一种高炉布料面三维信息测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高炉布料面三维信息测量装置，它包括主体外罩，主体外罩包括前侧的天线罩和后侧的主壳，主壳内部安装导轨机构和测量机构，所述的测量机构通过导轨机构滑动，所述的测量机构包括主体多通道天线、伺服机构、电源和控制模块单元，所述的伺服机构带动多通道天线和控制模块单元移动。通过伺服系统带动天线对床面进行二维扫描，即利用多个离散测量点“布满”整个床面，从而形成二维信息，属于直接测量，反映料面情况准确及时。探测技术成熟可靠，易工程实现。采用连续波体制，降低设备成本，适应不同尺寸高炉；使用复合天线构架，决解波束覆盖和发收隔离度问题；采用自适应处理算法，抑制高炉内炉壁杂波和多路径对检测的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉布料面三维信息测量装置
本技术涉及一种高炉布料面三维信息测量装置。
技术介绍
热电/冶金用的高炉大都属于循环流化床锅炉，是一种高效、低污染的节能锅炉，在改善环境、充分利用能源资源、降低工程造价、促进电力工业可持续发展等方面具有重要的意义。另一方面，其节能降耗的潜力巨大，通过科学分析影响循环流化床锅炉效率的主要因素，在实际运行过程中不断探索，从而寻求锅炉的最佳运行方式，用以提高机组的整体运行效率，在达到节能减耗目的的同时，提高企业的经济、社会效益。煤炭作为一种燃料，由可燃基(例如主要成分为C、H、O、N和S等高分子化合物)以及惰性基(包括多种矿物质和灰分)组成，并且可以根据门捷列夫经验计算公式：计算出每公斤燃烧物可发出的热量(单位千焦)，例如标准煤的能量折算值约为29308kJ/kg。但是这些能量并不能转化成热点炉的输出，原因是高炉内存在热平衡原理，一般以1kg固体燃料为单位组成热量平衡来表达：Qr＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6，其中Qr为每公斤燃料带入高炉的热量，Q1为高炉有效利用热量，Q2～Q6分别为排烟热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失、高炉散热损失和灰渣物理热损失。可以理解，如果降低了Q2～Q6的数值，高炉的热量(热能)利用率可以提高，达到节能减排的效果。影响Q2～Q6的因素有很多，包括燃煤特性、燃烧方式、高炉结构、运行工况、温层控制和空气系数等，其中后三者为过程性可控参数。在一定的燃烧设备中，高效燃烧应具备高温条件、必须的空气及空气与燃料的良好混合、燃料的供应及灰渣和烟气的排放。流化床式的高炉主要是通过控制高炉的运行参数来解决存在的问题，例如达不到额定出力、蒸汽参数不能保证、受热面磨损严重、爆管、超温引起变形、结渣、床层超温、水冷壁磨损严重、煤耗值/污染物排放值超过设计指标等，一般情况下，可供控制的实时参数有循环床床温、料面高度控制、流化速度、截面热负荷和循环倍率等。循环床床温的选定应根据燃烧的稳定性、运行的安全性和经济性以及环境保护等方面的要求，进行综合确定。考虑到燃烧和脱硫等，根据煤种的不同，床温一般取为800-900℃。在循环床锅炉中，操作人员往往通过控制运行风量来流化床层，控制床温，防止出现大颗粒沉底，床料分层严重，床层局部或整体超温结渣现象，随着炉膛高度面的增加，风量减小，流化床床面上方的悬浮空间颗粒浓度逐渐降低，大小逐渐变小。在中低温分离的循环流化床锅炉运行过程中，也可以用改变返料量的办法来控制床温，床温升高时可增加返料量以维持床温不变，反之亦然。一般情况下，床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来监测的，但是可靠性较低，测量精度较差，实现的控制效果不易评估。维持相对稳定的床层高度十分重要，高度不能稳定时会使流化状态恶化，大渣沉积将很快在密相区底部形成低温层，降低高炉效率。通常是把循环床某处作为压力控制点，并监测此处压力，并结合测密相区各点温度，通过放渣来实现床面高度的控制。压力控制点、压力测量方式的选择都会对高度的测量产生影响，实际应用过程中问题较多。流化速度是循环床锅炉的重要特性参数。考虑到高化流速带来的磨损与能耗等问题，目前速度一般控制在5－5.5m/s左右。截面热负荷即单位炉膛截面积所能产生的热量，当锅炉和燃料量确定后，截面热负荷与流化速度两者是等同的。如果已炉低为基准，同高度流化层的颗粒浓度应大致相当，才能确保截面热负荷与流化速度的均衡，达到最高的燃烧效率。循环倍率的高低与锅炉的燃烧、传热、污染控制和负荷调节等密切相关。