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紅外熱像技術在熱風爐爐皮溫度監測中的試驗應他書用淺析

發(fā)布時(shí)間：

2019-11-01 15:35

來源：

摘要：文章介紹了紅外熱像技術在國(guó)内某高爐熱風爐爐皮溫水相度監測中的試驗應用，重點闡述了熱風爐爐皮溫度紅外熱又技像監測方案的制定原則和安裝位置的确定。通過(g訊街uò)現場試驗，驗證了紅外熱像技術在熱風系統爐皮溫度監測中的應用可行性。

1 前言

高爐冶煉過(guò)程是一個連續的、大規模的、高溫生産過(g小村uò)程，其穩定順行至關重要。笑白

作為給高爐提供熱風的關鍵設備，熱風爐的工作狀況藍計直接影響風溫的高低和穩定，其穩定安全運行習如是高爐穩順的基礎。高風溫能(néng)給高爐提供充足熱量，降低作為校計熱量消耗的焦炭量，同時(shí)可以提高鼓風動能(néng)，鄉個活躍爐缸，促進(jìn)爐渣脫硫，提高噴吹量等。

然而，因NOx的形成(chéng)和酸性物在爐殼内壁的冷森笑凝，熱風爐爐殼易産生晶間應力腐蝕問購靜題。随著(zhe)熱風爐内拱頂玩唱溫度的不斷提高，此應力腐蝕現象器大不斷加劇，最終使熱風爐爐殼局部産生微裂紋，進(j亮睡ìn)而引發(fā)熱風爐爐殼開商術(kāi)裂跑風，甚至燒出等安全事(shì)故，給熱風爐安醫音全生産帶來巨大隐患，嚴重影響高爐的穩還數定順行[2,3]。産生裂紋的區域主風匠要在高溫段的焊縫區域或高應力集中區域。此現象已在國(guó)内外高爐生産實愛見踐中不同程度發(fā)生過(guò)。

國(guó)外監測熱風系統的主要參數集中在爐殼和管道(dào)的表面(m農湖iàn)溫度、應力以及膨脹量等。因表面(miàn)溫度監測以其務坐全面(miàn)性和易實施性，被(bèi)作為主要的監測目标。監測表面物路(miàn)溫度一般采用紅外熱像儀方法來實現。

對(duì)于處于運行中的熱風爐金間，因其處于高壓密閉和連續生産的特性，所采用的預防措施除了在熱風爐工藝說做操作參數上予以調整外，主要是通過(gu低就ò)人工點檢方式，對(duì)熱風爐爐殼工弟校作狀态進(jìn)行監測。但鑒于熱風爐高溫段位快我置較高，區域面(miàn)積大，人工點檢監測範圍有限，且存在監東爸測不連續間隔時(shí)間長(cháng)等問題,已不能(néng)滿足熱風系統實時(shí)監測的需要。因此，本文提出了一種一玩(zhǒng)將(jiāng)紅外熱像技術照亮應用于熱風爐爐皮溫度監測的方法，以便實時(shí)掌技得握爐皮溫度變化趨勢，及時(shí)紙麗發(fā)現異常現象，保證整個熱風制些爐系統的安全運行。

本文是從熱風爐爐皮溫度監測角度出發(fā)，在闡述紅外雜媽熱像技術用于溫度監測優勢基礎上，研究紅外熱像技術在熱風系統爐皮溫度監服年測中的應用可行性，嘗試摸索熱風師山爐爐皮溫度實時(shí)變化趨勢，家有指導熱風爐安全穩定運行。

2 紅外熱像儀原理及應用

紅外熱像儀是依據紅外熱成(chéng多微)像原理工作的，其由兩(liǎng)個基本部分組成(ché分分ng)，即光學(xué)系統部分和紅外探測器部分可西。

紅外熱像儀測溫是利用光學(xué)系統將(ji算歌āng)被(bèi)測目标發(fā)出的紅外輻射聚集到(d畫光ào)紅外探測器上，探測器把入射的輻射訊亮能(néng)量轉換成(chéng)電信号，進(jìn)而被(bè亮說i)處理成(chéng)紅外熱像圖，這(雪們zhè)種(zhǒng)熱像圖與物但得體表面(miàn)的熱分布場相對(duì)應，通過(guò)換算獲得被(bèi地書)測物體不同區域的溫度分布。因此，借助紅外熱像技術可以直接農那觀察到(dào)物體表面(miàn)的溫度分布狀況。

由于紅外線對(duì)絕大部分的固體及液體物質的穿透能(néng)讀你力差，因此紅外熱像檢測是以測量目标表面(miàn舞音)的紅外線輻射能(néng)量為主。

紅外熱像技術用途廣泛。不僅應用在大型工業企業答內和軍工行業，還(hái)可以用來探測舞公過(guò)熱的機械部件或是檢測複合材料缺陷等。

紅外熱像儀能(néng)夠實現自動保存圖像，們車曲線定期自動導出并保存，數據實時(shí)存入數據庫。并家鐘能(néng)自動生成(chéng)每日監測報告（内含全屏最高溫及局部看雨最高溫的變化趨勢，及當天報警信息會大），方便快速查看曆史報告。

通過(guò)實踐摸索，紅外熱像技術在熱風系統爐皮溫度監測中是美的應用可被(bèi)接受和認可。

3 熱風爐爐皮溫度紅外熱像監測方案

針對(duì)某高爐熱風爐上部高溫段表面(miàn)可能(nén北村g)出現高溫點并引起(qǐ)開(kāi)裂的問題，研究提出了高爐公說熱風爐上部表面(miàn)溫度紅外熱像監測方案。

