本實用新型涉及煉焦生產(chǎn)技術領域，尤其涉及一種能夠自動定位燃燒室、測量標準立火道溫度，并上傳數(shù)據(jù)至地面PLC工作站的焦爐立火道溫度自動檢測系統(tǒng)。

背景技術：

焦爐爐溫管理是煉焦生產(chǎn)中的關鍵環(huán)節(jié)，爐溫的高低直接關系著焦炭的質量。因此，焦爐立火道溫度的測量一直是焦爐生產(chǎn)中的一項重要日常工作內(nèi)容。

最初，焦化廠普遍采用人工用紅外儀巡回采集立火道溫度的做法，存在勞動強度大，采集數(shù)據(jù)不準確的問題。由于人工檢測的隨意性大，檢測點不確定性高等諸多問題，人工采集的立火道溫度數(shù)據(jù)無法進行定量分析，焦爐加熱趨勢難以把握，為提高煉焦質量控制帶來了一定的困難。因此，人工手動測溫已經(jīng)不能適應煉焦生產(chǎn)的需要。

申請?zhí)枮?00710062267.3的中國專利，公開了一種“焦爐燃燒室溫度測量系統(tǒng)及其測量方法”，設操作站實施對移動測溫裝置的控制操作，收集移動測溫裝置的溫度測量數(shù)據(jù)，移動測溫裝置實施對所有立火道的溫度測量；該專利能夠自動準確測量所有立火道的溫度，并將爐號、燃燒室號、立火道編號及溫度顯示在控制站和操作站，使實時調火成為現(xiàn)實。但是其需要配置提蓋機構和專用的測量軌道，測量時需要將測量小車固定在測量軌道上，提蓋機構對看火孔蓋進行提蓋作用，然后通過測溫探頭對準立火道進行測溫，測溫后再將看火孔蓋移回合蓋。由于看火孔數(shù)量大，因此其測溫過程輔助時間過長，不僅測量效率低，還可能會影響焦爐的正常生產(chǎn)節(jié)奏。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種焦爐立火道溫度自動檢測系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有焦爐生產(chǎn)系統(tǒng)中的現(xiàn)有設備，如炭化室碼盤和裝煤車軌道，采用3臺移動式測溫裝置同時測量不同區(qū)域立火道溫度，由地面PLC工作站根據(jù)推焦計劃編制測溫裝置走行軌跡和制定走行計劃；在不影響焦爐裝煤車正常作業(yè)的情況下定周期對立火道實施連續(xù)測溫，且測量過程中無需開關看火孔蓋，大大提高了測溫效率，有利于進一步提高焦爐調火的實效性。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現(xiàn)：

焦爐立火道溫度自動檢測系統(tǒng)，包括地面PLC工作站和移動式測溫裝置，地面PLC工作站與移動式測溫裝置之間通過無線收發(fā)裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊連接；移動式測溫裝置沿裝煤車軌道走行，其上裝有PLC、紅外線測溫儀、鏡頭吹掃裝置和防碰撞裝置；焦爐炭化室設炭化室碼盤，移動式測溫裝置上設讀取頭用于讀取炭化室碼盤數(shù)據(jù)；立火道看火孔蓋由耐高溫玻璃制成；紅外線測溫儀、鏡頭吹掃裝置、防碰撞裝置和讀取頭分別與PLC連接，PLC另外連接無線收發(fā)裝置。

所述移動式測溫裝置在裝煤車軌道上運行，移動式測溫裝置共設3臺，3臺移動式測溫裝置與裝煤車間隔設置，其停放位分別位于兩側的檢修區(qū)和中部的煤塔區(qū)，停放位設置有定位碼盤；移動式測溫裝置、檢修區(qū)和煤塔區(qū)分別安裝無線收發(fā)裝置，與地面PLC工作站通過無線數(shù)據(jù)通訊連接。

所述移動式測溫裝置設有紅外線測溫儀，通過立火道頂部的看火孔進行測溫；看火孔由看火孔蓋封閉。

所述看火孔蓋下方預埋氮氣吹掃管；移動式測溫裝置設鏡頭吹掃裝置用于對紅外線測溫儀及看火孔蓋進行吹掃。

所述防碰撞裝置為光柵檢測探頭，分別安裝在移動式測溫裝置沿行走方向的前、后兩側。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)充分利用焦爐生產(chǎn)系統(tǒng)中的現(xiàn)有設備，如炭化室碼盤和裝煤車軌道，系統(tǒng)組成簡單，占用空間少；

2)采用3臺移動式測溫裝置同時測量不同區(qū)域立火道溫度，由地面PLC工作站根據(jù)推焦計劃編制測溫裝置走行軌跡和制定走行計劃；在不影響焦爐裝煤車正常作業(yè)的情況下定周期對立火道實施連續(xù)測溫，且測量過程中無需開關看火孔蓋，大大提高了測溫效率，有利于進一步提高焦爐調火的實效性；

