專利名稱：焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦爐烘爐控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
烘爐工藝是焦爐由施工向投產(chǎn)過渡的重要而復雜的技術(shù)過程，烘爐的質(zhì)量好壞直接影響到焦爐的操作和爐齡，因此必須嚴格按制定的烘爐計劃進行焦爐的升溫管理。烘爐過程中需要對焦爐進行溫度監(jiān)測，在焦爐內(nèi)設(shè)有大量的監(jiān)測點，熱電偶將各監(jiān)測點的溫度信號檢測并記錄，每隔一定周期測量一次，這些點設(shè)置在管理火道、直行、蓄頂、篦子磚等處，操作人員根據(jù)爐溫變化的趨勢，繪出管理火道的升溫曲線，及時調(diào)節(jié)燃氣壓力，避免爐溫偏高或偏低現(xiàn)象的發(fā)生，保證升溫嚴格按計劃進行。常規(guī)烘爐操作具有以下的特點1)測量點多，以溫度、壓力、爐體膨脹為主要檢測目標。2)測量點分散，分布于全焦爐。3)數(shù)據(jù)處理量大，統(tǒng)計、分析項目多，記錄繁雜費時。4)對爐溫的控制、煤氣壓力、煙道吸力的調(diào)整全部采用人工操作。因此一座焦爐的烘爐操作需要大量人力參與，因人工主觀因素影響和檢測的不及時及大量的手工操作，使大量的檢測數(shù)據(jù)失去時效性和準確性，這樣的數(shù)據(jù)對焦爐的操作已經(jīng)意義不大，直接造成烘爐質(zhì)量的下降。為了克服人工操作的不足，目前有一些計算機烘爐系統(tǒng)投入運行，但普遍都只停留在對溫度進行自動檢測的水平上，對烘爐中的壓力沒有實現(xiàn)自動檢測和控制，而且仍沿用落后的、大量的手工調(diào)整方式，不能及時在線對各看火孔壓力，機側(cè)、焦側(cè)煤氣壓力、煙道吸力進行檢測和實時的調(diào)整?，F(xiàn)有的計算機烘爐系統(tǒng)，對所采集的數(shù)據(jù)未進行充分的利用和統(tǒng)計分析，在數(shù)據(jù)的直觀化和可操作性方面都有欠缺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合焦爐烘爐的特點和計算機系統(tǒng)的優(yōu)勢，全面采集烘爐過程中的溫度和壓力數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的利用率和實時性，實現(xiàn)烘爐過程的自動控制；對采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算和分析，使其對烘爐過程更具有指導性和操作性；配置煤氣壓力和煙道吸力自動調(diào)節(jié)控制裝置使烘爐這項傳統(tǒng)的工藝方式實現(xiàn)自動化。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)，包括溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、計算機操作站和壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，計算機操作站內(nèi)設(shè)有實時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算機操作站分別與溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)相連接， 計算機操作站執(zhí)行烘爐在線指導控制策略，可自動進行煤氣壓力及煙道吸力控制調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案；所述溫度數(shù)據(jù)檢測模塊與熱電偶相連，熱電偶按需要分布在整個焦爐的爐頂，機側(cè)和焦側(cè)的各溫度監(jiān)測點上；所述壓力數(shù)據(jù)檢測模塊與壓力檢測儀表相連，壓力檢測儀表按需要分布在焦爐的各看火孔、機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管、煤氣總管和焦側(cè)煙道、機側(cè)煙道和總煙道中；所述壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)包括自動調(diào)節(jié)閥和煙道閘板開度調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述自動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管和煤氣總管中，所述煙道間板設(shè)置在總煙道中；所述計算機操作站內(nèi)植入焦爐烘爐控制程序，所述焦爐烘爐控制程序包括數(shù)據(jù)采集步驟和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟，數(shù)據(jù)采集步驟包括溫度采集和壓力采集兩個平行的子步驟，針對分布在焦爐各處的熱電偶和壓力檢測儀表，順序采樣；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟分別針對機側(cè)火道溫度、焦側(cè)火道溫度、直行火道溫度、箅子磚溫度和看火孔壓力，計算機側(cè)、焦側(cè)各自溫度、壓力的總平均值，爐柱膨脹量、膨脹率、鋼柱曲度、松放量的中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；動態(tài)數(shù)據(jù)庫接收的數(shù)據(jù)包括采集的實時溫度和壓力數(shù)據(jù)、人工錄入的數(shù)據(jù)、中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；所述計算機操作站還包括動態(tài)監(jiān)測火道溫度報警及操作曲線計算顯示步驟、焦爐高向溫度比例分析及動態(tài)烘爐升溫曲線計算顯示步驟、焦爐烘爐動態(tài)綜合記錄和分析報表的輸出顯示步驟、焦爐烘爐離線指導方案的調(diào)整和顯示步驟。