一种竖式高温烧结炉温度监测方法及系统

技术领域

本发明涉及竖式高温烧结炉技术领域，特别是一种竖式高温烧结炉温度监测方法及系统。

背景技术

钢铁作为国家重要基础产业，是典型长流程高耗能行业，能源利用率仅有30％—50％，尤其烧结余热回收率仅为22％，超过70％的余热未被利用，工业废弃能源高效回收是碳达峰、碳中和目标实现关键环节。

竖式烧结矿冷却炉的结构设计基于干法熄焦技术原理，采用冷却气体密闭循环和气固逆流换热技术，可从根本上解决传统冷却工艺中系统漏风及环境污染问题，大幅提高高温烧结矿的能源回收率与冷却气体的热品质，竖式冷却炉内的阻力特性及气固传热问题是研究竖炉冷却的两大主要方面，烧结矿矿料下落过程形成的矿料偏析情况是影响炉内气固传热过程的主要因素，如何判断炉内不同位置换热情况的优劣，实现烧结炉内稳定、高效换热是目前竖式高温烧结矿换热重难点问题。

发明内容

鉴于现有的竖式高温烧结炉温度监测方法存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种竖式高温烧结炉温度监测方法及系统。而目前无法对现有的竖式烧结炉内换热过程进行判断，尤其是炉内不同位置的温度分布情况，如何减小偏析情况和壁面效应是目前竖式烧结炉内换热过程急需解决的关键性问题，现有的运行过程没有考虑对炉内参数进行监测，通过监测炉内参数数据，进行分析判断后控制布料方式可减小偏析现象，通过DCS控制单元及炉内不同位置的温度检测系统可以获得炉内温度分布情况，为调整布料方式和冷却风输入提供参考，可实现竖式高温烧结炉内连续、高效、稳定换热。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种竖式高温烧结炉温度监测方法，其包括，矿料在烧结炉内堆积完成后开始换热，温度监测系统对炉内处于不同层的温度进行测量；将测量获取的温度传输至DCS控制单元中，控制单元基于判断程序进行温度判断；根据温度判断结果进行矿料落料和调节空气进量，再将实时测量温度反馈至DCS控制单元，直至温度恢复正常，停止监测。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测方法的一种优选方案，其中：所述判断程序包括烧结炉内气固换热情况判断程序和整体炉膛温度平衡判断程序；所述烧结炉内气固换热情况判断程序包括，当烧结炉正常工作时，同层反应段各测点温度之间的最大误差不超过20℃，且烧结炉顶部温度误差不超过20℃，冷却段与预存段同侧之间的温差在40℃以下；当预存段各测点之间温差超过80℃，同时冷却段各测点之间温差也超过80℃，冷却段与预存段测点最高温度超过正常操作温度，出现在烧结炉相同侧，且烧结炉顶部温度变化也比较大时，则说明烧结炉内部局部换热不完全，操作人员减少烧结炉冷却空气进口量；当最低温度低于正常操作温度，出现在烧结炉相同侧，且烧结炉顶部温度变化也比较大时，则说明烧结炉内部换热过量，操作人员增加烧结炉冷却空气进口量。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测方法的一种优选方案，其中：所述整体炉膛温度平衡判断程序包括，当烧结炉正常工作时，同层冷却段各测点温度之间的最大误差不超过40℃，且冷却段温度同侧之间的温差在80℃以下；当冷却段1层各测点之间温差超过100℃，同时冷却段2层各测点之间温差也超过100℃，且1、2层最高温度超过正常操作温度，测点出现在烧结炉相同侧时，说明烧结内部矿料温度不平衡，操作人员减少烧结炉同侧，即出现异常温度侧矿料落料多少，同时配合调整冷却空气的进气量，对炉内温度进行调整；当冷却段1层各测点之间温差超过100℃，同时2层各测点之间温差也超过100℃，且1、2层最低温度低于正常操作温度，测点出现在烧结炉相同侧时，说明烧结内部矿料温度不平衡，则操作人员增加烧结炉同侧，即出现异常温度侧矿料落料多少，同时调整冷却空气的进气量，对炉内温度进行调整。

