用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統

《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》是中冶成工上海五冶建設有限公司於2009年1月19日申請的專利，該專利的申請號為2009100455190，公布號為CN101781574A，授權公布日為2010年7月21日，發明人是程愛民、卿愛國、葉曉青、王永川、毛盛林、陳義明、賴強、喻進宗。

《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》涉及套用熱電元件的溫度測量裝置領域，具體為一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統。一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，包括熱電偶（1）、補償導線（2）、溫度採集模組（3）、禁止數據線（4）、工控電源（5）、電源導線（6）和上位機（7），其特徵是：還包括基座（8）和採集箱（9），熱電偶（1）通過補償導線（2）和插在基座（8）上的溫度採集模組（3）相連線，禁止數據線（4）連線採集箱（9）、轉換器（10）與上位機（7），採集箱（9）之間通過電源導線（6）連線電源接口，採集箱（9）和上位機（7）、工控電源（5）連線，上位機（7）中駐留溫度監測控制程式。該發明檢測精度高，提高烘爐質量。

2016年12月7日，《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統
• 公布號：CN101781574A
• 授權日：2010年7月21日
• 申請號：2009100455190
• 申請日：2009年1月19日
• 申請人：中冶成工上海五冶建設有限公司
• 地址：上海市寶山區鐵力路2501號
• 發明人：程愛民、卿愛國、葉曉青、王永川、毛盛林、陳義明、賴強、喻進宗
• Int.Cl.：C10B41/00(2006.01)I、G01K7/02(2006.01)I
• 代理機構：上海天協和誠智慧財產權代理事務所
• 代理人：李彥
• 類別：發明專利

專利背景

焦爐又稱煉焦爐，是煤煉焦設備，也是焦化技術中的關鍵。現代焦爐爐體由基礎平台、蓄熱室、斜道、燃燒室和爐頂五個部分構成，主要由矽磚砌築。焦爐投產前必須進行烘爐，烘爐的好壞對焦爐能否穩產、高產、長壽至關重要。在烘爐過程中，根據爐溫的不同階段對升溫速度有不同的要求，從常溫到800℃通常需要2個月天左右，尤其從常溫到300℃需要1個月左右，而且升溫時溫度精度要求控制在±1℃以內，因此，烘爐時實時監測焦爐各點的溫度變化十分重要。由於焦爐容積大，烘爐溫度監測時測溫點多，爐溫通常採用熱電偶測量，而且熱電偶測溫時要求最高溫度在1000℃。傳統的監測方法是：每支熱電偶通過毫伏計利用人工進行現場測量，測量頻率為2小時一次，而且還需將記錄每一個測量數據，並輸入電腦予以統計分析。這種人工操作的作業方法，溫度採集周期長，系統誤差和人工讀數誤差大，不能及時掌握溫度情況，勞動效率很低。

發明內容

專利目的

《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》提供一種採集頻率快、監測精度準、作業效率高的溫度測量裝置，該發明公開了一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統。

技術方案

一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統包括熱電偶、補償導線、溫度採集模組、禁止數據線、工控電源、導線和上位機，每一個溫度採集模組和若干個熱電偶相連線，電源通過導線和溫度採集模組相連線，其特徵是：還包括基座和採集箱，熱電偶通過補償導線和溫度採集模組相連線，溫度採集模組插在基座上，基座基於R485分散式數據採集系統並有數據接口和電源接口，溫度採集模組和基座都放置並固定於採集箱內，採集箱之間通過禁止數據線連線數據接口並採用RS485匯流排分散式結構，採集箱之間通過導線連線電源接口，並有一個採集箱通過禁止數據線和上位機相連線，通過導線和工控電源連線，上位機中駐留監測溫度控制程式。