監測選用紅外熱像儀來測量熱風爐爐皮坐討溫度，該方法可實現非接觸遠距離監測。

3.1 監測方案制定原則

鑒于熱風爐高溫段位置較高，區域較大，人工手持熱像儀監測勞動強度大，且監測音小間隔過(guò)長(cháng)，而且存在危險等問題，方案制定師森原則要求，在熱風爐的外圍和内部個年，設置多個紅外熱像儀固定測量點，用喝并將(jiāng)紅外熱像儀與可旋轉的電動雲台有機計樹結合，采用電動雲台自動掃描的方法，對(duì)各熱風爐的高溫對兵區域進(jìn)行連續全覆蓋掃描。各點的監測信号花體統一輸入計算機，進(jìn)行記錄和比較，發(fā)現異常及時(shí)報警遠化。

3.2 紅外熱像儀安裝位置的确定

根據某高爐熱風爐布置和周邊設施情況，初物知步設計4個熱風爐外圍測量點和2個熱風爐内部測量點，即設計4個熱風爐外圍紅外熱說日像儀和2個熱風爐内部紅外熱像儀。

由于現場會(huì)有一些設備在紅外熱像儀和熱風爐爐殼被(bèi)測鐵北區域之間，阻礙熱像儀視線，影響掃描區域的完整性，故可考慮設置1~2個可移動的熱像儀，對(duì)喝站被(bèi)遮擋但易出現高溫點的區域進(jìn)行定點掃描。或考慮將(可東jiāng)處于安全區域對(duì)應土員的熱像儀臨時(shí)拆下，用于關鍵區域的掃描。在實際監測方案實施過(guò)吧為程中，可根據現場條件确定準确的安村北裝位置。

依據上述紅外熱像儀布置情況，利用電動旋轉雲台的水平方向(xiàng)旋轉和垂制男直方向(xiàng)旋轉，可完成(chén綠物g)對(duì)4座熱風爐所要監測區域的全覆蓋掃描。

然而，需要指出的是，由于熱風爐平台，框架，内部設備和管線文哥的阻礙和遮擋，實際監測能(néng)覆蓋的面(河懂miàn)積會(huì)減少。為保證系統的監控效果，在實視東際應用時(shí)，若有必要，需要對(duì)各被(bèi)遮擋區域進(jìn問北)行預先掃描監測和定期人工巡檢，以便及時影呢(shí)調整紅外熱像儀的最佳安裝位置。

3.3 監測系統配置

考慮到(dào)現代大型高爐多采用4座熱風爐，或矩形布置或一字型布我照置，若要實現熱風爐爐殼全覆蓋掃描，監測系統配置至少應滿足以下要公如求：

（1）紅外熱像儀：6台；（2）電動雲台：6 台；

（3）計算機：1台；（4）系統軟件：1套。

4 熱風爐爐皮溫度紅外熱像監測試驗

為了充分論證紅外熱像技術在熱風爐爐皮溫度監測中的應用可行性，2016年11月份，利用紅外熱像儀對(duì)某高爐熱風爐爐皮溫度進(jìn)術她行了短時(shí)間監測試驗，并得到(dào)長短了現場熱風爐爐皮溫度圖像。

某高爐一側2座熱風爐爐皮的溫度範圍4.3~88.0℃；具體到舊森(dào)熱風爐爐皮某一帶的溫度見愛範圍-2.0~75.2℃。從熱風爐爐皮溫度來講，最高溫度都(dōu)不高風輛于100℃，說(shuō)明該熱風爐爐皮溫度在正常範圍，運行中暗狀态良好(hǎo)。

熱風爐爐皮溫度分布并不均勻，高溫點多出現在球瓣狀爐殼上下見動兩(liǎng)帶結合的焊縫處亦或是同一帶相鄰兩(li商但ǎng)塊爐殼的焊縫處。爐殼母材處溫唱費度較高可能(néng)與爐殼内壁面(miàn)沒(méi也林)有清理幹淨的盲闆造成(chéng)的應力集中作地或是爐殼内側耐材缺陷有關。這(zhè)一監測結果與實際相吻合。

在監測試驗中也發(fā)現，相同溫度個少下，同一設備的不同區域由紅外熱短費像儀測量的溫度會(huì)不同。經(jīng)過(土紅guò)分析，發(fā)現原因是由于所監測設備的不同表面(miàn器國)材質擁有不同的輻射率，因而所産生謝煙的紅外輻射能(néng)量不同。當整個監測對(duì)象用一個頻和固定輻射率來換算溫度時(shí)，出現一定的測量誤間拍差。因此，監測過(guò)程，可首先采用接觸式表面(miàn)測溫儀，對家城(duì)不同材質的代表區域進(jìn)行表面(m鐵看iàn)測溫，并與紅外熱像儀的測溫文拿相比較，确定不同材質區域的接收紅外輻射率，校爸兵正該位置的表面(miàn)溫度，實現紅外熱像儀實時(shí)準确監測熱風爐爐皮器懂溫度變化趨勢。

將(jiāng)紅外成(chéng)像技術與一直以來确立的設備維護機制有機結合司紅，能(néng)夠充分利用資源，最大限度降裡還低勞動強度，同時(shí)實現實時(shí)監測，一旦監測到(你生dào)異常溫度報警提示，可迅速采取相應措施，及時(shí)進(jìn)開森行檢修，大大延長(cháng)熱風爐的使用壽命。

現場試驗也證明，紅外熱像儀用于監測空了熱風爐爐皮溫度是可行的，其能(néng)時我夠實時(shí)掌握爐皮溫度變化趨朋藍勢，保證熱風系統的安全穩定運行，市場應用前景很大。