, from the time of the backward Raman scattered light intensity of the pulse light input to the optical fiber and to its return to measure the temperature distribution in the laying region of the optical fiber Together with the temperature of the measurement site
Monitor the distribution on a display and further measure
If the temperature of the part exceeds the specified upper limit temperature, an alarm
Generate and generate the corresponding hot-blast stove surface
The temperature is displayed on the display screen so as to monitor the temperature distribution of the entire area of the steel shell of the hot stove so that the abnormality can be detected.
【0008】また、鉄皮表面の温度分布の測定は、脆弱
部である鉄皮溶接線に沿って行なうようにし、異常監視
のために好ましいものとしている。[0008] In addition, the measurement of the temperature distribution on the surface of the iron shell is fragile.
It is performed along the steel welding line, which is a part, which is preferable for abnormality monitoring.
【0009】光ファイバを、熱風炉の鉄皮表面のほぼ全
域にわたって、溶接線に沿うように敷設する。この光フ
ァイバは、一本のファイバでスパイラル状に連続的に敷
設してもよいし、複数本のファイバを分散設置し、各フ
ァイバを光スイッチにより選択切替えできるようにして
もよい。この光ファイバの入力端から、パルスを入射さ
せ、その後方ラマン散乱光を検出する。[0009] The optical fiber is laid along the welding line over almost the entire surface of the steel shell surface of the hot blast stove. This optical fiber may be continuously laid in a spiral form with one fiber, or a plurality of fibers may be dispersed and installed so that each fiber can be selectively switched by an optical switch. A pulse is incident from the input end of the optical fiber, and the backward Raman scattered light is detected.
【0010】このラマン散乱光の強度(ストークス光と
アンチストークス光の強度比)から温度を、入射してか
ら復帰するまでの時間間隔からその測定位置(または区
間)をそれぞれ検出し、鉄皮表面の温度分布を測定す
る。得られた鉄皮表面の温度分布は、CRT画面上にグ
ラフィックディスプレイし、温度パターンと実際の温度
が、濃度や色で簡単に視認できるようにする。The temperature is detected from the intensity of the Raman scattered light (the intensity ratio between the Stokes light and the anti-Stokes light), and the measurement position (or section) is detected from the time interval from the incidence to the return, and the surface of the iron skin is detected. Is measured. The obtained temperature distribution on the steel surface is graphically displayed on a CRT screen so that the temperature pattern and the actual temperature can be easily visually recognized in terms of density and color.
【0011】この脆弱部である鉄皮溶接線に沿う温度分
布を監視して、異常な昇温を早期に発見し、赤熱やクラ
ックなどを原因とするトラブル発生に対して未然に対処
することができる。 It is possible to monitor the temperature distribution along the steel welding line, which is a fragile portion, to detect abnormal temperature rise at an early stage, and to cope with troubles caused by red heat, cracks, and the like. it can.
【0012】[0012]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。まず、本発明の方法に使用する光ファイ
バ温度計の構成について説明する。図7に示す如く、光
ファイバ温度計100は、従来装置と同様に、測定部3
内は光パルス発振手段たるパルス駆動回路4およびパル
ス半導体レーザ(以下、LDと称す)5が設けられてお
り、このLD5から光分波器6を介して光ファイバ2に
光パルスが入射する。該測定部3内の光ファイバ2の基
端部に、選択切換手段となる光スイッチ14が介装さ
れ、この光スイッチ14がパルス駆動回路4によってL
D5と同期して駆動されるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the optical fiber thermometer used in the method of the present invention will be described. As shown in FIG. 7, the optical fiber thermometer 100 has a measuring unit 3 similar to the conventional device.
A pulse drive circuit 4 as a light pulse oscillating means and a pulse semiconductor laser (hereinafter, referred to as an LD) 5 are provided therein, and light pulses enter the optical fiber 2 from the LD 5 via a light splitter 6. An optical switch 14 serving as selection switching means is interposed at the base end of the optical fiber 2 in the measuring section 3.
It is driven in synchronization with D5.