所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：熱電偶採用WRN型熱電偶，補償導線選用的規格是KC系列2×1.5平方米，溫度採集模組選用ADAM5000系列，禁止數據線選用的規格是帶禁止的RVVP系列4×1.5平方米，工控電源選用額定輸出電流為20安且額定輸出電壓為24伏的工控直流電源，每一個溫度採集模組連線的熱電偶數量在25個至40個之間，每一個採集箱內的基座的數量為3個至5個。

所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：有一個採集箱通過禁止數據線和上位機相連線，在該採集箱和上位機之間還串聯一RS485轉USB的轉換器，上位機控制溫度採集模組監測溫度的頻率在每隔5分鐘一次至每隔2小時一次。

所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：監測步驟為：熱電偶將檢測到的溫度信息通過補償導線傳遞至溫度採集模組，經溫度採集模組轉換成數位訊號再通過禁止數據線輸送至上位機，上位機在將溫度信息實時顯示的同時還和事先給定的溫度上下限值比對，當溫度超出正常波動範圍時即予以報警，並將接收到的溫度信息予以儲存。

所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：上位機還連線印表機。

有益效果

《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》採用了高精度的溫度採集硬體和功能完善的監測軟體構成的焦爐烘爐溫度自動監測系統，溫度採集的精度高，數據統計分析及時、準確，使整個烘爐具有連貫性和可比性，避免了人工測溫造成的誤差，實際溫度與計畫溫度擬合精度高，保證了烘爐溫度要求。能全面直接反映各測點溫度狀態，能全面掌握烘爐全過程監測各點溫度和及時修正烘爐操作，提高烘爐質量和效率，也改善了作業環境。

附圖說明

圖1是《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》的結構示意圖；

圖2是《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》中上位監控程式的流程圖。

技術領域

《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》涉及套用熱電元件的溫度測量裝置領域，具體為一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統。

權利要求

1.一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統包括熱電偶（1）、補償導線（2）、溫度採集模組（3）、禁止數據線（4）、工控電源（5）、導線（6）和上位機（7），每一個溫度採集模組（3）和若干個熱電偶（4）相連線，工控電源（5）通過導線（6）和若干溫度採集模組（3）相連線，其特徵是：還包括採集箱（9）內的基座（8），熱電偶（1）通過補償導線（2）和溫度採集模組（3）相連線，溫度採集模組（3）插在基座（8）上，基座（8）基於RS485分散式數據採集系統並有數據接口和電源接口，溫度採集模組（3）和基座（8）都放置並固定於採集箱（9）內，採集箱（9）之間通過禁止數據線（4）連線數據接口並採用RS485匯流排分散式結構，採集箱（9）之間通過導線（6）連線電源接口，並有一個採集箱（9）通過禁止數據線（4）和上位機（7）相連線，通過導線（6）和工控電源（7）連線，工控機（7）中駐留監測溫度控制程式。

2.如權利要求1所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：熱電偶（1）採用WRN型熱電偶，補償導線（2）選用的規格是KC系列2×1.5平方米，溫度採集模組（3）選用ADAM5000系列，禁止數據線（4）選用的規格是帶禁止的RVVP系列4×1.5平方米，工控電源（5）選用額定輸出電流為20安且額定輸出電壓為24伏的工控直流電源，每一個溫度採集模組（3）連線的熱電偶（1）數量在25個至40個之間，每一個採集箱（9）內的基座（8）的數量為3個至5個。

3.如權利要求1所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：有一個採集箱（9）通過禁止數據線（4）和上位機（7）相連線，在該採集箱（9）和上位機（7）之間還串聯一RS485轉USB的轉換器（10），上位機（7）控制溫度採集模組（3）監測溫度的頻率在每隔5分鐘一次至每隔2小時一次。

4.如權利要求1所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：監測步驟為：熱電偶（1）將檢測到的溫度信息通過補償導線（2）傳遞至溫度採集模組（3），經溫度採集模組（3）轉換成數位訊號再通過禁止數據線（4）輸送至上位機（7），上位機（7）在將溫度信息實時顯示的同時還和事先給定的溫度上下限值比對，當溫度超出正常波動範圍時即予以報警，並將接收到的溫度信息予以儲存。

