高炉高效长寿监测监控专家系统文件

插图（3）LD-RXCW3G(有线传输)型热像测温传感器实物照片
四：系统技术性能 １＞ 设备在一定距离外以非接触、非干扰式的感应和摄取炉壁温度分布景 象、得到炉壁重要监测部位热像图，计算测量部位温度; 它具有全天候 的特点，炉壁温度低至摄氏零度以下时甚至绝对黑暗时也能清晰显现炉 壁的温度分布状况。 ２＞ 彩色图像温度分布图：计算机对炉壁各监控重点部位的温度进行数据 处理，用彩图像形式表达炉壁各区域实际温度。 ３＞ 绘制具有空间分辨率和温度分辨率的炉壁或设备的物理形状和温度场的两 维图形; ４＞ 炉壁温度坐标曲线：以坐标形式显示以测温点为中心的温度扩散向量趋
插图（4）LD-RXCW3W 型高炉高效长寿专家监测监控系统计算机
三、项目必要性
“LD-RXCW3 高炉高效长寿专家监测监控保障系统”可应用于对高炉炉壁、 热 风炉炉壁、热风管道等的内损耗检查和炉底表面温度检测。高炉炉壁虽有炉皮 、炉衬、冷却壁、填料、碳砖等多层，低温热辐射红外成象系统仍可以准确地 捕捉到故障区温度的异常信息，推断出炉衬剩余厚度的变化，显示出高炉炉壁 的破损部位及破损程度，在日常的制度化监测过程中，能提早发现故障隐患， 达到发现在之前、防范于未然的目的！进而实现和保障高炉安全生产、高效、 长寿； ，利用定期检测到的炉身或炉底重要部位的温度趋势，配合温度图象信息 ，建立智能化专家信息分析评判系统，纳入降低炉衬单耗的管理制度，进行早 期预测、预警或预报，避免故障扩大或过剩维修，起到有效的增产、增效、炉 体长寿的作用，可收到很大的经济效益 本系统还可以应用到炼铁厂的其它很多方面和设备，开发多项智能软件、专 家管理系统等，例如监测和诊断热风炉炉衬或热风输送管道的绝热或热散 失情况，相关设备、重要电机等的负荷及发热情况，大容量电力电缆尤其是接 点、接头处的发热情况等等，都可以在计算机中建立符合安全标准的热像图， 对在线运行中的生产设备，进行定期巡回检测，将检测结果于标准热像图进行 比较，根据其热像图演化的温度变化程度，判断设备是否正常或可能发生故障 并准确提示出故障的部位及可能的原因，发出具备预见性的及时的处理意见 或方法。 上述应用对制定相应设备的（例如高炉炉衬及其它隔热材料的磨损、蝕损 等）材料损耗表，利用录像形成的历史记录，将特别需要关注的部位进行预 防性综合分折，进行整体评价,•作为年度大修时检查更换的依据。仅充分利 用设备和材料安全使用期限，以及故障早发现早处理等重要科目，就可收到 很大的经济效益和社会效益。 应用本系统还可对关键设备的保温状况和热散失情况做定期巡检，为合理 选用绝热材料提供参考，以减少热损耗。也可收到显著节能减排的直接经济效 益。
项目名称
高炉高效长寿专家监测监控保障系统
2011 年技术创新计划项目 可行性报告
编写单位：上海隆缔电子设备有限责任公司
2011 年 5 月 10 日
一：国内相关产品与技术发展水平、现状
目前国内外高炉高效长寿的实践及经验,一般都在软、硬两方面 进行实施；硬件方面，在建设或大修高炉时多采用灰铸铁构筑炉底、 炉缸冷却壁，采用高韧性球墨铸铁构筑炉腹、冷镶烧成铝碳砖构筑 炉身冷却壁，炉底、炉体通冷却水强制冷却；软件方面，在高炉运 行中采用一系列精料技术、操作技术以及科学管理等方面的规程、 规章、和经验法则，多年来国内外高炉的生产运行实践证明，这些 软、硬两方面措施的实施是有效的和成熟的，基本保障了高炉的安 全生产和正常运行；但是，由于受历史及技术因素制约，落后的监 测和监控仪器、仪表对高炉的日常管理、护理等软件措施方面的支 持和校验却显得比较落后，致使上述软硬两方面的措施得不到有效 的和全面的监测和监控，跟不上现代高炉高效、长寿理念及实际需 要， （1987 年某公司 2#高炉爆炸大祸和 2004 年某公司 5#高炉热风 炉爆炸事件就是因监测、监控不力引起） 。 