[發(fā)明專利]一種高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)的裝置以及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910586024.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112179945A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢傳光;張輝;金峰;孫俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N25/72
• 分類號(hào): G01N25/72
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于，所述裝置包括溫度傳感器陣列(6)、采集箱(7)、溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器(8)、總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器(9)以及數(shù)據(jù)采集處理器(10)，所述裝置還包括至少一支安裝在參考溫度測(cè)點(diǎn)(4)上用于表征爐內(nèi)流體溫度的溫度傳感器(5)；

其中溫度傳感器陣列(6)設(shè)置在至少一組敷設(shè)在爐壁(爐缸)內(nèi)表面(1)和外表面(2)之間同一水平斷面內(nèi)溫度觀測(cè)點(diǎn)(3)上；所述溫度傳感器陣列(6)按照與內(nèi)壁面至少兩條等距線上等距離或不等距離布置；

所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器(8)與溫度傳感器(5)相連接，所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器(8)、總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器(9)安裝在數(shù)據(jù)采集箱(7)內(nèi)；所述具有串行通信接口及人機(jī)交互功能的數(shù)據(jù)采集處理器(10)連接總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器(9)。

2.在根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置上實(shí)現(xiàn)的高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1.)在爐壁(爐缸)高度方向上選擇L個(gè)水平斷面，在每個(gè)水平斷面劃分M_i個(gè)與爐壁(爐缸)內(nèi)側(cè)型線的等距線，i＝1,2,...,L在每條等距線上確定N_j個(gè)點(diǎn)，j＝1,2,...,M_i，共計(jì)個(gè)點(diǎn)構(gòu)成了測(cè)溫陣列(6)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上在某個(gè)特定時(shí)刻τ_k的溫度記為

2.)安裝至少一支測(cè)量或表征爐內(nèi)高溫介質(zhì)溫度的溫度傳感器(5)，在某個(gè)特定時(shí)刻τ_k的溫度記為參考溫度

3.)分別將測(cè)溫陣列中的傳感器(6)及參考溫度傳感器(5)與溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器(8)及總線轉(zhuǎn)換器(9)采集器相連接，總線轉(zhuǎn)換器(9)與具有串行通信接口及人機(jī)交互能力的數(shù)據(jù)處理器(10)相連接，構(gòu)成可以連續(xù)在線監(jiān)測(cè)的測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)；

4.)從數(shù)據(jù)處理器的人機(jī)交互界面輸入采樣間隔Δτ、采樣時(shí)間窗口長(zhǎng)度τ_L和啟動(dòng)指令；

5.)將測(cè)得的各點(diǎn)溫度由數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理，在給定的時(shí)間窗口計(jì)算各點(diǎn)溫度變化的方差表征來(lái)各測(cè)量點(diǎn)和參考點(diǎn)溫度波動(dòng)的幅度A_i,j和A_ref。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟5)中，具體算法如下：

具體算法為：

(a)假設(shè)在某個(gè)測(cè)試窗口內(nèi)測(cè)得的各測(cè)點(diǎn)和參考點(diǎn)溫度時(shí)間序列分別為和則可計(jì)算出其平均值分別為和方差分別為和

(b)計(jì)算窗口內(nèi)出各測(cè)點(diǎn)溫度方差與參考點(diǎn)溫度的波幅比σ_i,j＝D_i,j(τ)/D_ref(τ)；

(c)對(duì)每個(gè)水平斷面重復(fù)上述步驟，得到所有測(cè)溫點(diǎn)波幅比σ_i,j在空間的分布；

(d)當(dāng)同一等距線上某個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度波幅比σ_i,j與相鄰點(diǎn)出現(xiàn)較大正相對(duì)偏差(典型值為10％)的情況下，則可判定該測(cè)點(diǎn)附近的爐壁(爐缸)出現(xiàn)缺陷；

(e)當(dāng)同一等距線上某個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度波幅比σ_i,j與該等距線的平均波幅比出現(xiàn)較大負(fù)相對(duì)偏差(典型值為10％)的情況下，則可判定該測(cè)點(diǎn)附近的爐壁(爐缸)出現(xiàn)非貫通性裂隙，導(dǎo)致該處爐壁(爐缸)的導(dǎo)熱熱阻增大；

(f)當(dāng)相鄰等距線上的溫度波幅比σ_i,j出現(xiàn)內(nèi)側(cè)值小于外側(cè)值的反常分布時(shí)，說(shuō)明出現(xiàn)了貫通性裂隙，且高溫介質(zhì)浸入裂隙；

(g)經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)后，將時(shí)間窗口向后移動(dòng)一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)，重復(fù)上述計(jì)算步驟，實(shí)現(xiàn)爐壁(爐缸)缺陷的在線監(jiān)測(cè)。