冷却壁、送风支管监测系统技术方案

项目背景

高炉主要用于生产液态铁，生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从炉子下部沿炉周的风口会吹入经预热的加压空气，这些热空气由热风炉加热，再经由炉壁上的送风支管吹入炉内；由于高炉内部在生产时温度很高，能达到1000℃以上，所以在高炉的外壁上会建造有冷却壁，目的在于增大炉衬内的温度梯度，使得1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件以免失去强度。

冶金高炉送风支管是将热风围管送来的热风通过风口输入炉缸，同时向高炉喷吹燃料或矿粉、熔剂等物质的装置，是高炉炉前设备中至关重要的组成部件，也是热风管道系统中的薄弱环节。

冷却壁也存在一些缺陷，如破损的水管不易发现、距离冷却水稍微远的位置冷却效率较低，容易损坏等，其中一个根本的问题就是冷却水管与冷却壁本体之间存在的间隙热阻使冷却壁的冷却能力大幅度下降，对于高炉是一个重大安全隐患。

送风支管内部有隔热材料，随着高炉冶炼的强化和风温、富氧、顶压水平的提高，受到外壳和耐火砖材料膨胀系数的差异影响，耐火砖可能出现侵蚀、脱落，导致送风装置会出现漏风、发红的现象，如果不及时维修会引起外壳烧穿，产生安全隐患，影响正常生产，造成能源严重损耗和产量的下降，所以送风支管是决定高炉能否正常生产的关键。

但在生产过程中，这些地方不可避免地会有损耗，这时就会产生安全隐患，对人员、设备安全和正常的生产工作造成影响。比如冷却壁，破损的水管不易发现、距离冷却水稍微远的位置冷却效率较低，容易损坏等；送风支管内部有隔热材料，随着高炉冶炼的强化和风温、富氧、顶压水平的提高，受到外壳和耐火砖材料膨胀系数的差异影响，耐火砖可能出现侵蚀、脱落，导致送风装置会出现漏风、发红的现象，如果不及时维修会引起外壳烧穿，产生安全隐患，影响正常生产，造成能源严重损耗和产量的下降。所以对这些区域的监测和隐患报警就显得比较重要了，一个非常可行且可信的方案就是通过监测冷却壁和送风支管的温度来判断它们是否出现损坏。

项目需求

此项目名称是武钢铁前操作中心EP-炉身五段、六段健康诊断系统，热风围管健康诊断系统。

主要的需求是实现对8号高炉的整个冷却壁和36根送风支管温度的全天候实时监测，设置合适的报警值，当有异常高温产生时，系统能够立刻产生报警；还有一个需求就是可以实现冷却壁、送风支管的分开监测和报警；还有一些其他对软件的具体需求如下：

痕迹管理：对设备的温度实时写入数据库，并自动生成报表与温度曲线。通过调取历史温度信息和报警记录，方便对出现问题后技术分析或责任追究；

图像混合模式：将背景细节添加到红外图像中，方便检修人员对问题区域进行精确定位；

用户可定义点标记：通过桌面软件，可对画面多个点位进行自定义标记，实时测量多点温度；

实时检测框：通过桌面软件，可对画面区域进行测量，显示框选区域的温度最大值、最小值和平均值；

软件修改：单画面放大；屏幕锁定；添加Logo和标题；告警记录及其实现方式；测温对象可设定单独的高精温度值；告警延时判断；测温对象与实际被测物的关联关系。

系统特点

1、使用红外热像仪对高炉冷却壁和送风装置进行监测，能够实现全天候、实时、无接触监测，能够随时获取到画面上任意一点的温度信息，而传统的点测温技术此时的局限性就显得比较大了，每次只能获取到单个点或者是很小区域内的温度信息，很可能就漏掉了一些已经出现异常温度的区域；通过分开区域测温显示，能够实现冷却壁和送风支管的分别监测、报警，并且通过软件还能够设置关注点和屏蔽区，以获取到更好的监测效果。

2、此套系统包含了11台红外热像仪（640*480、12.5/25mm镜头、11个风冷护罩、11个POE分离器、11根2.5m立杆）、2套红外在线监测装置软件、1台千兆光端机、1台千兆24口交换机、1台电脑（计算机服务器+液晶显示器）和其他辅材等。