【0013】該光スイッチ14内には、光パルス幅(本
実施例では1m、距離分解能に相当)の半分(0.5
m)だけ長さの異なる一対の長さ調整用光ファイバ1
5,16が内蔵されている。そして、該光スイッチ14
が駆動されることにより、光ファイバ2に何れかのファ
イバ長調整用光ファイバ15,16が瞬時に接続される
ようになっている。従って、本実施例の装置では、その
長さが0.5m異なる2種の光ファイバ2(すなわち検
出経路)が具えられていることになる。この2種の光フ
ァイバ2のうち、短い方の検出経路を第1ルートとし、
長い方の検出経路を第2ルートとする。The optical switch 14 has a half (0.5 m) of an optical pulse width (1 m in this embodiment, corresponding to the distance resolution).
m) A pair of length adjusting optical fibers 1 having different lengths
5 and 16 are built in. And the optical switch 14
Is driven, one of the fiber length adjusting optical fibers 15 and 16 is instantaneously connected to the optical fiber 2. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, two types of optical fibers 2 (that is, detection paths) having different lengths by 0.5 m are provided. Of the two types of optical fibers 2, the shorter detection path is defined as a first route,
The longer detection path is defined as a second route.
【0014】一方、測定部3の近傍には、光ファイバ2
を収納する恒温槽17が配置されており、光ファイバ2
の温度が所定区間(本実施例では1m)内で一定に保た
れるようになっている。恒温槽17から出た光ファイバ
2は、従来装置と同様に、被測定物1に沿って敷設され
ている。また、測定部3内には、光分波器6内に内蔵さ
れた2種の干渉フィルタ7,8と、第1および第2アバ
ランシェ・フォト・ダイオード(以下、APDと称す)
9,10の他、高速平均化処理装置11が具えられてい
る。On the other hand, the optical fiber 2
A thermostat 17 for storing the optical fiber 2 is provided.
Is kept constant within a predetermined section (1 m in this embodiment). The optical fiber 2 coming out of the thermostat 17 is laid along the DUT 1 as in the conventional apparatus. In the measuring section 3, two types of interference filters 7, 8 built in the optical demultiplexer 6, and first and second avalanche photodiodes (hereinafter, referred to as APDs) are provided.
In addition to the components 9 and 10, a high-speed averaging device 11 is provided.
【0015】被測定物(電力設備やプラント等、ここで
は鉄皮)1に沿って光ファイバ2を敷設し、この光ファ
イバ2に測定部3内においてパルス駆動回路4により駆
動されるパルス半導体レーザ5から光パルスを入射させ
る。次いで、光ファイバ2の各部位での後方散乱光の
内、ラマン後方散乱光の2成分であるストークス光およ
びアンチ・ストークス光を光分波器6内の2種の干渉フ
ィルタ7,8により分離し、それぞれを第1および第2
APD(アバランシェ・フォト・ダイオード)9,10
により光電変換する。次いで、高速平均化処理装置11
内において、これら2成分の強度をA/D変換した後、
各々の遅延時間に対応したメモリ内に加算して収納す
る。そして、光ファイバ2からの後方散乱光がすべて戻
った後、再び光ファイバ2に光パルスを入射させ、ラマ
ン後方散乱光の検出を行う。An optical fiber 2 is laid along an object to be measured (power equipment, plant, etc., in this case, iron skin) 1, and a pulsed semiconductor laser driven by a pulse drive circuit 4 in a measuring section 3 on the optical fiber 2 From 5, light pulses are incident. Next, the Stokes light and the anti-Stokes light, which are two components of the Raman backscattered light, of the backscattered light at each part of the optical fiber 2 are separated by two kinds of interference filters 7 and 8 in the optical demultiplexer 6. And the first and second
APD (avalanche photo diode) 9,10
Performs photoelectric conversion. Next, the high-speed averaging device 11
Within, after A / D conversion of the intensity of these two components,
The data is added and stored in the memory corresponding to each delay time. Then, after all the backscattered light from the optical fiber 2 returns, an optical pulse is again incident on the optical fiber 2 to detect Raman backscattered light.
