石灰窑炉况在线诊断与报警系统技术方案

本发明专利技术涉及石灰窑技术领域，公开了一种石灰窑炉况在线诊断与报警系统，包括在线数据采集系统和炉况分析与报警系统，其特征在于，所述的在线数据采集系统包括温度的采集、压力的采集、流量的采集、料位的采集，还包括炉顶烟气中CO及O2含量的采集及炉顶布料及上火情况的采集；所述的炉况分析与报警系统包括数据库和知识库，本发明专利技术有效的解决了传统检测方式的弊端，保证了检测结果的正确性。

On-line diagnosis and alarm system for the condition of lime kiln

The present invention relates to the technical field of lime kiln, an on-line diagnosis condition of lime kiln and alarm system of public, including online data acquisition system and furnace condition analysis and alarm system, which is characterized in that the online data acquisition system includes the collection of temperature, pressure, flow collection collection, material collection, also including the CO and O2 content in the flue gas collection and roof top distribution and lit the acquisition; analysis of the furnace and the alarm system includes a database and knowledge base, the invention can effectively solve the drawbacks of traditional detection methods, to ensure the accuracy of test results.

【技术实现步骤摘要】
石灰窑炉况在线诊断与报警系统
本专利技术涉及石灰窑
，尤其涉及石灰窑炉况在线诊断与报警系统。
技术介绍
进行石灰窑炉况在线诊断与报警，首先在各生产工序都必须配有完整计量检测仪表，能够准确的采集石灰窑煅烧的各个工艺参数，如温度、压力、流量等，以便根据各个参数的变化情况综合分析、诊断炉内的煅烧情况。随着自动化水平的提高，石灰窑已开始采用各种仪表来进行现场数据的采集，但石灰竖窑的仪表大多还采用机械仪表的显示方式，其精度低、故障率高已不适合现代工业的发展要求。常规的石灰窑炉体部分的温度测量，都是直接在炉体耐材上开孔，把热电偶直接插入炉体内或者套上保护钢管后再插入炉体内，这样的检测方式由于炉内煅烧温度正常都1100度左右，而热电偶的保护套管正常允许工作温度在900度左右，因此热电偶经常被烧坏，使用寿命很短，并且烧坏后由于经过高温，已经弯曲变形，进行更换时连取出热电偶都存在问题。另一方面当热电偶的测温端接触到的物料是石头时是一个温度，接触到的物料是煤时就是另一个温度，因而热电偶所测的温度并不能反应炉内的实际煅烧温度，只是一个点的温度，这样的测温方式显然是不科学的。后来考虑到上述测温方式的弊端，又出现了另一种测温方式，因为石灰窑耐材是在炉内由内往外砌三到四层砖（总厚度大约在1米左右，每层砖300mm左右），这种测温方式是把热电偶套上保护钢管后，在砌砖时把钢管直接砌到炉体内，但只插入到离炉体还有最里面的一层砖的位置（离炉内约300mm的位置），这样就避免了直接接触炉内物料，可以延长热电偶的使用寿命，但这样做因为热电偶的测温端离炉内只有一层300mm的砖，并且炉内温度高达1100多度，当炉内结瘤或石料冲刷损坏了这层300mm厚的砖，砖出现问题时热电偶又直接暴露于炉内，其次由于热电偶是套上保护管内后与耐材接触，它测的温度只是热电偶与耐材接触位置的温度，这个温度也反应不了炉内温度。在石灰煅烧过程中，炉顶布料的情况、料面的平整度及炉顶上火情况对石灰的煅烧至关重要，正常情况下每隔几个小时就要把助燃风停了工艺人员上到几十米高的炉顶后打开炉顶的上窑门人工看料面的平整度及炉顶上火情况，当出现工艺故障需要调整窑况时看火的情况更加频繁，这不仅仅是人力的一种消耗，更重要的是看火也是一个危险的工作，一是炉顶温度高，高时可达200-300度，二是当炉内煤燃烧不充分就会在炉顶聚集有未充分燃烧的CO，易造成CO中毒。如果有一种设备可以代替人工看火的工作将会是石灰窑生产的一大进步。