影响循环倍率的最主要因素是流化速度和燃煤投入量及其粒度分布，还包括分离器的分离效率等，前两者是可以在高炉工作时实时调控的。循环倍率的变化能够保证循环床锅炉对燃料的适应性，同时决定了炉内烟气中固体颗粒的浓度，进而影响受热面的磨损，还影响着炉膛的流动阻力。通过对上述重要的运行参数的分析，可以发现这些参数间是相互关联的。当流化床处于高效工作状态时，它的层温下高上低，床面平整，每一床层截面热载荷或是流化速度均衡，循环倍率处于较高的水平。如果对流化床床面平整度进行监控，实时或准实时通过加煤、供风和排渣的控制，使流化床工作参数处于最优，即可有效的降低煤耗，减少有害气体排放。对于流化床面或是料面的检测已经在冶金行业使用，正作为一种重要的提高高炉运行效率的方法大力推广。从传感器的角度出发，有多种方法可以实现对流化床面的监控。按照接触方式划分，可以分为接触式探测和非接触式探测。接触式有垂线坨和机械传动尺等，多用于老式高炉，现已基本被淘汰。非接触式主要包括如下几种：按照测量方法划分，可以分为直接法测量和间接法测量。直接法是使用传感器直接测量出距离，坐标变换后形成床面信息，包括垂线坨、机械传动探测尺、激光测量和微波探测；间接法是通过间接信息，例如温度来反演床面信息，其中涉及间接信息的选择和反演算法等诸多因素，包括红外成像和温度测量。直接法得到的床面信息较为直接和准确，为多数检测方案所选择。如中国专利公开号为CN02121548.0的专利技术专利《一种插入式炉窑摄像仪及图像处理方法》中，采用没有运动部件的微型红外摄像机用机械扫描的方法对炉内料面每一点的温度进行测量，根据红外光强度与被测物体温度之间的相关关系吧图像上各点的灰度值转化为温度值，最后以一定的形式在监视器上显示料面的温度或气流的分布状况。在中国专利公开号为CN1877249A的专利技术专利《炉内信息激光探测装置及方法》，其利用激光在高炉内高风尘，高烟雾环境下形成激光图案，并通过摄像仪来捕获此图案，基于在高炉装料过程以及料面形状、料线深度不同时炉内激光图案会呈现不同或产生相应的畸变原理分别得出三种信息。在中国专利公开号为CN102312031A的专利技术专利《无料钟高炉炉顶料面测量装置及方法》中，其利用高炉内已存在的机械探尺，在上面安装激光测距仪、陀螺仪及无线传输装置组成料面测量系统。在中国专利公开号为CN101020933A的专利技术专利《高炉料面形状动态立体检测系统级检测方法》中利用雷达测距原理达到监测动态料面的方法，在高炉炉顶沿渐开线钻六个空，分别安装单点雷达及其配套冷却装置采集料面高度信息，再由总线系统将数据传送给上位机进行插值算法等数据处理，最后由三维成像技术将料面的实时动态显示在计算机上。也有其他对高炉料面测量有关研究的专利技术专利，例如中国专利公开号为CN102382918A的专利技术专利《一种在线测量高炉料面的系统和方法》，中国专利公开号为CN102912054A的专利技术专利《一种基于MIMO的高炉雷达测量料面的装置》提供一种基于MIMO的高炉雷达测量料面的装置，利用MIMO雷达稀疏阵列高分辨率特性以及近场高分辨率成像算法来得到高炉内整个料面的三维信息，同时极大降低电控扫描阵列成像雷达的成本，通过抗风尘抗高温技术提供工业现场恶劣条件下的三维料面在线动态监控能力。现在主流的探测方法为非接触式，主要有如下几种：a)激光测量：一般用于远距离测量，不能很好的适应高炉复杂环境，可靠性差，设备昂贵；b)红外成像：受光学原理限制(热气流)，在高炉中使用受限，并且成像处理的算法复杂，实时性差，用于控制环节的情况较少；c)温度测量：一般针对小目标、热容量小和温度变化迅速的检测对象，用于大型高炉存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉布料面三维信息测量装置，其特征在于，它包括主体外罩，主体外罩包括前侧的天线罩和后侧的主壳，主壳内部安装导轨机构和测量机构，所述的测量机构通过导轨机构滑动，所述的测量机构包括主体多通道天线、伺服机构、电源和控制模块单元，所述的伺服机构带动多通道天线和控制模块单元移动；所述的测量机构与导轨机构安装有冷却连接件。

【技术特征摘要】
1.一种高炉布料面三维信息测量装置，其特征在于，它包括主体外罩，主体外罩包括前侧的天线罩和后侧的主壳，主壳内部安装导轨机构和测量机构，所述的测量机构通过导轨机构滑动，所述的测量机构包括主体多通道天线、伺服机构、电源和控制模块单元，所述的伺服机构带动多通道天线和控制模块单元移动；所述的测量机构与导轨机构安装有冷却连接件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡巍，
申请(专利权)人：江苏大展科技有限公司，胡巍，
类型：新型
国别省市：江苏,32