【0016】これらの操作を多数回(例えば数千回)繰
り返した後、その繰返し回数で除して平均化を行う。こ
の平均化処理は、ラマン後方散乱光が非常に微弱である
ことによる測定誤差を防止する目的で行われる。しかる
後、測定部3から出力された各部位におけるストークス
光とアンチ・ストークス光との強度比に基づき、データ
処理装置12により温度分布情報を得て、ディスプレイ
13の画面に表示を行う。尚、ストークス光とアンチ・
ストークス光との強度比から温度を得るには、予め実験
や演算等に基づき作成されたマップを用いる。After repeating these operations many times (for example, several thousand times), averaging is performed by dividing by the number of repetitions. This averaging process is performed for the purpose of preventing a measurement error due to extremely weak Raman backscattered light. Thereafter, based on the intensity ratio between the Stokes light and the anti-Stokes light at each part output from the measurement unit 3, the temperature distribution information is obtained by the data processing device 12 and displayed on the screen of the display 13. In addition, Stokes light and anti-
To obtain the temperature from the intensity ratio with the Stokes light, a map created in advance based on experiments, calculations, and the like is used.
【0017】そして、計測部3外には演算手段たるデー
タ処理装置12とディスプレイ13が配置されている。
尚、データ処理装置12は前述した従来装置とは異な
り、測定部3から出力された第1ルートと第2ルートと
の各部位におけるストークス光とアンチ・ストークス光
との強度比に基づいて、位相のずれた2つの温度分布測
定値を算出し、これらに基づきパルス幅を2分割した区
間での温度分布測定値を算出する機能を有している。A data processing device 12 as a calculating means and a display 13 are arranged outside the measuring section 3.
It should be noted that the data processing device 12 is different from the above-described conventional device in that the phase is determined based on the intensity ratio between the Stokes light and the anti-Stokes light at each part of the first route and the second route output from the measurement unit 3. It has a function of calculating two temperature distribution measurement values shifted from each other and calculating a temperature distribution measurement value in a section where the pulse width is divided into two based on these.
【0018】本発明では、このような光ファイバ温度計
100に接続された光ファイバ2を、熱風炉の鉄皮1の
表面に敷設して、その温度分布を測定する。光ファイバ
2は、まず鉄皮表面にガイドパイプGを溶接し、その内
部にSUSチューブ入りのファイバを挿入して敷設する
(図1のステップS1)。このガイドパイプGを、図3
のように一定間隔で巻設して、鉄皮表面の全域にわたっ
て温度監視ができるようにしている。該ガイドパイプG
は、特に、脆弱部でありクラック発生の可能性の高い溶
接線については、そのすべてをカバーできるように敷設
されている。この場合、長尺の光ファイバ1本を全ガイ
ドパイプに挿通してもよいし、複数本の光ファイバを分
散させて巻設し、各光ファイバの測定ルートを光スィッ
チで選択切り換えできるようにしてもよい。In the present invention, the optical fiber 2 connected to the optical fiber thermometer 100 is laid on the surface of the steel shell 1 of a hot stove, and the temperature distribution is measured. First, a guide pipe G is welded to the surface of a steel shell, and a fiber containing a SUS tube is inserted and laid therein (step S1 in FIG. 1). This guide pipe G is shown in FIG.
As shown in the figure, the wire is wound at regular intervals so that the temperature can be monitored over the entire surface of the steel skin. The guide pipe G
In particular, the welding line, which is a fragile portion and has a high possibility of cracking, is laid so as to cover all of the welding line. In this case, one long optical fiber may be inserted through all the guide pipes, or a plurality of optical fibers may be dispersed and wound so that the measurement route of each optical fiber can be selectively switched by an optical switch. You may.
【0019】但し、光ファイバの測定可能長さは、その
ファイバを構成する材質の特性によって限定されるた
め、通常、2km以上を1本のファイバで測定すること
は好ましくない。また、ファイバが短いほど施工作業も
容易である。このため、熱風炉のように広い範囲の監視
が必要な場合は、切り換え可能な多数本の光ファイバで
カバーする方式が望ましい。本実施例もこの方式を採用
し、20本の光ファイバを切り換え手段A,Bを介して
周期的に切り換えられるようにしている。尚、光ファイ
バ2は、300℃前後の高温域でも耐用可能な材質のフ
ァイバで構成されていることはもちろんである。However, since the measurable length of an optical fiber is limited by the characteristics of the material constituting the fiber, it is generally not preferable to measure 2 km or more with one fiber. Also, the shorter the fiber, the easier the work is. For this reason, when a wide range of monitoring is required, such as in a hot stove, a method of covering with a large number of switchable optical fibers is desirable. This embodiment also employs this method, and is capable of periodically switching 20 optical fibers via switching means A and B. The optical fiber 2 is of course made of a fiber of a material that can be used even in a high temperature range of about 300 ° C.