技术实现思路
本专利技术克服了传统的检测方式的弊端，提供一种可以为炉况的诊断提供精准可靠依据的石灰窑炉况在线诊断与报警系统。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种石灰窑炉况在线诊断与报警系统,包括在线数据采集系统和炉况分析与报警系统，所述的在线数据采集系统包括温度的采集、压力的采集、流量的采集、料位的采集，还包括炉顶烟气中CO及O2含量的采集及炉顶布料及上火情况的采集；所述的炉况分析与报警系统包括数据库和知识库。进一步地，所述温度的采集包括炉顶温度的采集、出灰温度的采集、烟气温度的采集、助燃风温度的采集，所述温度的采集之前还包括在测温点设置热电偶砖本体。进一步地，所述热电偶砖本体包括热电偶砖、保护管、连接件、密封件、热电偶接线盒，所述热电偶砖呈中空结构的圆台型，所述中空结构为上端封闭下端开口的腔体，其中，所述热电偶砖的中空结构位置设置有保护管，所述保护管头部伸入至热电偶砖内部，尾部在热电偶砖外部，热电偶砖在保护管头部处开设有测温腔，保护管的外径等于热电偶砖中空结构的内径，保护管的外径小于测温腔的内径，保护管尾部分别连接密封件，热电偶砖与保护管连接处布设连接件，所述连接件为耐火纤维，所述连接件外部布设一层炉壳，所述连接件和炉壳与保护管之间均为固定连接，保护管尾部布设有密封件，所述密封件包括固定法兰盘、热电偶接线盒、活动法兰盘、石棉垫、石棉绳，所述石棉绳沿保护管尾部开始向保护管头部方向缠绕保护管长度的2/5,所述固定法兰盘、石棉垫、活动法兰盘依次固定设置在保护管尾部，固定法兰盘、石棉垫、活动法兰盘之间通过螺栓连接，热电偶接线盒固定连接在活动法兰盘上，所述保护管为无缝钢管Φ60*3，保护管的内部沿保护管的方向均匀布设有两排热电偶，保护管沿热电偶砖的大头端中心位置伸入热电偶砖内部，所述热电偶砖本体的长度为1m。进一步地，所述热电偶砖为K型热电偶或PT100型热电阻。进一步地，所述压力的采集包括炉顶压力的采集和风机压力的采集；所述炉顶压力的采集为采用电容式压力变送器采集；所述风机压力的采集为采用电容式压力变送器采集。进一步地，所述流量的采集为风机流量的采集，所述风机流量的采集为采用孔板流量计和差压式压力变送器采集。进一步地，所述料位的采集为炉内料位情况的采集，所述炉内料位情况的采集为采用ZTP-A2型智能探测料位计测量炉内物料的高低。进一步地，所述炉顶烟气中CO及O2含量的采集还包括在炉顶安装有空气分析仪。进一步地，所述炉顶布料及上火情况的采集还包括在炉顶的内部安装耐高温成像设备，所述耐高温成像设备采用1mm针孔镜头，所述镜头采用双层防护罩进行保护，每层防护罩设置一路气体对镜头进行冷却，并将对镜头进行冷却后的气体从防护罩前端吹出，耐高温成像设备周围的直径300mm区域炉壁设置为耐高温石英玻璃，在耐高温石英玻璃上面设置强力照明灯。进一步地，所述数据库中包括石灰窑运行工艺参数、热工计算及系统推出的结论，所述知识库中包括诊断和操作对策的知识，所述石灰窑运行工艺参数包括炉顶温度、出灰温度、烟气温度、炉顶压力、风机压力、风机流量、炉内料位情况、CO及O2含量、炉顶布料及上火情况。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术石灰窑炉况在线诊断与报警系统中使用热电偶砖本体，专门用于测温，一块热电偶砖本体总长度约1m，在炉体内耐材砌筑时直接砌在需测温的位置，这样首先保证热电偶砖本体测温环境的牢固，保证其使用寿命，二是热电偶砖在保护管头部处开设有测温腔，热电偶设置在保护管内部，其与耐材不接触，采集的不是耐材一点的温度，而是测温腔的环境温度，从这个环境温度就可以推断出炉内的实际温度，把石棉绳、法兰盘、石棉垫安装在保护管尾部，以使热电偶的测温端与外界完全密封隔绝，杜绝因外界温度影响热电偶的测量准确性，采用此方式保证了热电偶的使用寿命，使其可以长期使用，也保证了热电偶对炉内温度测量的准确性，为下一步炉况的诊断提供精准可靠的依据。本专利技术石灰窑炉况在线诊断与报警系统中炉顶安装有空气分析仪，检测炉顶烟气中O2及CO浓度，如O2含量高说明炉内空气量过剩，除满足煤燃烧外还有富余的空气从炉顶溢出，需降低风量，如CO含量高说明炉内空气量不足，煤不完全燃烧，产生CO气体，此时需增加风量。安装了空气分析仪后对风量的调整提供了操作依据，以此为充分优化操作参数提供了及时可靠的保障。本专利技术石灰窑炉况在线诊断与报警系统在炉顶安装一套炉内耐高温成像设备，可将摄像镜头直接伸入炉内实时观察炉顶布料的情况、料面的平整度及炉顶上火情况，既保证生产安全,提高产品质量,又改善工作环境,降低劳动强度,还便于实现集中调度及生产过程的自动化，耐高温成像设备采用1mm针孔镜头，减少了炉窑对耐高温成像设备的辐射热，大大降本文档来自技高网...