现代高炉在建筑或大修过程中，硬件材料的选择和使用由于采 购和储运都具备一定的组织和渠道，其质量基本都能具有较好的保 证，但是，在高炉投入生产运行后，其高效长寿运行还需要运行管 理方面的软件措施给予切实保障，如何将运行管理做得实实在在， 使高效长寿安全运行万无一失，高炉冷却壁及炉型的监测、监控和 护理是最关键的关注重点，尤其是怎样发现或预先发现某处冷却壁 蚀损严重或出现破损，或者怎样能预先发现及预见某处冷却壁即将 有严重蚀损或破损，是需要高炉工作者及专家们精心研究的重要课 题。 由于高炉在建筑或大修后的正常生产过程中，炉缸和炉身冷却 壁是处于一种慢性磨损、腐蚀和物料碰撞的状态，在冷却壁完好状 态下，炉内冶炼高温被冷却壁隔绝，反映到处于最外层—炉皮的温 升应该是很低和均匀的，但随着高炉运行时间的逐渐延长，冷却壁 受到的磨损、腐蚀和物料碰撞程度逐渐加深，又由于这些磨损、腐
四、实施方案
引进上海隆缔电子设备有限责任公司 生产的 “LD-RXCW3 高炉高效长寿 专家监测监控保障系统” 和 LDRXCW-3W 型热像仪及其高炉长寿专家系 统软件。由炼铁厂检测班定期（例如每 7 天检测一次或每三天一次， 重要监测部位一天一次） 、定时（例如早班 8 点）用 LDRXCW-3W 型热像 仪对高炉 XXXX 等重要部位进行定期巡回检测， 将检测结果在计算机监 视器形成在线监测温度曲线，合成历史温度报表，预报和提示未来ห้องสมุดไป่ตู้ 展趋势和可能引伸的问题，预防可能引发的问题或事故。
插图（6）LD-RXCW3G 型热像测温传感器拍摄的热像图
插图（8）
LD-RXCW3W 型热像测温仪拍摄的热像图
T1:64.5 T2:25.5 T3:32.3 T4:37.7 T5:25.2 T6:29 T7:25.2 图 1：主蒸汽管道
T1.2:208.3 T2:180.5 T3:196.5 T4:138.4 T5:139.7 T6:108.2 T7:87 图 2：汽轮机上缸保温层
１＞ 热成像温度： 摄氏 0 。C ； 〈
２＞ ３＞ ４＞ ５＞ 摄像扫描速度：30 场/S ； 作 用 距离：0。2 M—20 M ；
系统供电电源：计算机 AC220V/50HZ ，热像仪 DC12V 可充锂电池； 系统运行方式：全天候 24 小时连续运行；
插图（5）LD-RXCW3G 型热像测温传感器拍摄的热像图
插图（9） LD-RXCW3W 型热像测温仪拍摄的热像图
1
T1:176.4 T2:142.3 T3:117.3 T4:208.6 T5:146.1 T6:111.3 图 3：上缸阀门 T1.2.5:82.6 T2:42.3 T3:58 T4:54.5 T6:39 T7:46.5 T8:51.5 图 4： 中压缸出汽管道
LD-RXCW3W 型热像测温仪则是一种可携带的任意选点使用的设备，它通过无
线电传输方式传输测温和图象信号， 适合应用于有多个分布广泛切分散或零散的监 测目标，例如对高炉冷却壁进行多点温度监测等。
插图（1）LD-RXCW3W（无线传输）型热像测温仪侧视照片
插图（2）LD-RXCW3W（无线传输）型热像测温仪俯视照片
蚀和物料的碰撞又有很大的不规则性，有时往往越是磨损、腐蚀程 度有所加快的部位则越是性质薄弱，磨损、腐蚀程度以非线性态势 恶性发展，最终有可能使炉壁此部位保温层变薄或破损，如不能及 时发现和处理，则可能导致炉内热量的过多散失、烧红炉壁甚至发 生其它重大事故。 