一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种红外热成像测温仪系统，更具体一点说，涉及一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统，属于石油化工领域。


背景技术：

2.目前气化炉使用的是传统测温仪表-表面热电偶，在实际使用中存在严重的安全隐患：
3.1、气化炉因原料结构、工艺操作等因素经常出现壁温急速上升的情况，而表面热偶温变速率反应慢，无法准确的反应炉温和温升速率。
4.2、表面热偶的安装为缠绕式，分布有间隔，不能完全覆盖。
5.3、国产表面热偶测温灵敏区间窄。在高温区间测量误差极大。
6.气化炉表面热偶出现多次测温偏差大，响应不及时，高温区无法测量的问题，对气化炉安全运行存在极大安全隐患。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有结构简单、操作便捷，可以真实、及时反映气化炉壁温度变化，敏捷的捕捉炉壁超温现象的发生，实现实时报警等技术特点的一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统。
8.为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
9.一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统，包括若干台气化炉，每台所述气化炉外周设有一组红外热成像测温仪，每组红外热成像测温仪至少包括三个红外热成像测温仪，每台气化炉外周的红外热成像测温仪分别通过线路汇集连接在光纤上以及电源上，所述光纤上连接有若干根通信线路，每一根通信线路对应一组红外热成像测温仪，所述通信线路均连接在供电机柜上，所述供电机柜通过线路至少连接有一台客户端电脑，所述供电机柜通过线路还连接有dsc数据服务器。
10.优选的，所述供电机柜通过线路连接有云存储。
11.优选的，每组红外热成像测温仪至少包括三个等间距排布的红外热成像测温仪。
12.优选的，所述红外热成像测温仪与气化炉上测温点的间距为11-15米。
13.优选的，所述供电机柜设有多个。
14.优选的，红外热成像测温仪采集的温度数据通过局域网汇聚至供电机柜，供电机柜通过485rs串口接入dsc数据服务器。红外热成像测温仪采集的温度数据利用modbus tcb协议通过局域网汇聚至供电机柜；供电机柜通过modbus tcb rtu协议接入dsc数据服务器
15.优选的，所述供电机柜包括24口交换机以及与24口交换机连接的多个机架式光线收发器。
16.有益效果：结构简单，操作便捷，可以真实、及时反映气化炉壁温度变化，敏捷的捕捉炉壁超温现象的发生，实现实时报警，指导工艺安全操作及时调整，减少人员现场测量风
险，保障气化炉的安全运行。
附图说明
17.图1是本实用新型整体结构示意图。
具体实施方式
18.以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
19.实际生产过程中(举例)：2020年7月9日20:24到2020年7月10日0:24，气化炉炉壁表面温度ti-30006a04(国产表面热偶)显示在4小时内从186℃上升到313℃。但现场巡检发现炉壁已烧红，操作人员立即使用手持式测温枪实测温度已达到380℃，立即进行工况调整。此情况如果发现不及时将引发气化炉爆炸等恶性事故。表面热偶所监测的温度及温升变化速率远远低于炉壁实际温度和升温速率，无法实时、敏捷、准确的反应炉壁温度的变化。
20.针对煤气化炉表面壁温度测量现状，为了提高表面壁温测量精度及改善测量的反应时间，减少投资费用，并给工艺操作预留足够的反应时间，保障生产安全，进行了各种探索，特别对在线红外热成像仪测量设备表面温度进行了高度关注及试验，最终采用本技术技术方案实现。
21.如图1所示为一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统的具体实施例，包括6台气化炉，每台所述气化炉外周设有一组红外热成像测温仪，每组红外热成像测温仪至少包括三个红外热成像测温仪，每台气化炉外周的红外热成像测温仪分别通过线路汇集连接在光纤上以及电源上，所述光纤上连接有若干根通信线路，每一根通信线路对应一组红外热成像测温仪，所述通信线路均连接在供电机柜上，所述供电机柜通过线路(网络传输)至少连接有一台客户端电脑，所述供电机柜通过线路(网络传输)还连接有dsc数据服务器；在dsc数据服务器中测温数据可以设置相应的报警值，当某一点超温时会直接在dcs系统中弹出，提醒工艺操作人员炉壁温度变化，采取相应的操作措施，保证气化炉的安全。dsc数据服务器，即dcs集散控制系统(distributed control system)以微处理器为基础的分散型计算机制系统。它是控制技术(control)、计算机技术(computer)、通信技术(communication)、图形显示(display)相结合的产物.利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散制的一种全新的分布式计算机控制系统。属于现有技术，本技术不作详细介绍。
22.本技术中红外热成像测温仪采用浙江大华技术股份有限公司配套设备防爆红外热成像测温摄像机，型号:zafr6202,具体描述及要求如下：
23.1)防爆认证
24.防爆标识：ex d
ꢀⅱ
c t6 gb/ex td a21 ip68 t80℃
25.防爆证号：cnex20.1155
26.2)电器规范
27.电源：ac85v～ac265v
28.功耗：≤100w(恒温装置启动)
29.网络接口：1个rj45自适应网口,支持10m/100m/1000m网络数据
30.3)红外功能