3、此套系统能够实现实时监测高炉炉前的温度动态，能够大大加强钢厂生产工作的安全稳定性，所以根据现场情况和具体需求，此系统应具备以下特点：

（1）采用多台红外热像仪环绕分布，将冷却壁和所有送风支管全覆盖，选取合适视场角和高分辨率，画面细腻，能体现出细小温度差别和具体温度细节；

（2）在线实时监控，对送风支管及冷却壁的温度连续在线实时监控，热成像仪获取的红外图像及原始测温数据通过以太网线传输到信息中心或现场工作站，信号无损失、抗干扰性强，保证了测温数据的准确性、稳定性；

（3）能够根据需求设置不同的报警方式和报警温度，当冷却壁或是送风支管上某处温度达到限制时，软件会立即进行报警，配合加装的声光报警器，有很好的警示效果；

（4）自动保存报警时带有温度信息的视频，对设备的温度实时写入数据库，并自动生成报表与温度曲线，通过调取历史温度信息和报警记录，方便之后进行技术分析；

（5）可在画面上添加多个测温点位和框选区域进行自定义标记，并分别显示温度，也可将同一画面中的设备进行区域划分，针对设备不同的运行温度，分别实现高温报警；

（6）软件支持用户自定义界面信息，支持单画面放大、屏幕锁定等功能；

（7）此套温度在线监控系统有丰富的接口，便于后期硬件和软件的升级与更新，设备采用模块式结构，可通过相关接口接入其他硬件，软件则可通过网络或者本地固件的方式进行升级、更新；

（8）云平台支持短信通知、微信通知、邮箱通知等实时告警服务等功能；

（9）在现场勘查时与相关负责人员进行充分沟通，在安全区域内选定若干点位安装立杆和红外热像仪，设备采用风冷护罩，连通现场氮气供应管道，对设备进行降温的同时也可对设备内粉尘及时清除，减少对设备的损伤；同时也能达到一定的防爆效果，后台监控管理平台采用模块化算法，可远程或者本地升级、更新，无需额外的维护工作。

产品特性

双制冷型红外热像仪专门针对冶金、危废、化工行业的高温应用场合研制，搭配高稳定性红外热成像模组，具备网络视频传输功能。可对关键设备、贵重资产进行监控，有助于提前发现问题，防患于未然。可24小时进行图像处理和测温运算。采用安防标准接口，可直接模拟视频输出到监视器也可通过客户端查看视频监控画面，更有多种数据保存功能，方便在线离线分析。

采用双层不锈钢管和铸铝端盖制成，压缩空气通过夹层达到冷却效果，并在前端盖形成风帘起到防尘作用；通入制冷水能够更好地起到降温的效果，为设备的正常工作提供稳定、适宜的环境。具有较好的抗腐蚀及防灰尘能力，能在高温多尘腐蚀性气体较多的环境中使用。双制冷型热像仪广泛应用于冶金行业，如烧结、高炉、钢包、铁水罐，危废行业如焚烧炉，化工行业如水泥回转窑等场景，达到提高生产效率、改善工作条件、降低劳动强度的目的，全天候守护您的资产安全。

产品外观图

设备参数

型号	SS-AC-W-X384
红外分辨率	384*288
像素尺寸	17um
帧频	50Hz
工作波段	8～14um
测温范围	160℃～1600℃
数据
单帧温度	带温度信息的JPG图片格式
温度流	全辐射温度信息存储
视频	H.264标准视频格式，兼容通用视频播放软件
电气接口
电源	DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃
模拟视频	NTSC/PAL
以太网	100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等协议，内置Web Server，兼容主流NVR产品，提供SDK开发包
串口	RS485，支持Pelco云台控制协议
电动镜头	支持12V电动镜头
GPIO	1路磁隔离输入，1路继电器输出
环境参数
工作温度	-10～+60℃
储存温度	-40ºC～+85℃
湿度	非冷凝10%～95%
外壳防护	IP54
抗冲击性	25G
抗振动性	2G
安装	1个1/4 UNC-20、4个M3螺纹安装孔