【技术保护点】
石灰窑炉况在线诊断与报警系统,包括在线数据采集系统和炉况分析与报警系统，其特征在于，所述的在线数据采集系统包括温度的采集、压力的采集、流量的采集、料位的采集，还包括炉顶烟气中CO及O2含量的采集及炉顶布料及上火情况的采集；所述的炉况分析与报警系统包括数据库和知识库。

【技术特征摘要】
1.石灰窑炉况在线诊断与报警系统,包括在线数据采集系统和炉况分析与报警系统，其特征在于，所述的在线数据采集系统包括温度的采集、压力的采集、流量的采集、料位的采集，还包括炉顶烟气中CO及O2含量的采集及炉顶布料及上火情况的采集；所述的炉况分析与报警系统包括数据库和知识库。2.根据权利要求1所述的石灰窑炉况在线诊断与报警系统，其特征在于，所述温度的采集包括炉顶温度的采集、出灰温度的采集、烟气温度的采集、助燃风温度的采集，所述温度的采集之前还包括在测温点设置热电偶砖本体。3.根据权利要求2所述的石灰窑炉况在线诊断与报警系统，其特征在于，所述热电偶砖本体包括热电偶砖、保护管、连接件、密封件、热电偶接线盒，所述热电偶砖呈中空结构的圆台型，所述中空结构为上端封闭下端开口的腔体，其中，所述热电偶砖的中空结构位置设置有保护管，所述保护管头部伸入至热电偶砖内部，尾部在热电偶砖外部，热电偶砖在保护管头部处开设有测温腔，保护管的外径等于热电偶砖中空结构的内径，保护管的外径小于测温腔的内径，保护管尾部分别连接密封件，热电偶砖与保护管连接处布设连接件，所述连接件为耐火纤维，所述连接件外部布设一层炉壳，所述连接件和炉壳与保护管之间均为固定连接，保护管尾部布设有密封件，所述密封件包括固定法兰盘、热电偶接线盒、活动法兰盘、石棉垫、石棉绳，所述石棉绳沿保护管尾部开始向保护管头部方向缠绕保护管长度的2/5,所述固定法兰盘、石棉垫、活动法兰盘依次固定设置在保护管尾部，固定法兰盘、石棉垫、活动法兰盘之间通过螺栓连接，热电偶接线盒固定连接在活动法兰盘上，所述保护管为无缝钢管Φ60*3，保护管的内部沿保护管的方向均匀布设有两排热电偶，保护管沿热电偶砖的大头端中心位置伸入热电偶砖内部，所述热电偶砖本体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，
申请(专利权)人：河南众恒工业炉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41