3)充分結合現(xiàn)有焦爐生產(chǎn)自動化技術，如焦爐四車聯(lián)鎖控制及推焦計劃等技術，建立測溫裝置走行軌跡編制過程、燃燒室定位過程和鼻梁磚識別過程，提高焦爐生產(chǎn)自動化水平；

4)采用紅外線測溫儀，配合耐高溫玻璃制成的看火孔蓋，實現(xiàn)不揭蓋測溫；通過看火孔蓋下方的氮氣噴吹管和移動式測溫裝置上的鏡頭吹掃裝置保證測溫精度；

5)通過移動式測溫裝置連續(xù)測溫所得到的溫度曲線，結合燃燒室定位過程中得到的燃燒室號和時間戳，以及鼻梁磚識別最終得到對應某一立火道的唯一性的溫度值，其處理過程簡單流暢，結果準確。

附圖說明

圖1是本實用新型所述焦爐立火道自動測溫系統(tǒng)的結構框圖。

圖2是本實用新型所述移動式測溫裝置與裝煤車的分布示意圖。

圖3是本實用新型所述移動式測溫裝置的結構示意圖。

圖4是本實用新型所述鼻梁磚識別過程原理示意圖。

圖中：1.移動式測溫裝置 11.PLC 12.紅外測溫儀 13.讀取頭 14.防碰撞裝置 15.無線收發(fā)裝置 16.鏡頭吹掃裝置 2.裝煤車 3.裝煤車軌道 4.檢修區(qū) 5.煤塔區(qū)

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

本實用新型所述焦爐立火道溫度自動檢測系統(tǒng)，包括地面PLC工作站和移動式測溫裝置1，地面PLC工作站與移動式測溫裝置1之間通過無線收發(fā)裝置15實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊連接；移動式測溫裝置1沿裝煤車軌道3走行，其上裝有PLC11、紅外線測溫儀12、鏡頭吹掃裝置16和防碰撞裝置14；焦爐炭化室設炭化室碼盤，移動式測溫裝置1上設讀取頭13用于讀取炭化室碼盤數(shù)據(jù)；立火道看火孔蓋由耐高溫玻璃制成；紅外線測溫儀12、鏡頭吹掃裝置16、防碰撞裝置14和讀取頭13分別與PLC11連接，PLC11另外連接無線收發(fā)裝置15。

所述移動式測溫裝置1在裝煤車軌道3上運行，移動式測溫裝置1共設3臺，3臺移動式測溫裝置1與裝煤車2間隔設置，其停放位分別位于兩側的檢修區(qū)4和中部的煤塔區(qū)5，停放位設置有定位碼盤；移動式測溫裝置1、檢修區(qū)4和煤塔區(qū)5分別安裝無線收發(fā)裝置，與地面PLC工作站通過無線數(shù)據(jù)通訊連接。

所述移動式測溫裝置1設有紅外線測溫儀12，通過立火道頂部的看火孔進行測溫；看火孔由看火孔蓋封閉。

所述看火孔蓋下方預埋氮氣吹掃管；移動式測溫裝置1設鏡頭吹掃裝置用于對紅外線測溫儀12及看火孔蓋進行吹掃。

所述防碰撞裝置14為光柵檢測探頭，分別安裝在移動式測溫裝置1沿行走方向的前、后兩側。

基于本實用新型所述焦爐立火道溫度自動檢測系統(tǒng)焦爐立火道溫度自動檢測方法，包括測溫裝置走行軌跡編制過程、燃燒室定位過程、鼻梁磚識別過程和連續(xù)測溫過程；所述測溫裝置走行軌跡編制過程用于在考慮推焦計劃的基礎上，通過移動式測溫裝置1定周期的對標準立火道溫度進行檢測；燃燒室定位過程用于確定燃燒室號與對應時間戳；鼻梁磚識別過程用于在所測溫度中識別鼻梁磚的對應溫度；移動式測溫裝置1用于在走行中連續(xù)測溫；燃燒室定位信息和所測溫度數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)裝置15上傳到地面PLC工作站；通過連續(xù)測溫過程中所測得的溫度曲線，結合燃燒室號、時間戳和鼻梁磚識別信息確定各個立火道的溫度值；測溫裝置走行軌跡編制過程、燃燒室定位過程和鼻梁磚識別過程均在地面PLC工作站中進行。

如圖3所示，所述移動式測溫裝置1采用紅外線測溫儀12通過立火道頂部的看火孔進行測溫，測溫過程中看火孔由看火孔蓋封閉，看火孔蓋由耐高溫玻璃制成；看火孔蓋下方預埋氮氣吹掃管，不定期清理看火孔蓋；移動式測溫裝置1測溫過程中通過鏡頭吹掃裝置實時對紅外線測溫儀12及看火孔蓋進行吹掃，保證測溫精度。

