焦炉全自动连续测温与加热优化控制技术Word格式.docx

焦炉全自动连续测温与加热优化控制技术Word格式.docx

《焦炉全自动连续测温与加热优化控制技术Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焦炉全自动连续测温与加热优化控制技术Word格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2热电偶插入立火道顶部测量废气温度

新日铁公司、比利时CRM公司、上海宝钢

投资高、热电偶寿命短、炉顶操作不便等缺点，间接地反映了炉内温度的变化

3在蓄热室顶部安装热电偶

我们安徽工业大学在40座焦炉应用，需建立数学模型，模型精度不高

4焦炉底部测温法　既将测温热电偶从焦炉底部插入燃烧室进行直接测量。

我国鞍钢焦化厂开发了这种技术，该方法避免了炉顶测温法的弊端，但还不太成熟，有待进一步研究和完善。

主要的不足：

1热电偶（铂铑－铂热电偶）在0～1300℃的氧化环境中使用，使用寿命一般为二年左右，热电偶本身价格昂贵。

2测量误差大（据鞍山焦耐院试验结果）：

每月有2℃的老化下降。

3测量过程为间接测量，测量点与目前的有很大不同，所反映的温度与实际情况有较大出入。

总结：

尽管在近几十年一直在尝试用热电偶的方法去减少或取消人工测温，投入也非常大，但由于测温技术方法本身的限制和焦炉恶劣的环境，但国内外都没有取得好的效果。

二、红外测温原理

⒈原理

一切具有一定温度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。

物体的红外辐射能量的大小与它的表面温度有着十分密切的关系。

因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测

定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

物体向周围空间辐射红外的强度分布为：

　其中C—光速、h—普朗克常数、k—玻尔滋曼常数

T—绝对温度、λ--光波波长、ε—黑度系数（发射率）

物体发射率对辐射测温的影响：

自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体。

所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、表面状态和环境条件等因素有关。

发射率表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。

根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。

⒉红外测温系统由以下几部分构成：

1光学镜头：

光学系统直接安装在炉顶的看火空小炉盖上，通过目测瞄准对准鼻梁砖表面，光学系统的总高度低于130mm。

2防尘、防火、防水系统；

③光导纤维（光纤）：

把光学镜头的光信号传送出处，光纤为高纯度石英，石英材料的化学成分为SiO2，物理化学性质非常好，它耐腐蚀，熔点非常高。

④仪表系统：

把光信号转化成温度信号，它的工作温度为〈60℃，该单元一般采用双层外壳，中间通压缩空气进行风冷却

三、测量安装

⒈安装位置

在机焦侧各放置十台红外光纤温度计：

机侧8火道，焦侧20火道（人工测温火道为机侧7火道，焦侧21火道）

⒉检测点

在三角区的中心位置，与目前的三班测温点完全相同

四、测量结果与数据处理

红外光纤温度计在2006年12月20日前后开始在现场安装，2007年1月5日全部安装到位，并把信号陆续连接到浙大中控的SUPERJX-300的集散系统中，下图为红外光纤温度计所测量的温度变化趋势。

⒈现场基本情况：

1光学镜头在现场安装了6个月，目前镜头十分干净，没有一点灰尘，温度不超过100℃，而光学镜头的工作温度可达250℃；

2光纤设计温度为250~300℃，目前工作正常；

3仪表（电信号处理单元）：

设计温度为0~60℃，安装在炉间台；

2007-02-23的照片----试运行期间

⒉测试数据

数据一：

用便携式红外温度计测温（三班操作工按正常时间测温）----红色

数据二：

炉顶直接测温（取交换后5分钟）-----兰色

12:

05

1204.64

1202.9305

1209.646

1211.2638

1243

16:

1204.884

1205.006

1212.6985

1213.1258

1234

20:

1213.675

1217.033

1217.5518

1232

00:

1207.570

1209.0355

1214.286

1212.5765

1244

04:

1208.059

1204.701

1206.765

1209.335

1245

08:

1206.960

1205.617

1207.197

1208.6963

1212.821

1215.446

1214.8965

1214.225

1235

1216.361

1214.957

1212.8205

1213.492

1236

1210.134

1210.3175

1214.164

1214.347

1209.646

1209.2795

1209.5235

1210.073

1209.035

1212.0875

1211.5995

1210.47

1214.530

1213.187

1208.364

1209.6155

1247

1218.559

1220.2075

1215.4455

1214.8045

1249

1227.350

1227.289

1224.9085

1223.7873

1220.269

1222.894

1227.045

1225.1528

1236.508

1237.546

1234.127

1232.204

1264

⒊数据分析：

人工测温起伏大，但两种测温方法所测温度的变化趋势基本一致，以机测为例，炉顶直接测温比人工测温低23.6℃。

若把偏差直接加上去，则得下图的趋势曲线。

1234.188

1233.3425

1236.9445

1237.0315

1230.281

1227.4115

1229.9145

1232.0208

1253

1228.571

1225.946

1226.3125

1228.9908

1251

1228.938

1227.778

1224.8445

1226.647

1222.711

1223.871

1224.2678

1218.681

1216.117

1218.132

1218.956

1227

1210.867

1206.7765

1210.1355

1212.7295

1221

1209.157

1212.454

1210.928

1211.0805

1224.786

1223.8705

1218.376

1217.796

1217.827

1219.724

1219.4165

1246

1215.385

1213.248

1217.155

1218.1625

1239

1211.599

1216.7885

1221.069

1218.715

1220.879

1221.001

1223.7485

1222.0695

1240

1220.391

1218.254

1221.5505

1222.9243

1250

1217.704

1217.46

1222.4055

1223.0463

1255

1209.280

1221.0625

1219.231

1219.658

1222.5275

1223.016

1220.574

1248

五、可靠性和稳定性

①光学镜头安装在小炉盖上，主要的影响是烟尘和高温

光学镜头一直维持微正压，烟尘进不去；

光学镜头前有烟尘防护罩，烟尘难以进入；

结果：

在现场连续运行6个月后，目前镜头十分干净，没有一点灰尘，

光学镜头工作温度可达250℃；

目前，在吹风的情况下，温度不超过80℃，在停风情况下，温度不超过150℃

2光纤

布置在4分的镀锌管里，固定在铁轨的外侧，在正常情况下，温度在50~80℃；

目前工作正常；

3仪表（电信号处理单元）

设计温度为0~60℃；

安装在炉间台，该处的温度不会超过50℃

结果：

六、结论

⒈焦炉全自动红外测温系统测温点与目前三班测温完全相同，测温精度高于目前的三班测温；

⒉焦炉全自动红外测温系统的测温过程为全自动进行，测温结果与目前的人工三班测温非常一致，

可将目前的人工三班测温该为白班的人工巡检；

⒊焦炉全自动红外测温系统的数据可直接进入计算机控制系统，可以自动进行焦炉加热控制，减小炉温波动，稳定焦炭质量；

节能降耗达1.5~3%；

⒋该项目已经获国家专利，专利号为ZL200620071265.1；

⒌焦炉全自动红外测温系统的使用寿命是热电偶的2~3倍以上。

七、仪表的维护与校验

⒈定期（一周）观察吹气压力表的压力（应不小于500Pa），

⒉定期（半年）检查一下光学镜头有无灰尘，若有灰尘，则用脱脂药棉沾酒精擦洗；

⒊仪表的校验：

可在仪表盒中将仪表卸下，去校验。

光学镜头和光纤等设备为石英制品，没有老化问题，不需要校验。

八、焦炉加热控制方案

根据火道温度---自动调整加热煤气流量；

根据加热煤气流量---自动调整分烟道吸力；

以二前馈、一反馈、一监控、三修正、两串级相结合的优化调控系统

二前馈：

供热煤气量前馈、分烟道吸力前馈

一反馈：

炉温反馈

一监测：

监测空气系数α值

三修正：

热值修正、水分修正、实测炉温偏差修正

两串级：

炉温控制、吸力控制采用串级控制方案。

代表火道选择（初步，待工艺人员确定）

推焦顺序（5-2串序，小圆圈为推焦顺序示意）

0,3T,T,4T,2T2,3T+2,T+2,4T+2,2T+24,3T+4,T+4,4T+4,2T+46,3T+6,T+6,4T+6,2T+68,3T+8,T+8,4T+8,2T+810,3T+10,T+10,4T+10,2T+10

1,3T+1,T+1,4T+1,2T+1,3,3T+3,T+1,4T+3,2T+35,3T+5,T+5,4T+5,2T+57,3T+7,T+7,4T+7,2T+79,3T+9,T+9,4T+9,2T+911,3T+11,T+11,4T+11,2T+11