31.红外距离：100米阵列式红外灯
32.红外控制：支持
33.4)云台功能
34.水平范围：360
°
连续旋转
35.水平速度：0.1
°
～40
°
/s
36.垂直范围：-90
°
～90
°
37.巡航扫描：支持
38.守望：支持预置点个数：128个
39.断电记忆：支持
40.自动巡航：支持
41.自动线扫：支持
42.5)报警
43.报警输出：1路开关量输出支持报警联动
44.6)测温范围:-20℃～ 150℃，0℃～ 550℃
45.高低增益模式:高增益、低增益、高低增益自动切换
46.测温精度:
±
2℃或读数的
±
2％(取较大者)@环境温度-20℃～60℃
47.网络协议:ethernet/ip,tcp,udp,sntp,rtsp,http,icmp,smtp,
48.dhcp,upnp,pppoe。
49.优选的一种实施例方式，所述供电机柜通过线路(网络传输)连接有云存储(云存储服务器，为现有技术，不作详细描述)
50.优选的一种实施例方式，每组红外热成像测温仪至少包括三个等间距排布的红外热成像测温仪。热成像原理：红外线是一种电磁波，是肉眼看不见的。波长在0.75μm-1000μm之间。近红外线0.75μm-3μm；中红外线3μm-6μm；远红外线6μm-15μm；极远红外线15μm-1000μm。目标的温度越高，释放出的红外能量就越多。本技术红外热成像测温仪选型采用防爆一体化热成像摄像仪(如采用浙江大华技术股份有限公司配套设备防爆红外热成像测温摄像机，型号:zafr6202)，考虑到测温全覆盖要求，红外热成像测温仪安装位置需距离测温点12米左右，根据热成像摄像仪的成像视角计算，每台气化炉点位设计为3个，具体一点，红外热成像测温仪安装在气化框架9层四喷嘴煤焦浆气化炉烧嘴层周围，每台气化炉安装3台红外热成像壁温监测，在无遮挡情况下可以做到无死角监测，同时可以增加相应的配套设备及设施，并通讯到dcs上同步显示最高温度。
51.优选的一种实施例方式，考虑到测温全覆盖要求，所述红外热成像测温仪与气化炉上测温点的间距为11-15米。
52.优选的一种实施例方式，所述供电机柜设有多个。
53.优选的一种实施例方式，红外热成像测温仪采集的温度数据通过局域网汇聚至供电机柜，供电机柜通过485rs串口接入dsc数据服务器。红外热成像测温仪采集的温度数据利用modbus tcb协议通过局域网汇聚至供电机柜；供电机柜通过modbus tcb rtu协议接入dsc数据服务器
54.优选的一种实施例方式，所述供电机柜包括24口交换机以及与24口交换机连接的多个机架式光线收发器。
55.一种应用于四喷嘴煤焦浆气化炉的红外热成像测温仪系统的具体应用实施例：
56.在5#气化炉第二次开车生产前安装了一台红外热成像测温仪进行壁温监测试(采用本技术技术方案系统连接)。第二次开车，开车后气化炉压力逐渐提升，气化炉表面热偶最高温度显示209℃时，气化炉表面热偶测温变化不明显，红外热成像壁温监测到高点温度已达274.6℃，变化迅速，随后红外壁温监测达到328℃，工艺手持红外测温枪和手持热成像测温和红外热成像壁温监测温度相符。壁温监测能符合实际情况反映出气化炉炉壁超温状态、及时指导工艺安全操作，防止发生事故及事故扩大化。
57.当天具体工艺操作过程如下：10:13(时间)开始停止烘炉安装预制块。12:41(时间)投ab烧嘴；12:49(时间)投cd烧嘴，13:24(时间)系统升压至1.0mpa，现场测05a温度计周围240℃；14:04(时间)系统压力升至3.1兆帕，现场测05a温度计处涨到322℃。中控操作系统降压至2.9兆帕，现场测05a周围温度：至14:50(时间)缓慢降至293℃。14:50(时间)系统缓慢升压，至15:40(时间)系统升压至4.0兆帕。从15:35(时间)至15:55(时间)现场测05a温度计周围从292℃缓慢涨到312℃。从15:55(时间)至16:00(时间)现场05a温度计处温度跳涨，从312℃涨至328℃。操作人员给系统降压，炉壁温度没有下降趋势，16:13(时间)停cd烧嘴，16:40(时间)停ab烧嘴。
58.4#气化炉开车生产过程中，把5#气化炉(停车状态)测试用红外热成像测温仪临时安装到4#气化炉监测壁温(采用本技术技术方案系统连接)。当天14:06(时间)，4#气化炉正常运行中，监测到4#气化炉d烧嘴附近有超温报警，工艺操作人员立即使用工艺手持红外测温枪和手持热成像测温检测验证，测量温度和5#气化炉红外热成像壁温监测相符，检测到烧嘴附近壁温超温，温度达到了352℃，随后对此对烧嘴进行了紧急停车，避免了一次烧嘴附近烧穿的恶性事故。
59.4#气化炉和5#气化炉测试效果完全达到了预期，在6台气化炉按照最初的设计全部安装并投入运行。红外热成像测温仪的使用能有效监测气化炉壁温度变化，能够指导工艺安全操作，减少了人员现场测量风险，保障了气化炉的安全运行。优势主要有以下几个方面：
60.1)部署便捷：红外热成像测温仪对所监测区域实现100％全覆盖，无需复杂的埋点布线。
61.2)安全：非接触式热成像测温，工作人员在安全距离外或监控室实时监测设备状态。
62.3)高效：温度信息及现场视频实时回传至本地或远程监控室，提升事件处理效率。
63.4)全天候：7x24小时在线实时测温，任何时间不漏过任何一个异常。
64.5)直观：通过红外热图(客户端电脑可以观看热像数据)，设备的温度分布一目了然。
65.6)实时报警：24小时实时报警(信号灯等报警方式)，时刻检测炉壁温度变化。
66.7)节省了成本投资。6台气化炉所需18台红外热成像测温仪、电缆等安装材料及施工安装费用共计170万元左右(其中设备材料费用约120万元，安装费用约50万元)，仅相当于一台气化炉表面热偶的投资。
67.最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。