所述數(shù)據(jù)采集步驟還包括自動檢測斷偶子步驟和剔除相應(yīng)點數(shù)據(jù)子步驟，使自動檢測的數(shù)據(jù)在進動態(tài)數(shù)據(jù)庫前都逐點得到檢查，保證數(shù)據(jù)的可靠合理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中不只是溫度采集，同時具有壓力自動監(jiān)控，將影響烘爐質(zhì)量的重要因素“壓力”考慮在監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)，并對壓力實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，其控制方法上是獨有的創(chuàng)新；2)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理以動態(tài)數(shù)據(jù)庫為核心，不同于現(xiàn)有的電子表格處理方式，數(shù)據(jù)的查詢、分析、統(tǒng)計運算速度更快、處理量更大，畫面監(jiān)控形式更豐富多彩，而且易于編制；3)在統(tǒng)計算法上更加完整全面，與烘爐工藝的結(jié)合更實用方便；在烘爐信息的表達上可大量表達實時動態(tài)的信息，準確及時反映當前的烘爐爐況，以各種表格、曲線和綜合分析數(shù)據(jù)表形式在屏幕和打印機上輸出；4)獨有的離線指導的子程序，可自動進行煤氣壓力及煙道吸力控制調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案；5)本系統(tǒng)已成功運行，是目前最為完整和先進的烘爐系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)可節(jié)省大量烘爐操作人員，減輕操作人員的勞動強度，減少在惡劣環(huán)境下的操作時間，使他們的精力更集中在烘爐工藝過程的總體把握上，對提高焦爐烘爐質(zhì)量，提高操作效率和安全操作具有十分重大意義。


圖1是本發(fā)明硬件配置示意圖；圖2是本發(fā)明焦爐烘爐控制程序程序流程示意圖3是本發(fā)明的焦爐烘爐實施例立體效果圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明見圖1，是本發(fā)明焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)硬件配置示意圖，包括溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、計算機操作站和壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，計算機操作站內(nèi)設(shè)有實時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算機操作站分別與溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、 壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)相連接，計算機操作站執(zhí)行烘爐在線指導控制策略，可自動進行煤氣壓力及煙道吸力控制調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案；溫度數(shù)據(jù)檢測模塊與熱電偶相連， 熱電偶按需要分布在整個焦爐的爐頂，機側(cè)和焦側(cè)的蓄頂、篦子磚等各溫度監(jiān)測點上；壓力數(shù)據(jù)檢測模塊與壓力檢測儀表相連，壓力檢測儀表按需要分布在焦爐的各看火孔、機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管、煤氣總管和焦側(cè)煙道、機側(cè)煙道和總煙道中；壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)包括自動調(diào)節(jié)閥和煙道間板開度調(diào)節(jié)機構(gòu)，自動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管和煤氣總管中，煙道間板設(shè)置在總煙道中。見圖2，是本發(fā)明計算機操作站內(nèi)植入的焦爐烘爐控制程序流程示意圖，焦爐烘爐控制程序包括數(shù)據(jù)采集步驟和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟，數(shù)據(jù)采集步驟包括溫度采集和壓力采集兩個平行的子步驟，針對分布在焦爐各處的熱電偶和壓力檢測儀表，順序采樣，采樣周期1分鐘，采樣順序按檢測模塊序號依次進行；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟分別針對機側(cè)火道溫度、焦側(cè)火道溫度、直行火道溫度、箅子磚溫度和看火孔壓力，計算機側(cè)、焦側(cè)各自溫度和壓力的總平均值，爐柱膨脹量、膨脹率、鋼柱曲度、松放量的中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；動態(tài)數(shù)據(jù)庫接收的數(shù)據(jù)包括采集的實時溫度和壓力數(shù)據(jù)、人工錄入的數(shù)據(jù)、中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；計算機操作站還包括動態(tài)監(jiān)測火道溫度報警及操作曲線計算顯示步驟、焦爐高向溫度比例分析及動態(tài)烘爐升溫曲線計算顯示步驟、焦爐烘爐動態(tài)綜合記錄和分析報表的輸出顯示步驟、焦爐烘爐離線指導方案的調(diào)整和顯示步驟。