所述測溫裝置走行軌跡編制過程需要同時考慮推焦計劃、實際裝煤車2位置及3臺移動式測溫裝置1的協(xié)同動作；具體包括如下步驟：

從推焦計劃中讀取當前計劃裝煤的裝煤孔位置為m₀，位于3臺移動式測溫裝置1之間的2臺裝煤車2的當前位置分別為m₁和m₂，且m₁＜m₂；在裝煤車2靜止后，規(guī)劃3臺移動式測溫裝置1的走行范圍，3臺移動式測溫裝置1分別用測Ⅰ、測Ⅱ和測Ⅲ表示，設L為一座焦爐的炭化室數(shù)量，根據(jù)不同爐型取值為55、60、65或70；

當裝煤車2對位完成后，有m₀＝m₁或m₀＝m₂；若m₀＝m₁且m₀≤L，那么測Ⅰ的走行范圍是1～m₀，測Ⅱ的走行范圍是m₀+1～m₂，測Ⅲ的走行范圍是m₂+1～2L；若m₀＝m₂且m₀＞L，那么測Ⅰ的走行范圍是1～L，測Ⅱ的走行范圍是L+1～m₀，測Ⅲ的走行范圍是m₀+1～2L；若m₀＝m₂且m₀≤L，那么測Ⅰ的走行范圍是1～m₀,測Ⅱ的走行范圍是m₀+1～L，測Ⅲ的走行范圍是L+1～2L；若m₀＝m₂且m₀＞L，那么測Ⅰ的走行范圍是1～m₁，測Ⅱ的走行范圍是m₁+1～m₀，測Ⅲ的走行范圍是m₀+1～2L。

所述燃燒室定位過程是在移動式測溫裝置1走行過程中，通過讀取炭化室碼盤和時間戳對燃燒室進行定位；具體為：移動式測溫裝置1通過讀取頭13讀取炭化室碼盤，相鄰2個炭化室的碼盤數(shù)值和時間戳為(m₁,t₁)、(m₂,t₂)，由此確定燃燒室號為n，且對應時間范圍為t₁～t₂。

所述鼻梁磚識別過程是通過移動式測溫裝置1連續(xù)測溫所得到的溫度曲線進行識別(如圖4所示)，溫度曲線由多個波峰和波谷構成，將其波峰值判定為鼻梁磚溫度；同時，配合由燃燒室定位過程得到的燃燒室號n和對應時間范圍t₁～t₂，即可確定對應燃燒室n₀內(nèi)的鼻梁磚溫度T₀和時間戳t₀；即在時間范圍t₁～t₂內(nèi)，如移動式測溫裝置1所測溫度為，那么T₀＝max_t(T_t)，且t₀為T₀所對應的時間戳。

所述連續(xù)測溫過程包括如下步驟：

1)地面PLC工作站收到測溫指令后，采用編制后的測溫裝置走行軌跡制定出3臺移動式測溫裝置1的走行計劃，在裝煤車2對位停止后，向3臺移動式測溫裝置1發(fā)送開始測溫指令；

2)移動式測溫裝置1在走行過程中連續(xù)測溫，并通過無線收發(fā)裝置15向地面PLC工作站持續(xù)發(fā)送帶時間戳的溫度和炭化室碼盤數(shù)據(jù)；

3)地面PLC工作站收到帶時間戳的溫度和碼盤數(shù)據(jù)后，通過鼻梁磚識別過程和燃燒室定位過程對數(shù)據(jù)進行處理，得到燃燒室號和鼻梁磚溫度的一一對應關系；

4)在移動式測溫裝置1走行過程中，地面PLC工作站實時讀取裝煤車2和移動式測溫裝置1的相對位置信息；若相對位置間隔小于設定的安全距離，則向移動式測溫裝置1發(fā)送碰撞預警信號，安全距離取3倍的炭化室加燃燒室寬度；

5)移動式測溫裝置1收到地面PLC工作站發(fā)送的碰撞預警信號后，立即返回停放位。

本實用新型中，地面PLC工作站用于向移動式測溫裝置1發(fā)送啟動測溫指令和走行計劃，并根據(jù)裝煤車2和移動式測溫裝置1的相對位置發(fā)送碰撞預警信號；在接收移動式測溫裝置1中的紅外測溫儀12發(fā)送的溫度信號，以及讀取頭13讀取的炭化室碼盤數(shù)值后，進行燃燒室爐號和鼻梁磚溫度的識別，確定對應立火道溫度；移動式測溫裝置1用于在收到地面PLC工作站發(fā)來的測溫指令后，根據(jù)走行計劃進行連續(xù)的溫度測量，并在走行中讀取炭化室碼盤，向地面PLC工作站實時發(fā)送數(shù)據(jù)。本實用新型所述推焦計劃和裝煤車位置，來自焦爐原有的四車聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，地面PLC工作站與焦爐控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)進行通訊。

本實用新型采用耐高溫玻璃看火孔蓋，替換原看火孔蓋，取消了看火孔蓋自動開關裝置，在看火孔蓋下方預埋氮氣吹掃管，不定期對看火孔蓋用氮氣清理，保證看火孔蓋的清潔。移動式測溫裝置1中的鏡頭吹掃裝置16，在走行過程中實時對紅外線測溫儀12和耐高溫玻璃看火孔蓋進行吹掃，保證紅外線測溫精度；

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。