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高炉炉缸多维侵蚀监测智能分析专家系统

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高炉炉缸多维侵蚀监测智能分析专家系统

 

Ø  系统技术来源

大连国业与东北大学联合,成立高炉炉缸多维侵蚀模型研究中心,独家研究的多维冗余数学模型,依据高炉内部传热特性,利用多种热工参数,综合判断高炉安全长寿运行状态,确保高炉安全稳定运行。

 

Ø  系统技术六大创新

1高精度数字传感器

2新型高炉侵蚀模型

3无线传输网络架构

4高炉运行在线埋偶

5远程大数据监控中心实时监控

6手机APP实时监控

高炉多方位侵蚀监测示意图

 

Ø  功能概述

自动监测炉缸炉底耐材热电偶温度数据的自动采集、存储和显示;炉缸异常诊断知识库的建立;不同纵剖面(横截面)温度场、等温线、温度云图、耐材厚度、侵蚀内型、绘制、存储、显示和历史查询;炉缸炉底任意坐标点温度、材质、厚度等信息可随光标自动显示;

自动诊断炉缸状态的智能诊断;

自动预警炉缸异常侵蚀、预警查询、预警确认、预警标准设定

统计报表自动生成班报表、日报表、周报表、月报表等各种统计报表;

输出打印数据、图像、报表的导出和打印;

设备维护设备状态查询、诊断和故障查询等;

账户管理新建账户、手机APP实时权限管理及操作记录查询;

协助支持用户使用手册、培训,24*7小时在线技术支持、热线等。

 

系统组织架构及数据库的建立

 

根据炉缸侵蚀模型的需求,专家系统通过交换机与高炉一级系统对接,通过MODBUS TCPOPC协议实时读取炉缸热电偶的数据,建立炉底炉缸热电偶温度数据库。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ø  产品特点

高炉专用电偶(有线型、无线型):

重庆川仪十七厂独家定制高炉专用热电偶(有线型、无线型),量程0-1100℃,短时间内可承受1200℃的高温,可长期稳定工作于1100℃以下具有耐高温、耐腐蚀、耐还原、抗氧化、抗氮化、抗渗碳等性能,并具有良好的机械性能。

 

电偶优化布置:

根据炉缸结构,依据冶金传输原理和传热计算,对热电偶(有线型、无线型)的数量和位置进行优化布置,在满足数学模型要求的同时,尽量减少热电偶的数量。

 

独有的在线埋偶技术:

通常一支热电偶(有线型、无线型)需要约40分钟(休风情况下)安装完毕。线埋偶(有线型、无线型)先依据冷却壁图纸确认炉壳开孔位置,再用磁力钻(空间不满足用气割枪)开孔,然后用冲击钻打孔到碳砖冷面(打孔深度根据图纸与开孔手感确定),根据碳砖冷面温度确认是否对碳砖钻孔,并每深入50mm再次温度测量,如果超出温度安全界限,停止钻孔,最大插入深度不超过150mm。

 

 

测温精度高:采用进口高精度军转民用测温芯片,在0-80℃范围内,测温精度优于±0.02℃(辽宁计量院检定),出厂产品经过统一标定,符合上述精度。测温原理是测温元件在不同温度下输出不同的震荡频率,震荡频率在传输过程中不因外界环境的影响而改变,因此数字测温元件的精度不会受采集电路和外界环境影响而发生漂移。

 

一致性好:传感器逐个专业标定,一致性好,通用性强,具有良好的互换性;

 

一次采集仪表(水温差传感器、炉壳传感器)采用无线传输:无线传输采用DSSS(直接序列展频技术) 技术,直接序列扩频技术在军事通信和机密工业中得到了广泛的应用,是一种可靠安全的工业应用方案。具有抗干扰能力强,传输距离远,稳定可靠的特点。内置载波侦听功能,可有效避免多个节点通信冲突,数百个节点共存通信不受影响;相对于传统有线连接方式,安装灵活方便,节省线缆、桥架、穿线管等材料及安装施工费用,以及基本没有后期维修费用。

 

防护等级高:水温差传感器、炉壳传感器防护等级≥IP68,防水,防尘,耐腐蚀,能够适应高炉复杂的工况;

 

设备寿命长:水温差传感器、炉壳传感器电源管理电路设计合理,设计的发送电流尖峰抑制电路可有效延长电池的使用寿命。每秒一次采样的情况下,整机平均功耗<130uA, 理论工作时间10年。

 

拆装方便:水温差传感器、炉壳传感器传感器没有线缆,传感器安装、更换就像拧灯泡一样简单;增加阻隔器后,传感器可带水带压安装及更换。

 