數(shù)據(jù)采集步驟還包括自動檢測斷偶子步驟和剔除相應(yīng)點數(shù)據(jù)子步驟，使自動檢測的數(shù)據(jù)在進動態(tài)數(shù)據(jù)庫前都逐點得到檢查，提高數(shù)據(jù)的有效性，保證數(shù)據(jù)的可靠合理，并通過這種自診斷報警及時更換有問題的熱電偶。本發(fā)明選用的紫金橋工業(yè)控制組態(tài)軟件能提供豐富的畫面功能和腳本制作功能， 據(jù)此即可編制出動態(tài)的監(jiān)視畫面，這些畫面為三大類；一是動態(tài)數(shù)據(jù)實時監(jiān)視和報警、查詢畫面，二是數(shù)據(jù)錄入、分析畫面，三是監(jiān)控操作畫面，如1)焦爐管理動態(tài)監(jiān)測火道溫度、報警及操作曲線畫面；2)焦爐高向溫度比例分析及動態(tài)烘爐升溫曲線畫面；3)焦爐橫墻實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；4)焦爐直行實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；5)焦爐蓄熱室頂部實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；6)焦爐篦子磚實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；7)焦爐抵抗墻實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；8)焦爐分、總煙道實時溫度監(jiān)測、報警及查詢畫面；
9)焦爐爐頂看火孔實時壓力監(jiān)測、報警及查詢畫面；10)焦爐烘爐煤氣管道實時壓力監(jiān)測、報警及查詢畫面；11)焦爐烘爐煙道吸力實時壓力監(jiān)測、報警及查詢畫面；12)焦爐烘爐煤氣壓力監(jiān)控操作畫面；13)焦爐烘爐動態(tài)綜合記錄、分析報表和畫面；14)焦爐爐體膨脹數(shù)據(jù)錄入、記錄報表和畫面；15)焦爐爐體鋼柱測量數(shù)據(jù)錄入、記錄報表和畫面；16)焦爐小煙道溫度數(shù)據(jù)錄入、記錄報表和畫面；17)焦爐烘爐計劃升溫溫度設(shè)定和修正表畫面；18)焦爐烘爐離線指導調(diào)整方案畫面。見圖3，是本發(fā)明的焦爐烘爐實施例立體效果圖，在計算機操作站上分別顯示采集的各種實時數(shù)據(jù)和動態(tài)統(tǒng)計表和歷史趨勢曲線、烘爐升溫曲線，錄入采集的輔助數(shù)據(jù)、操作畫面等，另外配置一臺打印機定時自動打印各種統(tǒng)計報表。溫度數(shù)據(jù)檢測模塊十臺，每臺可采集32路的熱電偶，286支熱電偶分布在整個焦爐爐頂、機側(cè)和焦側(cè)；同時對焦爐的每個看火孔壓力、機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管、煤氣總管和煙道的壓力進行檢測，壓力檢測儀表共134點，共需五臺壓力數(shù)據(jù)檢測模塊，所有檢測的實時數(shù)據(jù)經(jīng)總線網(wǎng)絡(luò)傳送至計算機操作站。本系統(tǒng)一部分針對煤氣總管1，機側(cè)煤氣支管2和焦側(cè)煤氣支管3的壓力進行自動控制，目的是在烘爐期間，焦爐4通常不能正常的工作，提供的煤氣量不穩(wěn)定，煤氣壓力變化較大，嚴重影響烘爐的質(zhì)量，還加大人工的勞動強度，此時通過穩(wěn)定煤氣總管壓力，適時的自動調(diào)整機側(cè)煤氣支管和焦側(cè)煤氣支管的壓力來達到計劃烘爐曲線所要求的溫度，控制的執(zhí)行機構(gòu)為隔爆電動調(diào)節(jié)閥9 ；另一部分的控制是針對煙道吸力的調(diào)節(jié)，即機側(cè)煙道6、 焦側(cè)煙道7和總煙道5的吸力，它們通過設(shè)置在煙道內(nèi)的煙道閘板8的開度實現(xiàn)。本系統(tǒng)根據(jù)采集的大量溫度、壓力數(shù)據(jù)，通過各種統(tǒng)計算法分別得到各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進而得到焦爐烘爐過程中的溫度高向比例分析結(jié)果、烘爐升溫曲線、烘爐工藝中的壓力制度表、計劃升溫曲線與當前烘爐升溫曲線對比的正負偏差等一系列統(tǒng)計分析結(jié)果，提供給操作人員制定出當前工況下的烘爐溫度調(diào)整方向。例如；烘爐中出現(xiàn)焦爐頂部溫度大于下部溫度，使高向比例系數(shù)較低，且煙道吸力較小，同時機焦兩側(cè)吸力偏差也大，爐頂看火孔壓力低時，說明爐氣不暢、熱負荷不夠，應(yīng)加大爐內(nèi)熱負荷供給，同時調(diào)節(jié)機側(cè)和焦側(cè)底的那一側(cè)煙道閘板開度增大，提升該側(cè)的吸力。 總之通過系統(tǒng)程序的烘爐調(diào)整在線指導控制策略，壓力系統(tǒng)就可自動進行調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案。