5.如權利要求1所述的用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統，其特徵是：上位機（7）還連線印表機（11）。

實施方式

• 實施例1

以75孔5.5米搗固焦爐氣體燃料烘爐為例，全爐設定18個標準燃燒室和4個橫牆燃燒室，每個標準燃燒室設定8個標準立火道，全爐所有溫度測點的設定見表1。

表1、75孔5.5米搗固焦爐溫度監測點設定

序號	監測項目	監測點	監測頻率
1	管理火道溫度	1，2，6，11，16，21，26，31，36，41，46，51，56，61，66，71、75、76#燃燒室的1，3，8，14，20，25，31，32#立火道	次/5分鐘
2	直行溫度	全爐每燃燒室第8，25#立火道	同上
3	橫牆溫度	11、26、51、66#燃燒室的所有立火道	同上
4	蓄熱室頂部溫度	1，2，6，11，16，21，26，31，36，41，46，51，56，61，66，71、76、77#煤氣蓄熱室	同上
5	箅子磚溫度	1，2，6，11，16，21，26，31，36，41，46，51，56，61，66，71、76、77#煤氣蓄熱室	同上
6	端牆溫度	端牆頂部測溫孔	同上
7	煙道溫度	分煙道、總煙道測溫孔	次/2小時
8	大氣溫度	不受爐溫及陽光輻射影響的地方	次/2小時
9	燃氣溫度	天燃氣總管測溫點	次/2小時

整個焦爐達450個溫度監測點，爐頂分布362個點，爐下機、焦側分別44個點。絕大部分監測點採集頻率為5分鐘，需要實時對所監測的數據實時狀態顯示，同時對採集的數據進行複雜的分析處理。

一種用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統包括熱電偶1、補償導線2、溫度採集模組3、禁止數據線4、電源5、導線6、上位機7、基座8、採集箱9、RS485轉USB的轉換器10和印表機11，上位機7選用微機，如圖1所示，具體結構為：每一個溫度採集模組3和若干個熱電偶4相連線，工控電源5通過導線6和溫度採集模組3相連線，其特徵是：還包括，熱電偶1通過補償導線2和溫度採集模組3相連線，溫度採集模組3插在基座8上，基座8基於RS485分散式數據採集系統並有數據接口和電源接口，溫度採集模組3和基座8都放置並固定於採集箱9內，採集箱9之間通過禁止數據線4連線數據接口並採用RS485匯流排分散式結構，採集箱9之間通過導線6連線工控電源接口，並有一個採集箱9用禁止數據線4和上位機7相連線且之間還串聯一RS485轉USB的轉換器10，通過導線6和工控電源7連線，上位機7中駐留監測溫度控制程式，上位機7還連線印表機11。熱電偶1採用WRN型熱電偶，補償導線2選用的規格是KC系列2×1.5平方米，溫度採集模組3選用ADAM5000系列，禁止數據線4選用的規格是帶禁止的RVVP系列4×1.5平方米，工控電源5選用額定輸出電流為20安且額定輸出電壓為24伏的工控直流電源，每一個溫度採集模組3連線的熱電偶1數量為28個，每一個採集箱9內的基座8的數量為4個。上位機7控制溫度採集模組3監測溫度的頻率在每隔5分鐘一次至每隔2小時一次。監測步驟流程圖如圖2所示，具體步驟為：熱電偶1將檢測到的溫度信息通過補償導線2傳遞至溫度採集模組3，經溫度採集模組3轉換成數位訊號再通過禁止數據線4輸送至上位機7，上位機7在將溫度信息實時顯示的同時還和事先給定的溫度上下限值比對，當溫度超出正常波動範圍時即予以報警，並將接收到的溫度信息予以儲存。

榮譽表彰

2016年12月7日，《用於焦爐烘爐溫度的自動監測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。