目前，国内外的高炉炉壁监测措施大多采用在高炉各层置入一 定数量的测温热电偶进行炉壁测温，还有些厂家采用了测量循环水 温差及热流强度的计算机系统；但是，这些测量方法和设备在高炉 这种特殊环境下的使用和运行状况都存在一定的不利因素和缺点， 例如： （一） 、每座高炉往往需要很多只价格昂贵的热电偶及其信号 传输导线和配套仪表，项目投资性价比较高，有时花了不少钱还收 不到好的使用效果； （二） 、很多信号导线在高炉周围特殊复杂恶劣 现场敷设，故障率太高，日常维护用工太多，材料消耗量也较大； （三） 、因高炉四周都有很多各种高温高压管道等设备，所以有些 非常重要的测温点有时无法实施安装； （四） 、安装热电偶还需要在 炉壁开孔，一旦密封防漏处理欠佳，还会造成漏气故障或隐患； （五） 、还有些厂家采用传统的简单仪表人工检测冷却水温差的方 法，计算高炉各层冷却壁水温差和热流强度，这种方法既原始又费 工费力，受仪表本身、环境、天气、人为等因素影响，经常出现较 大测量误差，使监测制度及监测结果得不到理想的保障，难以形成 可靠的、连贯的、可察的历史记录数据、报表或责任文件。
息，它可以显现并表明设备或物体的表面形状和温度分布，是一种特别理想的 “非接触无损检测工具” ，像 X 射线摄影一样，能以不同于普通视觉感受的方 式提供黑暗中的物体信息，从而揭示黑暗中的设备和物体不能被查觉的或异常 的状态，在完成监视功能的同时还可以实现测温功能。
此系统作为一种低温状态下（含高温状态）设备和物体的可视再现及温度 检测工具。使高温炉窑的监测范围从高温可见光谱段及近红外光谱段真正扩展 到了低温中红外光和远红外光谱段，实现了高温炉窑内部景物全时空、全天候、 不间断可视监控。称得上是一种全息的红外摄象测温记录系统！ 三：系统硬件结构的两种型号区别 该系统的实际应用产品共开发有 LD-RXCW3G 型热像测温传感器（固定安装定 点使用方式）和 LD-RXCW3W 型热像测温仪（可携带移动使用方式）两种型号（实 物照片分别由图（2）、图（3）示出，其中 LD-RXCW3G 型热像测温传感器是通过 信号电缆传送监测信号， 适合对有固定位置切容易缚设电缆的重点目标进行监测监 控，例如高炉炉顶内部料面监控、高炉出铁铁水温度检测等；
二：新技术情况
LD-RXCW3 高炉高效长寿专家监测监控保障系统
技术说明
一、技术原理 人类科学研究发现：自然界中, 每种物体只要它的表面温度高于绝对零度 （- 273.15·C） ，都会自然地产生光线辐射，辐射中包含可见光谱和（人眼 看不见的）红外光谱两部分；物体的温度不同, 辐射的光谱成份也不相同 ,•不同的物体（因其分子结构不同）辐射的光谱也各不相同，表面温度较 高的物体（800·C 以上）辐射的光谱多为强烈的可见光，当温度低至600·C 时，辐射的可见光已所剩无几，这时物体辐射的光谱多为靠近可见光边缘 的（短波）红外光，被称作近红外光；物体表面温度低至300·C 以下时， 近红外光谱辐射也将严重衰减，最后仅剩有趋向长波的(中红外、远红外) 光谱辐射，只是更难于观测到它罢了；研究还证明，物体的温度越高，光 线的辐射(率)强度就越大，只要检测到了物体的光线辐射（率）强度，就 可以计算出它的温度，所以如果检测到物体各部位所发出的热辐射强度不 同，则表明被探测到的物质类别或其物理形状以及分布的温度也不相同； 而更进一步，只要把很多个检测点的结果严格按照它原来的位置再次排列 画图表示出来，就可以得到清晰的被测物体的可视图象和温度分布图谱． 二：系统基本结构和功能 上海隆缔电子设备公司研发的 LD-RXCW3 高炉高效长寿专家监测监控保障系 统，采用特殊热成像器件，配备用特殊材料制作的红外光学物镜，可检测到低温 物体非可见光谱段的光谱辐射，由动态电子扫描模块相配合，在不接触的情况下 将获取的低温物体的热辐射红外光谱信号，转变为可对应编码复原的相应电信号， 经信号电缆馈送至计算机系统进行信息处理、复原和再现，从而把处在低温或黑 暗环境中的被测物体转换为在显示屏可看见的清晰图象，同时获取被测物体所携 带的温度信息，经量化处理后显示出被监测物体的温度特征。 由于此红外热像测温记录系统探测到的是目标自身发出的“称作热辐射的 红外线辐射” ，摄取的是原本发自被测物体自身物理状态和温度状态的重要信