權(quán)利要求
1.焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、計算機操作站和壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，計算機操作站內(nèi)設(shè)有實時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算機操作站分別與溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)相連接，計算機操作站執(zhí)行烘爐在線指導控制策略，可自動進行煤氣壓力及煙道吸力控制調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案；所述溫度數(shù)據(jù)檢測模塊與熱電偶相連，熱電偶按需要分布在整個焦爐的爐頂，機側(cè)和焦側(cè)的各溫度監(jiān)測點上；所述壓力數(shù)據(jù)檢測模塊與壓力檢測儀表相連，壓力檢測儀表按需要分布在焦爐的各看火孔、機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管、煤氣總管和焦側(cè)煙道、機側(cè)煙道和總煙道中；所述壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)包括自動調(diào)節(jié)閥和煙道間板開度調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述自動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在機側(cè)煤氣支管、焦側(cè)煤氣支管和煤氣總管中，所述煙道間板設(shè)置在總煙道中；所述計算機操作站內(nèi)植入焦爐烘爐控制程序，所述焦爐烘爐控制程序包括數(shù)據(jù)采集步驟和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟，數(shù)據(jù)采集步驟包括溫度采集和壓力采集兩個平行的子步驟，針對分布在焦爐各處的熱電偶和壓力檢測儀表，順序采樣；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析步驟分別針對機側(cè)火道溫度、焦側(cè)火道溫度、直行火道溫度、箅子磚溫度和看火孔壓力，計算機側(cè)、 焦側(cè)各自溫度、壓力的總平均值，爐柱膨脹量、膨脹率、鋼柱曲度、松放量的中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；動態(tài)數(shù)據(jù)庫接收的數(shù)據(jù)包括采集的實時溫度和壓力數(shù)據(jù)、人工錄入的數(shù)據(jù)、中間統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)和最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)；所述計算機操作站還包括動態(tài)監(jiān)測火道溫度報警及操作曲線計算顯示步驟、焦爐高向溫度比例分析及動態(tài)烘爐升溫曲線計算顯示步驟、焦爐烘爐動態(tài)綜合記錄和分析報表的輸出顯示步驟、焦爐烘爐離線指導方案的調(diào)整和顯示步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集步驟還包括自動檢測斷偶子步驟和剔除相應(yīng)點數(shù)據(jù)子步驟，使自動檢測的數(shù)據(jù)在進動態(tài)數(shù)據(jù)庫前都逐點得到檢查，保證數(shù)據(jù)的可靠合理。
全文摘要
本發(fā)明涉及焦爐烘爐控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦爐溫度和壓力自動監(jiān)測的烘爐控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、計算機操作站和壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，計算機操作站內(nèi)設(shè)有實時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算機操作站分別與溫度數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力數(shù)據(jù)檢測模塊、壓力控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)相連接，計算機操作站執(zhí)行烘爐在線指導控制策略，可自動進行煤氣壓力及煙道吸力控制調(diào)整并離線給出指導調(diào)整方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是可節(jié)省大量烘爐操作人員，減輕操作人員勞動強度，減少在惡劣環(huán)境下的操作時間，使他們的精力更集中在烘爐工藝過程的總體把握上，對提高焦爐烘爐質(zhì)量，提高操作效率和安全操作具有十分重大意義。
文檔編號C10B29/00GK102520747SQ201110377040
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者任鐵良, 吳志敏, 張興無, 張永明, 張鐵軍, 戚亮亮, 李志紅, 田智輝, 黃麗平 申請人:中國三冶集團有限公司工業(yè)爐工程公司