[發(fā)明專利]高爐爐溫在線檢測模型

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210590478.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103031397A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董大明;李麗榮;劉艷麗;武娥;王月明;李穎;于濤;李永治
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號: C21B7/24
• 分類號: C21B7/24;C21B5/00
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高爐爐溫在線檢測模型，屬于自動化儀器儀表檢測領(lǐng)域。適用于高爐的日常操作及監(jiān)控之用。?

背景技術(shù)

由高爐冶煉流程可知，在高溫、高壓、封閉環(huán)境下的高爐煉鐵過程，融化的鐵水、爐渣、熔融狀態(tài)的鐵礦石及焦炭的混合物、熱氣流等構(gòu)成了復(fù)雜的流體動力學(xué)問題。爐襯在這些強物理作用及化學(xué)反應(yīng)下不斷地被侵蝕，使得傳統(tǒng)的直接檢測手段無法得到應(yīng)用。高爐爐溫、爐襯厚度等數(shù)據(jù)往往是通過外部的、間接的、具有時滯性的測量方法得到的。?

目前，高爐該部位的測溫方法一般是采用熱電偶來推導(dǎo)和判斷爐內(nèi)及爐襯的溫度場變化。由于采用了熱電偶，決定了測溫方法造價高、間接、不連續(xù)，而且在測溫點隨著爐襯的浸蝕被燒蝕后，將無法得到測溫數(shù)據(jù)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種實時在線的檢測高爐爐溫變化的檢測模型。?

技術(shù)解決方案：?

本發(fā)明在爐襯處至少設(shè)置一根金屬測桿作為測距介質(zhì)，測距介質(zhì)的熱端與爐襯里端對齊，介質(zhì)的冷端置于爐殼外，靠近測距介質(zhì)處至少設(shè)置四個測溫點。?

本發(fā)明在測距介質(zhì)的冷端端部設(shè)有測距傳感器，測距傳感器通過導(dǎo)線與下位機連接，獲得爐襯厚度數(shù)據(jù)。?

在測溫點處裝有由熱電阻構(gòu)成的第一測溫傳感器、第二測溫傳感器、第三測溫傳感器、第四測溫傳感器，上述傳感器分別與下位機連接，獲得爐襯溫度數(shù)據(jù)。?

本發(fā)明以傳熱學(xué)理論為基礎(chǔ)，將爐襯的受熱看作是無限大面熱源的持續(xù)導(dǎo)熱問題，檢測點的溫度變化只與該點的厚度有關(guān)，即為一維導(dǎo)熱問題。首先，在爐襯的厚度方向上埋設(shè)一金屬測桿以測距，在金屬測桿的周邊的爐襯內(nèi)安裝熱電阻以測溫，在檢測時間內(nèi)，以測桿為中心的1m²的爐膛面積上，其爐襯厚度和溫度沒有發(fā)生變化，那么，根據(jù)檢測到的爐襯溫度和距離，可計算出爐溫。在關(guān)鍵部位增設(shè)監(jiān)測點，可描繪出該部位爐襯厚度和爐溫的面分布圖。?

本發(fā)明的有益效果為:?

1、由于部位兼具測距、測溫功能，比照通過冷卻壁水溫差和熱電偶判斷爐內(nèi)、爐襯的溫度場來的直接、準確。?

2、檢測過程連續(xù)可靠，避免了由于爐襯被侵蝕，給檢測爐內(nèi)、爐襯溫度場帶來的不確定?性。?

3、根據(jù)多點巡回檢測數(shù)據(jù)，及爐襯厚度和爐溫的分布情況，可以充實爐前信息，改善操作制度。?

附圖說明

圖1為高爐爐溫在線檢測裝置的部分剖視圖。??

具體實施方式

檢測裝置：?

參見圖1，發(fā)明包括爐襯厚度1、第一測溫傳感器3所處的位置2，第一測溫傳感器3，第二測溫傳感器5所處的位置4?，第二測溫傳感器5，爐襯6，?填料7，爐殼8，?法蘭9，測距傳感器10，測距信號11，爐溫12，?測距介質(zhì)13，第四測溫傳感器14，第三測溫傳感器15，?第四測溫傳感器14所處的位置16，?第三測溫傳感器15所處的位置17，第三測溫傳感器15的信號18，?第四測溫傳感器14的信號19。?

在爐襯6處一根金屬測桿作為測距介質(zhì)13，測距介質(zhì)13的熱端與爐襯里端對齊，測距介質(zhì)13的冷端置于爐殼8外，并通過法蘭9與爐殼8固定；靠近測距介質(zhì)13處安裝有由熱電阻構(gòu)成的第一測溫傳感器3、第二測溫傳感器5、第四測溫傳感器14、第三測溫傳感器15，第四測溫傳感器14、第三測溫傳感器15通過第三測溫傳感器15的信號18，?第四測溫傳感器14的信號19與下位機連接，獲得測溫點的溫度數(shù)據(jù)。?

在測距介質(zhì)13的冷端端部設(shè)有測距傳感器10，并通過測距信號11與下位機連接，獲得爐襯厚度1的數(shù)據(jù)。?

下位機將爐襯厚度1、爐襯6的溫度數(shù)據(jù)通過有線或無線通訊系統(tǒng)傳輸給上位機，經(jīng)過計算可得爐內(nèi)溫度12。本發(fā)明在檢測時間內(nèi)，以金屬測桿為中心的有限的爐膛面積上，其爐襯6的形狀和溫度變化緩慢；又由于測溫點距爐膛的距離為已知，根據(jù)傳熱學(xué)原理，可計算出該部位爐溫。?

測溫模型：?

根據(jù)固體熱傳導(dǎo)原理，在一個無限大的瞬時面熱源作用下的無限大的導(dǎo)熱介質(zhì)中，位于空間任意點M(x,y,z)處，在熱源發(fā)熱后τ時刻的溫升θ為：?