高炉炉壳气隙的侦测方法技术

本发明专利技术揭示了一种高炉炉壳气隙的侦测方法，包括：建立高炉炉壳模型，将高炉炉壳划分为数个区域单元，在区域单元中采集参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度，基于上述参考配置信息、有限元参考位置信息和测量的参考温度计算得到高炉炉壳模型的参考换热系数。基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数，在区域单元中采集现场配置信息、有限元现场位置信息并测量现场温度，基于上述现场配置信息、有限元现场位置信息和测量的现场温度计算得到高炉炉壳模型的现场换热系数，比较现场换热系数和参考换热系数，得到高炉炉壳的气隙参数。本发明专利技术能够有效及时反映高炉炉壳的气隙参数，体现高炉炉壳换热系数的变化，为气隙侦测提供直接依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高炉维护技术，尤其涉及一种。
技术介绍
高炉炉体长寿是现代高炉的重要特征，实际生产过程中冷却壁与碳砖之间出现的炉壳气隙，将影响冷却壁冷却效果，进而加剧炉衬耐火材料的侵蚀速度。现场生产中，主要通过埋设在碳砖内部的热电偶温度凭借现场经验来判定是否出现气隙，该判定方式经常因为侵蚀条件和冷却条件的波动而收到误判。总结而言，目前在高炉炉壳长寿和气隙控制管理中，缺乏有效的管理工具和技术手段，现有的手段，基本上都是凭借人工经验来实现，从而炉壳长寿管理的及时性、精确性和全面性将无法保证。
技术实现思路
本专利技术借助于在高炉侧壁温度场计算，提出一种稳定可靠的。根据本专利技术的一实施例，提出一种，包括:建立高炉炉壳模型，将高炉炉壳划分为数个区域单元，在区域单元中采集参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度，基于上述参考配置信息、有限元参考位置信息和测量的参考温度计算得到高炉炉壳模型的参考换热系数； 基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数，在区域单元中采集现场配置信息、有限元现场位置信息并测量现场温度，基于上述现场配置信息、有限元现场位置信息和测量的现场温度计算得到高炉炉壳模型的现场换热系数，比较现场换热系数和参考换热系数，得到高炉炉壳的气隙参数。在一个实施例中，建立高炉炉壳模型中的参考换热系数是区域单元内碳砖侧壁与冷却壁之间的参考换热系数。建立高炉炉壳模型包括如下的步骤:将高炉炉壳划分为数个区域单元并获取区域单元参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度；根据测量的参考温度得到高炉参考温度场，基于高炉参考温度场和有限元参考位置信息确定各个区域单元Ri范围内存在的有限元Eu，并确定有限元的热流密度C^j ；基于有限元参考位置信息确定各区域单元Ri在边界Γ上存在的节点Pi,k，计算边界代表温度Ti ；以加权方式计算各个区域单元Ri范围内的热量密度代表值qi ;根据区域单元的热量密度代表值％、边界代表温度Ti以及冷却水温度，计算各个区域单元Ri内碳砖侧壁与冷却壁之间的参考换热系数。建立高炉炉壳模型是在炉壳无气隙的条件下进行。在一个实施例中，基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数中的实际换热系数是区域单元内碳砖侧壁与冷却壁之间的实际换热系数。基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数包括如下的步骤:获取区域单元现场配置信息、有限元现场位置信息并测量现场温度；根据测量的现场温度得到高炉现场温度场，基于高炉现场温度场和有限元现场位置信息确定各个区域单元Ri范围内存在的有限元Eiij，并确定有限元的热流密度;基于有限元现场位置信息确定各区域单元Ri在边界Γ上存在的节点Pi,k，计算边界代表温度Ti ；以加权方式计算各个区域单元Ri范围内的热量密度代表值qi ;根据区域单元的热量密度代表值％、边界代表温度Ti以及冷却水温度，计算各个区域单元Ri内碳砖侧壁与冷却壁之间的现场换热系数a i ;比较现场换热系数a i与参考换热系数c ^确定各个区域单元Ri的气隙参数。如果气隙参数大于设定的气隙上限值Rtl,则报警。本专利技术的能够有效及时反映高炉炉壳的气隙参数，体现高炉炉壳侧壁热阻即换热系数的变化，为气隙侦测提供直接依据，实现对高炉炉壳气隙的准确侦测。