富氧側吹爐耐火材料損傷狀態 紅外熱像監測系統
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一、 富氧側吹熔煉爐
富氧側吹熔池熔煉過程的實質,在于將物料連續加入到1200~1500℃強烈攪拌的熔融爐渣的熔池中,物料在強烈攪拌的熔體作用下快速熔化,在鉛渣中生成粗鉛或金屬液滴。
富氧側吹爐熔池熔煉工藝原型是瓦紐科夫爐熔池煉銅工藝,目前被十幾家銅冶煉企業采用。富氧側吹爐投產以后經過不斷的摸索試驗,富氧濃度不斷提高,燃料率不斷下降,床能率明前提高,較大的提高了企業經濟效益[1]。1 工藝概況和主要設備1.1 工藝原理富氧側吹熔池熔煉屬于一種富氧熔池熔煉爐,其將物料的干燥、焙燒和熔煉置于同一爐內完成。氧氣底吹熔煉是熔池熔煉,經配料制粒的混合料從底吹爐頂部加入,氧氣從底部氧槍中吹入引起熔體攪拌, 混合料中的金屬硫化物在渣液層發生氧化、造渣、沉鉛反應,生成金屬氧化物和二氧化硫及液態鉛液珠,并釋放大量熱使氧化反應繼續下去進行化學反應。還原熔煉主要是把熔融渣中的氧化鉛還原為單質金屬鉛,逐步與爐渣分離,產生粗鉛,排出的爐渣含鉛量低于2.0%,排出煙氣中的二氧化硫含量大幅降低,經過進一步脫硫處理后即可達到排放標準。
二、 行業問題
煉鉛過程中,側吹爐內襯工作層直接與液態高鉛接觸,因此側吹爐內襯耐火材料的工作狀態直接影響著鉛水溫度、鉛水質量、煉鉛的經濟效益和生產安全。
側吹爐在工作時由于以下原因會導致內襯損傷剝落:
高溫鉛水(1530℃~1700℃)及鉛渣對內襯耐火材料的侵蝕;
鉛水對側吹爐內內襯迎流面的沖擊損傷;
側吹爐下水口附近受到的鉛水沖刷的損傷;
側吹爐內急冷急熱的溫度沖擊引起的內襯損傷;
側吹爐內襯損傷剝落會導致側吹爐穿包漏鉛,從而給煉鉛廠帶來重大經濟損失和生產及人身安全事故。
側吹爐爐缸溫度分布
如何對側吹爐內襯工作層的損傷狀態進行有效監測?成為我們各大煉鉛企業亟待解決的行業痛點。
三、 解決方案
a.安裝點位
現場安裝示意圖
根據現場實際考察情況,如果希望實現對單面側吹爐爐缸進行的實時監測,可選擇在側吹爐的如上位置處安裝一套熱成像儀實現對該側吹爐爐缸溫度監測,當爐底溫度異常,可**時間發現并處理。考慮到環境可能出現粉塵等,為了紅外熱像儀的安全、長期使用,選用帶有IP66等級防護罩的在線測溫型紅外熱像儀*X套。
b.網絡架構
在現場如上圖支柱處安裝一套在線測溫型紅外熱像儀,通過網線,光纖的方式傳輸到監控中心,在監控中心安裝一臺監控系統后臺,實現在監控中心后臺對現場側吹爐進行24小時實時監測,當溫度異常時,可第I時間將異常報警信息輸送出來。
本套系統可支持后期擴容,當希望對整個富氧側吹爐工藝的多套側吹爐進行監測時,可對多套設備進行匯總,實現在一個后臺對多個現場進行實時監測。
四、 系統實現目標
系統的建設實現以下的目標:
- 全天候監控:利用紅外熱像監控系統通過遠端控制,無需看管而實現全天候運行。
- 自動報警:當煉鋼廠側吹爐爐底出現溫度異常,監控后臺會及時發現溫度異常區域,觸發報警,聲光報警模塊會發出報警聲且軟件后臺會抓拍事發過程中的文件,方便后期查找調用.
- 實時顯示:實時顯示全輻射紅外熱圖,值班人員可查看任意位置的溫度。
- 可實時查看整個側吹爐爐底任意點位的實時溫度情況。
- 可對異常情況進行錄制、拍照、分析,并出具專業檢測報告。
- 整體效果示意圖
五、 產品選型方案
產品特征
高密封室外防護罩具有優良的防水防塵功能,為熱成像攝像機提供良好的防護環境.
具有加熱片和風扇調節倉內溫度,可適應更惡劣的環境
整體鋁壓鑄,采用側面開啟設計,密封進線孔,具有IP66防護等級
多種可選鏡頭,適應多種場所
適用場所
1. 高爐、轉爐等高溫高壓容器和管道的安全監控;
2. 通過實時溫度場的測試和分析,改善生產工藝,提高產品質量;
3. 化工、造紙、硫磺、化肥、蓄電池等廠房倉儲防火報警;
4. 料棚、危廢、煤堆、礦場等防火報警;
5. 公路/軌交、隧道、地鐵站等交通設施消防監控;
6. 油庫、加氣(油)站、煤化工、煉化、LNG工廠及周界防火報警;
7. 體育館、車站、候機樓、博物館、展覽館、等公共場合火災監控;
8. 古村落、寺廟、宮殿、古塔等文保單位火災監控;
9. 銀行、倉庫、監獄、軍事設施等安防監控;
熱成像核心技術參數
1.紅外熱成儀探測器:采用進口多晶硅探測器,測溫精度高;
2.有效測溫像素點:384×288,110592個測溫點;
3.像元間距:17μm;
4.波長范圍:8~14μm;
5.熱靈敏度(NETD)≤50mk@30℃
6.幀頻:30Hz
7.測溫范圍:-20~650℃;
8.鏡頭視場角:不小于91°x71°,清晰成像范圍0.3m~∞;
9.測溫精度:±2℃或讀數的±2%;
10.傳輸數據格式:16Bit溫度數據(全碼流);
11.數據接口:RJ45百兆網或千兆網,協議支持UDP;
12.輸入電源電壓:12~24VDC;
13.通信接口:UART@RS485;
外觀尺寸
六、 側吹爐紅外熱像后臺監測系統
- 7×24小時連續實時監控,可以長期穩定工作;
- 實時傳輸包含110592個測溫點數據的紅外熱像視頻;
- 支持自定義編程模式,可任意設置觀測模板、自動拍照及錄像;
- 基于不可靠網絡設計,支持斷網斷電復位后自動重新連接;
- 對于傳送帶不同部位和區域,可設置不同的報警閾值進行即時報警;
- 支持郵件、短信、I/O等多種形式的報警輸出;
- 業內*強大的智能監控平臺,*高支持16路全輻射視頻接入;
- 對于感興趣的熱圖像,可即時生成word版專業分析報告;
- 監控數據、異常數據和報警信息會自動分類存儲在相對應的設備數據欄目中,可以實現快速準確的調用分析。
- 根據管理需要對不同工作人員進行不同層級的權限授權;
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