第二方面，本发明实施例提供了一种竖式高温烧结炉温度监测系统，其包括：六层温度检测单元，包括烧结炉冷却段温度检测组件T1、烧结炉冷却段温度检测组件T2、烧结炉预存段温度检测组件T3、烧结炉预存段温度检测组件T4、烧结炉冷却段外壁面温度检测组件T5以及烧结炉环形风道外壁面温度检测组件T6；烧结炉炉顶温度检测单元，包括烧结炉炉顶温度检测组件T7；冷却风进出口温度检测单元，包括冷却风进口温度检测组件T8和冷却风出口温度检测组件T9；DCS控制单元，包括微处理器，内置温度判断程序进行温度判断。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测系统的一种优选方案，其中：所述温度检测组件由多个温度检测元件构成，且各个温度检测元件分别接入DCS控制单元。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测系统的一种优选方案，其中：烧结炉冷却段温度检测组件T1、烧结炉冷却段温度检测组件T2、烧结炉预存段温度检测组件T3以及烧结炉预存段温度检测组件T4的温度检测元件由下至上依次穿透烧结炉壁插入烧结炉内部不同高度处；烧结炉冷却段外壁面温度检测组件T5和烧结炉环形风道外壁面温度检测组件T6的温度检测元件安装在烧结炉外壁面；冷却风进口温度检测组件T8中的温度检测元件安装在鼓风机管道内部；冷却风出口温度检测组件T9中的温度检测元件安装在冷却风出风管道内部。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测系统的一种优选方案，其中：烧结炉内温度检测元件为耐高温、耐磨损热电偶；烧结炉外壁面温度检测元件为表面耐高温热电偶；冷却风进口温度检测组件T8中的温度检测元件为耐高温热电偶冷却风出口温度检测组件T9中的温度检测元件为耐高温、耐磨损热电偶。

作为本发明所述竖式高温烧结炉温度监测系统的一种优选方案，其中：温度检测元件故障检测：当测点温度异常地显示为过低数值，而同一层其他测点的温度正常，以及同一侧另一层的测点温度也正常，这表明该测点的温度检测元件存在问题，建议维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件；当测点温度的变化反应异常缓慢，而同一层其他测点的温度变化正常，以及同一侧另一层的测点温度变化也正常，表示该测点的温度检测元件响应能力存在问题；维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件；当测点完全没有信号输出，而同一层其他测点有正常的信号输出，以及同一侧另一层的测点也有正常的信号输出，表示该测点的温度检测元件存在故障；维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述竖式高温烧结炉温度监测方法的任一步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述竖式高温烧结炉温度监测方法的任一步骤。

本发明有益效果为可以判断竖式烧结炉内的温度分布情况，以减小矿料偏析及壁面效应造成的炉内换热不平衡及部分矿料长时间滞留的情况，可使竖式高温烧结炉连续、高效、稳定运行，实现工业废弃能源高效回收利用，提高竖式烧结炉的运行效率、经济效率及环境效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为竖式高温烧结炉温度监测方法的流程图。

图2为竖式高温烧结炉温度监测系统的结构图。

图3为竖式高温烧结炉温度监测系统的结构俯视图。

图4为竖式高温烧结炉温度监测系统的冷却风进口温度检测单元截面图。

附图标记：T11、T12、T13、T14、T15、T16分别为温度检测组件T1中的6个温度检测元件；T21、T22、T23、T24、T25、T26分别为温度检测组件T2中的6个温度检测元件；T31、T32、T33、T34、T35、T36分别为温度检测组件T3中的6个温度检测元件；T41、T42、T43、T44、T45、T46分别为温度检测组件T4中的6个温度检测元件；T51、T52、T53、T54分别为温度检测组件T5中的4个温度检测元件；T61、T62、T63、T64分别为温度检测组件T6中的4个温度检测元件；T71、T72、T73、T74分别为温度检测组件T7中的4个温度检测元件；T81、T82、T83、T84分别为温度检测组件T8中的4个温度检测元件；T91、T92、T93、T94分别为温度检测组件T9中的4个温度检测元件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种竖式高温烧结炉温度监测方法，包括：

S1：矿料在烧结炉内堆积完成后开始换热，温度监测系统对处于不同层的温度进行测量。

S2：将测量获取的温度传输至DCS控制单元中，控制单元基于判断程序进行温度判断。

具体的，判断程序包括烧结炉内气固换热情况判断程序和整体炉膛温度平衡判断程序。烧结炉内气固换热情况判断程序包括，当烧结炉正常工作时，同层反应段各测点温度之间的最大误差不超过20℃，且烧结炉顶部温度误差不超过20℃，冷却段与预存段同侧之间的温差在40℃以下。

当预存段各测点之间温差超过80℃，同时冷却段各测点之间温差也超过80℃，冷却段与预存段测点最高温度超过正常操作温度，出现在烧结炉相同侧，且烧结炉顶部温度变化也比较大时，则说明烧结炉内部局部换热不完全，操作人员减少烧结炉冷却空气进口量。