稳定性强:水温差传感器、炉壳传感器传感器采用数字测温芯片,整套系统采用全数字通信方式和超强纠错技术,系统抗干扰能力和稳定性强。

 

手机APP: 我司针对高炉专家系统,开发专用手机APP,该APP基于运维平台,集数据监测、报警分析、设备巡检、报表查询等功能一体,可实现完整的移动智能运维体验。通过计算机网络、Internet/3G/4G移动网络等多种通讯方式,把运行数据,实时统一上传至云端服务器存储,由云端转发至远程诊断中心,通过远程诊断中心专家诊断模块对现场数据进行处理、分析、判断,生成相关诊断报告,及时反馈至用户客户端、移动设备(PC、平板电脑、手机等),实现数据共享、协同工作、远程监测和远程诊断的目的。

 

 大数据分析:为了保障高炉的生产安全,提高对现场异常情况的反应效率,我公司利用信息化智能化、大数据技术建设高炉安全运维大型数据分析中心,实现对各个高炉现场软硬件设备数据的全面实时采集、清洗分析,使产品故障诊断与预测智能化、设备海量数据展示可视化,利用采集的数据,采用多维冗余算法,实现对高炉炉缸炉底碳砖余摩的远程诊断与分析,根据诊断结果,提供可供参考的操作建议,以延长高炉使用寿命,达到增产、增效、高炉安全停炉等技术目标。

 

 

优质施工保证:施工过程中技术人员全程监督,埋设热电偶时,充分考虑热应力、径向拉伸和高度方向剪切力对热电偶的影响,并通过专用气密引出装置保证热电偶及补偿导线的安全。

专业数学模型:公司与东北大学合作,在以陈良玉教授(国家安全生产监督管理总局安全生产技术专家)为核心的专家团队领导下,开发高炉炉缸多维侵蚀监测智能分析系统,采用多维冗余(横向、纵向、环向)侵蚀计算算法,考虑多项热工参数(热电偶、热负荷、炉壳温度),结合多维稳态传热,综合计算高炉炉缸当前侵蚀状态,具备连续监测分析炉缸炉底侵蚀模型数据、准确计算出炉缸炉底内部1450℃铁水线位置、1150℃凝固线位置、炉缸炉底侵蚀后的碳砖线位置,渣铁层厚度等信息。数学模型精准度高,从2003起,东北大学已对200余座高炉进行过炉缸侵蚀监测,未发生过炉缸安全事故。其中约90余座高炉经过扒炉验证,其中80%计算误差在30mm以内,10%计算误差在10mm以内,10%计算误差在50mm以内。为高炉安全停炉打下坚实基础。

 

Ø  技术优势

钢铁冶金专业为主的技术团队:技术研发团队由来自东北大学及钢铁企业的冶金专业教授(博导)、博士后、博士、硕士等30人组成,精通高炉炼铁技术并长期专注于高炉安全、长寿技术研究和生产实践,因此产品更符合炼铁厂的需求。

专业的炉缸三维侵蚀数学模型:核心技术团队长期专注于高炉安全、长寿机理研究和生产实践,对吉林建龙和吉林恒联的扒炉验证完全符合分析结果。自主开发的高炉多维冗余侵蚀监测分析数学模型均处于国内外行业领先水平,得到了广大客户的好评。

 

一代炉役内安全长寿技术服务:大连国业不但能够提供专业的炉缸炉底侵蚀数学模型和监测预警系统,而且可提供一代炉役内炉况分析、异常诊断等技术咨询和专家服务。

 

 

技术保障

²  测温点优化布置

依据传热学原理、三维传热模型、高炉长寿机理、高炉破损调研和多年的实践经验,根据炉底炉缸耐材设计结构,对测温点进行科学合理的优化布置。

²  专业的数学模型

大连国业以多年高炉安全长寿技术研宄和生产实践为基础自主研发的“高炉多维侵蚀监测智能分析专家系统”,达到国际先进水平,在国内包钢、宝钢、济钢、莱钢、酒钢、本钢等近百座高炉上广泛引用。

²  专家技术团队

大连国业的研发团队由东北大学陈良玉教授(国家安全生产监督管理总局安全生产技术专家)为高炉炉缸多维侵蚀专家模型系统研发中心主任及其带领的科研团队(博导、博士后、博士)组成。

²  技术支持和咨询服务

大连国业有东北大学钢铁冶金专业专家的长期技术支持,不但向钢铁企业提供优质的监测仪表、设备和安全监测系统,而且提供高炉安全、长寿技术支持和咨询服务。

暂未实现,敬请期待
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