【0020】このように配設した光ファイバ2の一端か
らレーザパルス光を入射させ、その後方ラマン散乱光
を、光ファイバ温度計100の測定部3にて検出する
(図1、ステップS2)。本実施例での温度分布測定に
当たっては、先ずパルス駆動回路4によりLD5と光ス
イッチ14とを駆動し、光パルスを光ファイバ2(鉄皮
表面に敷設された多数本のうち、切り換え手段A,Bに
より選択された1本)に入射させながら、同時に検出経
路を第1ルートと第2ルートとの間で切り換える。The laser pulse light is made incident from one end of the optical fiber 2 arranged as described above, and the backward Raman scattered light is detected by the measuring section 3 of the optical fiber thermometer 100 (FIG. 1, step S2). In measuring the temperature distribution in the present embodiment, first, the LD 5 and the optical switch 14 are driven by the pulse driving circuit 4 and the optical pulse is transmitted to the optical fiber 2 (from among the many switching means A, B), and simultaneously switches the detection path between the first route and the second route.
【0021】そして、例えば、先ず第1ルートに光パル
スが入射すると、光ファイバ2の各部位で散乱が生じ、
その後方散乱光が光ファイバ2の入射端に戻ってくる。
戻ってきた後方散乱光の内、ラマン後方散乱光の2成分
であるストークス光およびアンチ・ストークス光を、光
分波器6内の2種の干渉フィルタ7,8により分離し、
それぞれを第1および第2APD9,10により光電変
換する。次いで、高速平均化処理装置11内において、
これら2成分の強度をA/D変換した後、各遅延時間に
対応したメモリ内に加算して収納する。次に、第1ルー
トからの後方散乱光がすべて戻った後、第2ルートに光
パルスを入射させ、同様の手順で2成分の強度を高速平
均化処理装置11のメモリ内に収納する。そして、以上
の操作を多数回繰り返した後、その繰返し回数で除する
ことにより第1ルートと第2ルートとのそれぞれに対し
て平均化処理を行う。For example, when an optical pulse is first incident on the first route, scattering occurs at each part of the optical fiber 2, and
The backward scattered light returns to the incident end of the optical fiber 2.
Of the returned backscattered light, Stokes light and anti-Stokes light, which are two components of Raman backscattered light, are separated by two types of interference filters 7 and 8 in an optical demultiplexer 6.
Each is photoelectrically converted by the first and second APDs 9 and 10. Next, in the high-speed averaging device 11,
After the A / D conversion of the intensities of these two components, they are added and stored in a memory corresponding to each delay time. Next, after all the backscattered light from the first route returns, an optical pulse is incident on the second route, and the intensity of the two components is stored in the memory of the high-speed averaging device 11 in the same procedure. Then, after the above operation is repeated many times, an averaging process is performed on each of the first route and the second route by dividing by the number of repetitions.
【0022】その後、測定部3から出力された各部位に
おけるストークス光とアンチ・ストークス光との強度比
に基づき、データ処理装置12において、位相(遅延時
間に対応する距離)が0.5mずれた2つの温度分布測
定値を得(図8、9)、両者を比較することにより、温
度測定点を高精度で確定することができる。同図におけ
る測定開始点、すなわち距離の基準点(0)は恒温槽1
7の入口(図1中のP点)とする。この際、測定開始点
の特定は、光ファイバ2内での光パルスの速度とLD5
から恒温槽17までの距離とから後方散乱光の遅延時間
を演算すること等により行う。また、図8中の記号(T
11,T12,T13,─)は第1ルートにおける1m毎の区
間平均温度を示し、図9中の記号(T21,T22,T23,
─)は第2ルートにおける1m毎の区間平均温度を示し
てある。そして、図8,図9中の記号(t1,t2,t
3─)は0.5m毎の区間平均温度を示すが、この時点
では未だ得られていない。Thereafter, the phase (distance corresponding to the delay time) is shifted by 0.5 m in the data processing device 12 based on the intensity ratio between the Stokes light and the anti-Stokes light at each part output from the measuring unit 3. By obtaining two temperature distribution measurement values (FIGS. 8 and 9) and comparing them, the temperature measurement point can be determined with high accuracy. The measurement start point in FIG.
