[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（公告）號(hào): CN112179945A
• 公開（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

本發(fā)明涉及一種高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)的裝置，所述裝置包括溫度傳感器陣列、采集箱、溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器、總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)據(jù)采集處理器，所述裝置還包括至少一支安裝在參考溫度測(cè)點(diǎn)上用于表征爐內(nèi)流體溫度的溫度傳感器；其中溫度傳感器陣列設(shè)置在至少一組敷設(shè)在爐壁(爐缸)內(nèi)表面和外表面之間同一水平斷面內(nèi)溫度觀測(cè)點(diǎn)上；所述溫度傳感器陣列按照與內(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)換器與溫度傳感器相連接，所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換器、總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器安裝在數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)；所述具有串行通信接口及人機(jī)交互功能的數(shù)據(jù)采集處理器連接總線信號(hào)轉(zhuǎn)換器。該方案將顯著提高爐缸的安全預(yù)警的準(zhǔn)確性，提高高爐的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，具體涉及一種高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)的裝置和方法，屬于(爐缸)的缺陷提出的在線監(jiān)測(cè)方法，涉及化工和冶金設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在冶金和化工領(lǐng)域內(nèi)，有很多工藝裝置內(nèi)部盛有高溫的液體或氣體反應(yīng)物/反應(yīng)產(chǎn)物，這些高溫反應(yīng)爐的爐壁通常要承受較高的溫度或壓力，安全運(yùn)行至關(guān)重要。以煉鐵爐為例，按照工藝要求，正常生產(chǎn)過(guò)程中爐內(nèi)的鐵水溫度都在1000℃以上，一旦爐壁(爐缸)失效就會(huì)造成重大安全事故和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)會(huì)帶來(lái)不良的社會(huì)影響。盡管在爐缸的設(shè)計(jì)過(guò)程中已經(jīng)考慮了爐缸結(jié)構(gòu)和材料的耐受力，并采取了針對(duì)爐缸的加固和冷卻措施，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于操作工況的變化、高溫流體(如鐵水)的沖刷、振動(dòng)和應(yīng)力等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致爐缸型面顯著偏離設(shè)計(jì)條件，甚至產(chǎn)生裂隙(或氣隙)，成為重大安全隱患。因此，客觀上需要對(duì)爐缸缺陷監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的方法。

關(guān)于高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷監(jiān)測(cè)一般是指兩個(gè)方面的問(wèn)題，其一是對(duì)爐壁(爐缸)表面被高溫液體或氣體侵蝕而導(dǎo)致的爐缸型面的改變，如局部變薄導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的下降，其二是由于振動(dòng)、應(yīng)力以及材料缺陷等因素而導(dǎo)致的貫通性或非貫通性的裂隙(或氣隙)。前者是相對(duì)緩慢的過(guò)程，并且由于可能會(huì)由于液體的凝固或氣體中的固體粉末附著而恢復(fù)原有的型面，而后者通常是永久性的缺陷，一旦產(chǎn)生就不會(huì)恢復(fù)，當(dāng)出現(xiàn)某些臨界條件(應(yīng)力或溫度)時(shí)，該缺陷可能會(huì)導(dǎo)致瞬間的爐壁(爐缸)失效。

已有若干可以用于爐壁(爐缸)缺陷檢測(cè)的方法和技術(shù)，例如直接探測(cè)爐缸缺陷的超聲波探傷技術(shù)、射線探傷技術(shù)，以及通過(guò)表面紅外熱像圖的間接探傷技術(shù)、基于應(yīng)力或應(yīng)變的間接探傷技術(shù)等。這些技術(shù)中，有些因原理、安全(如射線法)和成本等原因，難以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，有些則因長(zhǎng)期信號(hào)漂移(如應(yīng)變法)，無(wú)法適應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的需要。尤其對(duì)于大型高溫反應(yīng)爐，溫度超出了某些傳感器的耐受能力或工作范圍，在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

由于溫度是高溫反應(yīng)爐的重要操作參數(shù)，設(shè)計(jì)和建造時(shí)會(huì)按照某些規(guī)范的要求在爐壁(爐缸)內(nèi)預(yù)埋耐高溫的熱電偶溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)爐缸的或爐內(nèi)的溫度。例如煉鐵高爐除在爐缸和爐底等關(guān)鍵部位都裝有溫度傳感器外，在爐缸的壁面會(huì)安裝一定數(shù)量的水冷壁以控制爐缸的散熱量，同時(shí)冷卻水的溫度傳感器和流量傳感器也能夠在一定程度上反應(yīng)出爐缸內(nèi)部某些局部溫度。例如，在煉鐵行業(yè)，是通過(guò)溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷爐缸的侵蝕情況。但是這種方法目前僅限于從溫度水平上間接判斷爐缸的型面(1150℃等溫面被認(rèn)為爐缸的型面)，無(wú)法從溫度本身區(qū)分究竟是爐缸侵蝕還是爐缸裂隙(氣隙)造成的影響。

目前還沒(méi)有公認(rèn)的成熟方法能夠用于高溫反應(yīng)爐爐壁(爐缸)缺陷的在線監(jiān)測(cè)方法和裝置或系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種高溫反應(yīng)爐爐壁缺陷在線監(jiān)測(cè)的裝置，該方案提供一種根據(jù)爐壁(爐缸)內(nèi)部埋設(shè)的多個(gè)溫度傳感器信號(hào)，對(duì)爐壁(爐缸)的缺陷進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的方法和裝置，該方案將顯著提高爐缸的安全預(yù)警的準(zhǔn)確性，提高高爐的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性；裝置制造成本低廉，所采用硬件均屬于市場(chǎng)上常見的器件，極易獲得。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，