一种识别高炉炉体泄漏的系统及方法与流程

专利2025-12-16  10


本发明涉及冶金行业高炉炼铁智能化技术,更具体地说,涉及一种在线识别高炉炉体泄漏的系统及方法。


背景技术:

1、在钢铁企业大型高炉炼铁生产现场,为了保障高炉生产安全和人员作业安全,在高炉炉体周围不同区域布置有单一煤气检测仪,可以实现检测局部煤气含量,起到局部预警炉体泄漏的作用。但是由于煤气检测仪布局的局限性,覆盖范围有限,必须辅助大量人力资源巡检,否则对高炉炉体泄漏状态信息缺少有效监控,对高炉正常生产运行和人员作业都存在较大的安全隐患。尤其是高炉炉役中后期或者遇到炉况异常波动后,炉皮系统由于承受不规则交变负载,高炉炉体开裂泄漏现象比较普遍。一旦出现高炉炉体开裂泄漏,在高炉炉体周围区域将会形成一个有毒有害气体高危区域,由于在高炉炉体周围缺乏布置有效的煤气检测仪表,这样高炉炉体泄漏主要依赖生产人员定时巡检,这对高炉安全生产运行和人员巡检构成严重威胁。

2、由于传统布置在高炉炉体周围的单体仪表比较分散,在系统组网、信息化、智能化识别方面都欠缺考虑,现场布置的单体气体检测仪表只能表征局部煤气含量,难以实现炉体泄漏趋势实时跟踪和历史泄漏趋势分析。现场单体气体检测仪表主要依赖气体自主上升进入检测仪进行采集分析,灵敏度相对比较低。且单体气体检测仪通常设置一档报警值,一旦现场局部煤气含量超过该报警值,立即开始报警,由于风向和气体流动性关系,容易出现报警准确性差,因此当前采用的高炉炉体局部布置单气体检测仪表技术相对比较落后,难以满足高炉生产智能化管理水平,尤其是高炉生产安全管理水平。

3、随着大型高炉智能化水平大力推进,这种传统依赖工作人员巡检炉体泄漏,观察判断记录的人工高风险作业模式,直接制约高炉安全生产整体智能化升级,影响企业劳动生产效率,增加企业生产运营成本。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在影响企业劳动生产效率,增加企业生产运营成本的缺陷,本发明的目的是提供一种识别高炉炉体泄漏的系统及方法,解决高炉炉体泄漏主要依赖人工巡检,炉体泄漏特征无法准确采集,高炉生产安全隐患比较突出等问题。

2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、本发明第一方面提供了一种识别高炉炉体泄漏的系统,包括:

4、多组智能气体探测分析装置,绕高炉炉体的周围布置,用以实时探测所述高炉炉体的泄漏状态;

5、信息融合分析装置,用以收集所述智能气体探测分析装置采集的泄漏状态特征信息,并对泄漏状态特征信息进行融合深度分析,诊断出所述高炉炉体的泄漏部位;

6、趋势跟踪分析系统,用以操作人员的可视化监控、跟踪、分析所述泄漏状态特征信息,并与所述信息融合分析装置进行信息交换。

7、较佳的,所述智能气体探测分析装置包括壳体以及设于所述壳体上的煤气含量采集模块、泄漏气体声音采集模块、泄漏气体温度采集模块、泄漏气体引流模块、多路信号采集分析模块、高速通信模块和多级声光报警系统;

8、所述壳体上设有引流接口,所述引流接口与所述泄漏气体引流模块相连;

9、所述泄漏气体引流模块将气体引入至所述壳体内,引入气体依次经所述泄漏气体声音采集模块、所述煤气含量采集模块和所述泄漏气体温度采集模块;

10、所述多路信号采集分析模块采集所述泄漏气体声音采集模块、所述煤气含量采集模块和所述泄漏气体温度采集模块的输出信号数据,对数据进行整合分析,识别出有效信号数据,并提取所述高炉炉体的泄漏部分诊断分析所需的泄漏状态特征信息;

11、所述高速通信模块将泄漏状态特征信息传输至所述信息融合分析装置;