7 (point P in FIG. 1). At this time, the measurement start point is specified by the speed of the light pulse in the optical fiber 2 and the LD5.
The calculation is performed by calculating the delay time of the backscattered light from the distance from the temperature to the constant temperature bath 17 and the like. Further, the symbol (T
11 , T 12 , T 13 , ─) indicate the section average temperature for every 1 m in the first route, and the symbols (T 21 , T 22 , T 23 ,
─) shows the section average temperature for every 1 m in the second route. The symbols (t1, t2, t) in FIGS.
3─) shows the section average temperature every 0.5 m, but it has not been obtained yet at this time.
【0023】次に、データ処理装置12では、これら2
つの1m毎の温度分布測定値に基づき、0.5m毎の区
間平均温度を算出する。データ処理装置12では先ず最
初の区間平均温度t1,t2を求めるが、第1ルートに
おける0〜1m間の区間においては光ファイバ2が前述
したように恒温槽17内にあるため、その温度は一定に
保たれている。したがって、当然に区間平均温度t1,
t2は共に区間平均温度T11と等しくなり、t1=t2
=T11となる。Next, the data processing device 12
The section average temperature for each 0.5 m is calculated based on the temperature distribution measurement value for each 1 m. First, the data processing device 12 obtains the first section average temperatures t1 and t2. However, in the section between 0 and 1 m in the first route, the temperature is constant because the optical fiber 2 is in the thermostat 17 as described above. It is kept in. Therefore, of course, the section average temperature t1,
t2 are both equal to interval average temperature T 11, t1 = t2
= The T 11.
【0024】次に、データ処理装置12では区間平均温
度t3を求めるが、第2ルートにおける0.5〜1.5
mの区間の区間平均温度T21が区間平均温度t2,t3
の平均値であることから、T21=(t2+t3)/2と
なり、t3=2T21−t2となる。ここで、上述した如
く、t2=T11であるため、t3=2T21−T11と求ま
る。同様の手順で、t4以降の区間平均温度も漸次的に
求めた後、データ処理装置12はこれを温度分布情報に
まとめ、ディスプレイ13に画面に表示を行うのであ
る。Next, the data processing device 12 obtains the section average temperature t3.
interval average of m intervals temperature T 21 is the section average temperature t2, t3
Because it is the average value, and T 21 = (t2 + t3) / 2 becomes, t3 = 2T 21 -t2. Here, as described above, because it is t2 = T 11, determined as t3 = 2T 21 -T 11. In the same procedure, the average temperature in the section after t4 is also gradually obtained, and then the data processing device 12 puts this into temperature distribution information and displays it on the display 13 on the screen.
【0025】このようにして、1本の光ファイバ2の各
測定点の温度を測定したら、切り替え手段A,Bによ
り、次の光ファイバにチャンネルを切り換え、同様な手
法で位置と温度を確定、鉄皮全体の温度パターンを作成
することができる。こうして得た鉄皮表面の温度分布を
1m毎に測定し(ステップS3)、その結果を、データ
処理装置12を経て、ディスプレイ装置13にモニター
表示する(ステップS4)。この表示は、オペレータに
理解しやすいようにイラスト的にグラフィック表示して
いる。即ち、図4の表示例のように、熱風炉の鉄皮表面
をモザイク状(分解力=1m程度)に分割表示するとと
もに、各モザイク領域の温度を濃度別に表示することに
より、温度パターンがひと目で了解できるようになって
いる。温度表示は、例えば、380℃、360℃、34
0℃・・・100℃以下、といった具合に、20℃ピッ
チで濃度を分類して行う(図5)。また、各測定点の温
度履歴は長期間にわたって保存されており、その変化を
トレンドグラフの形で見ることもできる。After measuring the temperature of each measurement point of one optical fiber 2 in this way, the switching means A and B switch the channel to the next optical fiber, and determine the position and temperature in the same manner. A temperature pattern for the entire steel skin can be created. The temperature distribution on the surface of the iron shell thus obtained is measured every 1 m (step S3), and the result is displayed on the display device 13 via the data processing device 12 (step S4). This display is graphically displayed as an illustration for easy understanding by the operator. In other words, as shown in the display example of FIG. 4, the surface of the iron skin of the hot stove is divided and displayed in a mosaic shape (decomposition power = 1 m), and the temperature of each mosaic region is displayed according to the concentration, so that the temperature pattern can be seen at first You can understand. The temperature display is, for example, 380 ° C., 360 ° C., 34
The concentration is classified at a pitch of 20 ° C., for example, 0 ° C.... 100 ° C. or less (FIG. 5). Further, the temperature history of each measurement point is stored for a long period of time, and the change can be viewed in the form of a trend graph.