当最低温度低于正常操作温度，出现在烧结炉相同侧，且烧结炉顶部温度变化也比较大时，则说明烧结炉内部换热过量，操作人员增加烧结炉冷却空气进口量。

整体炉膛温度平衡判断程序包括，当烧结炉正常工作时，同层冷却段各测点温度之间的最大误差不超过40℃，且冷却段温度同侧之间的温差在80℃以下。

当冷却段1层各测点之间温差超过100℃，同时冷却段2层各测点之间温差也超过100℃，且1、2层最高温度超过正常操作温度，测点出现在烧结炉相同侧时，说明烧结内部矿料温度不平衡，操作人员减少烧结炉同侧，即出现异常温度侧矿料落料多少，同时配合调整冷却空气的进气量，对炉内温度进行调整。

当冷却段1层各测点之间温差超过100℃，同时2层各测点之间温差也超过100℃，且1、2层最低温度低于正常操作温度，测点出现在烧结炉相同侧时，说明烧结内部矿料温度不平衡，则操作人员增加烧结炉同侧，即出现异常温度侧矿料落料多少，同时调整冷却空气的进气量，对炉内温度进行调整。

S3：根据温度判断结果进行矿料落料和调节空气进量，再将实时测量温度反馈至DCS控制单元，直至温度恢复正常，停止监测。

参照图2～图4，提供了一种竖式高温烧结炉温度监测系统，包括：

六层温度检测单元，包括烧结炉冷却段温度检测组件T1、烧结炉冷却段温度检测组件T2、烧结炉预存段温度检测组件T3、烧结炉预存段温度检测组件T4、烧结炉冷却段外壁面温度检测组件T5以及烧结炉环形风道外壁面温度检测组件T6；烧结炉炉顶温度检测单元，包括烧结炉炉顶温度检测组件T7；冷却风进出口温度检测单元，包括冷却风进口温度检测组件T8和冷却风出口温度检测组件T9；DCS控制单元，包括微处理器，内置温度判断程序进行温度判断。以微处理器为基础，主要特征是采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则。

温度检测组件由多个温度检测元件构成，且各个温度检测元件分别接入DCS控制单元；烧结炉冷却段温度检测组件T1、烧结炉冷却段温度检测组件T2、烧结炉预存段温度检测组件T3以及烧结炉预存段温度检测组件T4的温度检测元件由下至上依次穿透烧结炉壁插入烧结炉内部不同高度处；烧结炉冷却段外壁面温度检测组件T5和烧结炉环形风道外壁面温度检测组件T6的温度检测元件安装在烧结炉外壁面；冷却风进口温度检测组件T8中的温度检测元件安装在鼓风机管道内部；冷却风出口温度检测组件T9中的温度检测元件安装在冷却风出风管道内部。

烧结炉内温度检测元件为耐高温、耐磨损热电偶；烧结炉外壁面温度检测元件为表面耐高温热电偶；冷却风进口温度检测组件T8中的温度检测元件为耐高温热电偶冷却风出口温度检测组件T9中的温度检测元件为耐高温、耐磨损热电偶。

温度检测元件故障检测：当测点温度异常地显示为过低数值，而同一层其他测点的温度正常，以及同一侧另一层的测点温度也正常，这表明该测点的温度检测元件存在问题，建议维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件。

当测点温度的变化反应异常缓慢，而同一层其他测点的温度变化正常，以及同一侧另一层的测点温度变化也正常，这意味着该测点的温度检测元件响应能力存在问题；建议维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件，以确保准确的温度监测和控制。

当测点完全没有信号输出，而同一层其他测点有正常的信号输出，以及同一侧另一层的测点也有正常的信号输出，这表明该测点的温度检测元件存在故障；建议维护人员对该测点进行检修和更换温度检测元件，以确保准确的温度监测和控制。

本实施例还提供一种计算机设备，适用于竖式高温烧结炉温度监测方法的情况，包括：存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的本发明实施例所述方法的全部或部分步骤。

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的数据存储方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

实施例2

参照表1，为本发明第二个实施例，在第一个实施例的基础之上，为了验证其有益效果，提供了本发明与现有技术的对比进行科学论证。

表1传统技术与本方法技术特征对比表

由表可知，本发明可以判断竖式烧结炉内的温度分布情况，以减小矿料偏析及壁面效应造成的炉内换热不平衡及部分矿料长时间滞留的情况，可使竖式高温烧结炉连续、高效、稳定运行，实现工业废弃能源高效回收利用，提高竖式烧结炉的运行效率、经济效率及环境效率。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。