附图说明图1揭示了根据本专利技术的一实施例的的实现原理。 图2揭示了根据本专利技术的一实施例的中建立高炉炉壳模型的过程。图3揭示了根据本专利技术的一实施例的中基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数的过程。具体实施例方式在高炉生产中，因炉壳传热状态变换缓慢，认为炉壳基本处于稳态传热状态，根据传热学理论，基于热电偶信息和炉壳耐火材料属性等，推算炉壳耐火材料侵蚀线、凝固线位置，并可模拟计算炉壳耐火材料内的温度场。本专利技术在炉壳侧壁温度场有限元结果基础上，综合计算侧壁炉壳气隙判定指数，以反映炉壳气隙存在的概率和大小。图1揭示了根据本专利技术的一实施例的的实现原理。本专利技术的侦测方法主要包括如下的几个主要阶段:数据采集；温度场计算，基于数据采集阶段获得的数据进行温度场计算；气隙判定，气隙判定基于两个结果，一个是数据采集阶段获得的数据，另一个是温度场计算阶段得到的温度场；得到结果，的到气隙判定的结果。基于炉壳温度场有限元计算信息，可获得炉壳碳砖各区域的温度梯度和对应的传热热流强度，同时也可获得炉壳碳砖的边界温度。即热流密度q为: 。 ；.；.G =匪.=画..:—^:1； '■V 其中T为温度，λ为耐火材料导热系数，X, y为空间坐标，则gradT为温度T在等温线法线方向上的梯度。炉壳侧壁近似平板传热，在坐标I方向上的传热很小，可忽略。本专利技术将易发生气隙的炉壳侧壁区域沿纵坐标y方向离散为N个区域单元，每一个区域单元Rt (t = 1,2,..., N)包括多个有限元个体Ei, j(j = 1,2, , Ni),且区域单元可横向跨越不同的耐火材质。对应某具体区域单元Ri范围内，存在Mi个有限元Ei, j(j = 1,2,..., Mi),热流密度分别为qy，则区域单元Ri范围内的热量密度代表值Qi为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉炉壳气隙的侦测方法，其特征在于，包括：建立高炉炉壳模型，将高炉炉壳划分为数个区域单元，在区域单元中采集参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度，基于上述参考配置信息、有限元参考位置信息和测量的参考温度计算得到高炉炉壳模型的参考换热系数；基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数，在区域单元中采集现场配置信息、有限元现场位置信息并测量现场温度，基于上述现场配置信息、有限元现场位置信息和测量的现场温度计算得到高炉炉壳模型的现场换热系数，比较现场换热系数和参考换热系数，得到高炉炉壳的气隙参数。

【技术特征摘要】
1.种高炉炉壳气隙的侦测方法，其特征在于，包括: 建立高炉炉壳模型，将高炉炉壳划分为数个区域单元，在区域单元中采集参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度，基于上述参考配置信息、有限元参考位置信息和测量的参考温度计算得到高炉炉壳模型的参考换热系数； 基于高炉炉壳模型确定高炉炉壳的气隙参数，在区域单元中采集现场配置信息、有限元现场位置信息并测量现场温度，基于上述现场配置信息、有限元现场位置信息和测量的现场温度计算得到高炉炉壳模型的现场换热系数，比较现场换热系数和参考换热系数，得到高炉炉壳的气隙参数。2.权利要求1所述的高炉炉壳气隙的侦测方法，其特征在于，所述建立高炉炉壳模型中的参考换热系数是区域单元内碳砖侧壁与冷却壁之间的参考换热系数。3.权利要求2所述的高炉炉壳气隙的侦测方法，其特征在于，所述建立高炉炉壳模型包括: 将高炉炉壳划分为数个区域单元并获取区域单元参考配置信息、有限元参考位置信息并测量参考温度； 根据测量的参考温度得到高炉参考温度场，基于高炉参考温度场和有限元参考位置信息确定各个区域单元Ri范围内存在的有限元Ey，并确定有限元的热流密度qi,j ； 基于有限元参考位置信息确定各区域单元Ri在边界Γ上存在的节点Pi,k，计算边界代表温度Ti ； 以加权方式计算各个区域单元Ri范围内的热量密度代表值Qi ； 根据区域单元的热量密度代表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶钧，颜郭发柏，奚小娟，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：