12、所述多级声光报警系统将泄漏状态特征信息分为多级报警,采用并采用语音播报和光闪结合方式进行报警。

13、较佳的,所述煤气含量采集模块采用一氧化碳电化学传感器,并配有放大电路。

14、较佳的,所述泄漏气体声音采集模块采用驻极体传感器,并配有放大电路。

15、较佳的,所述泄漏气体温度采集模块采用温度传感器,所述温度传感器设于所述壳体的气体引流通道上。

16、较佳的,所述温度传感器的精度为0.1℃,温度范围最高为120℃。

17、较佳的,所述趋势跟踪分析系统包括多组探测位置实时状态监控模块、煤气含量和声音实时趋势跟踪模块、煤气含量日均最大值历史趋势分析模块和参数设置标定模块。

18、本发明第二方面提供了一种识别高炉炉体泄漏的方法,通过本发明第一方面提供的所述的识别高炉炉体泄漏的系统执行以下步骤:

19、s1、启动多组所述智能气体探测分析装置;

20、s2、所述智能气体探测分析装置获取泄漏状态信息;

21、s3、所述信息融合分析装置融合分析泄漏状态特征信息;

22、s4、所述趋势跟踪分析系统跟踪探测位置炉体泄漏煤气含量趋势;

23、s5、所述趋势跟踪分析系统跟踪探测位置炉体泄漏煤气噪音趋势;

24、s6、所述趋势跟踪分析系统识别炉体泄漏位置;

25、s7、所述多级声光报警系统输出多级声光报警方式。

26、本发明所提供的一种识别高炉炉体泄漏的系统及方法,具有以下几点有益效果:

27、1)本发明采用新型智能气体探测分析装置,单组气体探测分析装置可以同步采集煤气含量、气体噪音以及气体温度多个信号,且对采集信号进行分析处理,快速提取炉体泄漏特征信息,功能强大,结构紧凑;

28、2)本发明采用的新型智能气体探测分析装置集成气体引流模块,主动引导气流进入气体探测分析装置进行检测分析,同传统依赖气体自主扩散进入检测仪表相比灵敏度高,实时性强,采集精度高;

29、3)本发明同步采集高炉炉体多个位置泄漏状态特征信息,融合分析炉体泄漏状态信息,深度推算识别炉体泄漏部位,炉体泄漏诊断效果更好;

30、4)本发明采用炉体泄漏多级声光报警系统,同传统单一报警设置值和报警方式相比,报警系统更完善,报警模式更人性化,有利于保障现场作业人员安全;

31、5)本发明通过跟踪探测位置实时趋势和历史记录趋势,综合对比分析炉体泄漏状态,诊断效果更明显。



技术特征:

1.一种识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述智能气体探测分析装置包括壳体以及设于所述壳体上的煤气含量采集模块、泄漏气体声音采集模块、泄漏气体温度采集模块、泄漏气体引流模块、多路信号采集分析模块、高速通信模块和多级声光报警系统;

3.根据权利要求2所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述煤气含量采集模块采用一氧化碳电化学传感器,并配有放大电路。

4.根据权利要求2所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述泄漏气体声音采集模块采用驻极体传感器,并配有放大电路。

5.根据权利要求2所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述泄漏气体温度采集模块采用温度传感器,所述温度传感器设于所述壳体的气体引流通道上。

6.根据权利要求5所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述温度传感器的精度为0.1℃,最高检测温度为120℃。

7.根据权利要求1所述的识别高炉炉体泄漏的系统,其特征在于:所述趋势跟踪分析系统包括多组探测位置实时状态监控模块、煤气含量和声音实时趋势跟踪模块、煤气含量日均最大值历史趋势分析模块和参数设置标定模块。

8.一种识别高炉炉体泄漏的方法,其特征在于,通过如权利要求1-7之一所述的识别高炉炉体泄漏的系统执行以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种识别高炉炉体泄漏的系统及方法,包括:智能气体探测分析装置,具有多组,绕高炉炉体的周围布置,用以实时探测所述高炉炉体的泄漏状态;信息融合分析装置,用以收集所述智能气体探测分析装置采集的泄漏状态特征信息,并对泄漏状态特征信息进行融合深度分析,诊断出所述高炉炉体的泄漏部位;趋势跟踪分析系统,用以操作人员的可视化监控、跟踪、分析泄漏状态特征信息,并与所述信息融合分析装置进行信息交换。本发明解决高炉炉体泄漏主要依赖人工巡检,炉体泄漏特征无法准确采集,高炉生产安全隐患比较突出等问题。

技术研发人员:张培峰,王臣,沈雪峰,桂林,孙国军,杨俊,施伟春,毛思为,顾章华
受保护的技术使用者:宝山钢铁股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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