【0026】さらに、熱風炉の各部を東西南北いずれの
方向から見たディスプレイ表示も、画面上で選択するこ
とができる。例えば、図5の選択欄のいずれかをカーソ
ルで指定すれば、図4において、所望の観察方向から見
た画面を得ることができる。また、測定部位の温度が所
定の上限温度を越えた場合は、アラームを発生させると
ともに、対応する熱風炉101の鉄皮表面部位をディス
プレイ13の画面に表示し、異常診断を早期・確実に行
なえるようにしている(ステップS5)。Further, the display display of each part of the hot stove viewed from the north, south, east and west can be selected on the screen. For example, if any of the selection fields in FIG. 5 is designated by a cursor, a screen viewed from a desired observation direction in FIG. 4 can be obtained. If the temperature of the measurement site exceeds a predetermined upper limit temperature, an alarm is generated and the corresponding steel surface of the hot stove 101 is dis- played.
The information is displayed on the screen of the play 13 so that the abnormality diagnosis can be performed early and reliably (step S5).
【0027】尚、この実施例では、1基の熱風炉(H
S)を測定対象としているが、複数の熱風炉に対して光
ファイバを巻設し、1台の温度計100で集中管理する
ようにしてもよい(図6)。以上述べたように、本実施
例の方法では、数千点に及ぶ測定点を1台の光ファイバ
温度計で監視できる。しかも、2本のファイバ長調整用
光ファイバ15,16と恒温槽17とにより、従来装置
の2倍の空間分解能を得ることができる。また、測定結
果は理解しやすいディスプレイ表示となるから、安全管
理に好適な監視システムを構築することができる。In this embodiment, one hot blast stove (H
Although S) is a measurement target, an optical fiber may be wound around a plurality of hot blast stoves and may be centrally managed by one thermometer 100 (FIG. 6). As described above, according to the method of the present embodiment, thousands of measurement points can be monitored by one optical fiber thermometer. In addition, the use of the two optical fibers 15 and 16 for adjusting the fiber length and the thermostatic bath 17 makes it possible to obtain a spatial resolution twice that of the conventional apparatus. In addition, since the measurement results are displayed on an easy-to-understand display, a monitoring system suitable for safety management can be constructed.
【0028】上記のようにこの発明の熱風炉の監視方法
は、熱風炉の鉄皮表面の鉄皮溶接線に沿ってガイドパイ
プを溶接し、その内部にSUSチューブ入りのファイバ
を挿入して光ファイバを敷設し、該光ファイバに入射さ
せたパルス光の後方ラマン散乱光強度とその戻るまでの
時間から、該光ファイバの敷設域の温度分布を測定する
と共に、測定部位の温度分布をディスプレイにモニター
表示しているので、脆弱部である鉄皮溶接線に沿う温度
分布を常時監視して、異常な昇温を早期に発見し、赤熱
やクラックなどを原因とするトラブル発生に対して未然
に対処することができる。また、前記測定部位の温度が
所定の上限温度を越えた場合はアラームを発生させると
共に対応する熱風炉の鉄皮表面部位を前記ディスプレイ
の画面に表示するので、異常診断を早期・確実に行なう
ことができる。以上のことから、熱風炉の鉄皮全体を確
実に監視することができる。しかも、その測定結果が見
やすい形式でモニター表示されることから、異常監視シ
ステムとして極めて信頼性が高く、熱風炉設備とこれに
付随する各種設備の安全性向上と、製鉄設備の稼動率向
上に優れた効果を奏する。As described above, the method for monitoring a hot blast stove according to the present invention employs a guide pie along a steel welding line on the surface of the hot blast stove.
SUS tube inside the tube
Insert the laying optical fiber, from the time of the backward Raman scattered light intensity of the pulse light input to the optical fiber and to its return to measure the temperature distribution in the laying region of the optical fiber
At the same time, monitor the temperature distribution of the measurement site on the display
The temperature along the welded seam, which is the fragile part, is displayed.
Monitor the distribution constantly to detect abnormal temperature rises early and
Troubles caused by cracks, etc.
Can be dealt with. Further, the temperature of the measurement site is
If an alarm occurs when the temperature exceeds the specified upper limit
Display the corresponding surface area of the hot-blast stove
Is displayed on the screen, so that abnormality diagnosis can be performed quickly and reliably.
be able to. From the above, it is possible to reliably monitor the entire shell of the hot blast stove. In addition, since the measurement results are displayed on the monitor in an easy-to-read format, it is extremely reliable as an abnormality monitoring system, and is excellent in improving the safety of hot stove equipment and related equipment, and improving the operation rate of steelmaking equipment. It has the effect.
【図1】 本発明の方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating the method of the present invention.
【図2】 熱風炉の内部を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the inside of a hot blast stove.
【図3】 鉄皮表面への光ファイバ敷設状態を示す模式
図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical fiber laid state on a surface of a steel shell.
【図4】 ディスプレイ画面上における温度分布測定結
果の表示例である。FIG. 4 is a display example of a temperature distribution measurement result on a display screen.
【図5】 ディスプレイ画面上の温度幅と観察方向を示
す画面である。FIG. 5 is a screen showing a temperature width and an observation direction on a display screen.
【図6】 光ファイバによる温度監視系の原理構成図で
ある。FIG. 6 is a principle configuration diagram of a temperature monitoring system using an optical fiber.
【図7】 光ファイバ温度計の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an optical fiber thermometer.
【図8】 第1ルートの温度測定例である。FIG. 8 is a temperature measurement example of a first route.
【図9】 第2ルートの温度測定例である。FIG. 9 is a temperature measurement example of a second route.
1 被測定物(鉄皮) 2 光ファイバ 3 測定部 4 パルス駆動回路 5 パルス半導体レーザ 12 データ処理装置 13 ディスプレイ 100 光ファイバ温度計 101 熱風炉 A,B 切り換え手段 R 耐熱レンガ G ガイドパイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DUT (iron) 2 Optical fiber 3 Measuring part 4 Pulse drive circuit 5 Pulse semiconductor laser 12 Data processor 13 Display 100 Optical fiber thermometer 101 Hot stove A, B Switching means R Heat-resistant brick G Guide pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 11/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01K 11/12
Claims (1)
ガイドパイプを溶接し、その内部にSUSチューブ入り
のファイバを挿入して光ファイバを敷設し、該光ファイ
バに入射させたパルス光の後方ラマン散乱光強度とその
戻るまでの時間から、該光ファイバの敷設域の温度分布
を測定すると共に、測定部位の温度分布をディスプレイ
にモニター表示し、さらに前記測定部位の温度が所定の
上限温度を越えた場合はアラームを発生させると共に対
応する熱風炉の鉄皮表面部位を前記ディスプレイの画面
に表示することを特徴とする熱風炉の監視方法。1. Along a welding line on a surface of a shell of a hot blast stove.
Weld the guide pipe and put SUS tube inside
Laying optical fiber by inserting the fiber, from the time of the backward Raman scattered light intensity of the pulse light input to the optical fiber and to its back, while measuring the temperature distribution in the laying region of the optical fiber, measured Displays the temperature distribution of the part
On the monitor, and furthermore, the temperature of the measurement site is predetermined.
If the temperature exceeds the upper limit, an alarm is generated and
The corresponding hot-blast stove surface area is displayed on the screen of the display.
A method for monitoring a hot blast stove, wherein the method is displayed on the display .
Priority Applications (6)
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DE69321160T DE69321160T2 (en) | 1992-05-29 | 1993-05-26 | Method and device for displaying the temperature of a blast furnace and a temperature monitoring system using such a temperature display device |
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