在天然气燃烧炼铜工艺中,NGL复合炉作为核心设备,其安全稳定运行直接关系到生产效率和产品质量。炉体关键部位如炉壁、炉底的温度异常往往预示着潜在的烧穿风险,一旦发生事故,不仅造成巨大经济损失,还可能引发严重的安全问题。红外热像仪作为一种非接触式温度监测工具,已成为预防NGL复合炉烧穿事故的重要技术手段。
红外热像仪技术原理
红外热像仪通过检测物体表面发出的红外辐射,将其转换为温度分布图像。不同于传统单点测温方式,红外热像仪能够提供整个监测区域的温度场分布,具有以下显著优势:
非接触测量:无需中断生产过程,不影响设备正常运行
全场监测:可同时获取大面积区域的温度分布情况
灵敏度高:能够检测到细微的温度变化,提前预警潜在风险
可视化分析:通过热图像直观显示温度异常区域
NGL复合炉中的关键监测点
在天然气燃烧炼铜过程中,NGL复合炉有几个关键部位特别容易因长期高温而出现烧穿风险:
炉壁区域:特别是燃烧器附近的炉壁,长期承受高温火焰冲击
炉底部位:铜液积聚区域,温度极高且存在腐蚀风险
焊缝区域:炉体结构连接处,热应力集中易产生疲劳损伤
耐火材料薄弱点:耐火材料脱落或损坏处温度会明显升高
格物优信红外热像仪应用案例
案例背景
某大型铜冶炼企业采用NGL复合炉进行天然气燃烧炼铜生产,炉体直径8米,高度12米,设计工作温度1250℃。在生产过程中,曾因炉壁局部烧穿导致非计划停机,造成重大经济损失。为解决这一问题,该企业引入了格物优信高性能红外热像仪系统。
系统配置
采用的格物优信红外热像仪主要技术参数:
探测器类型:非制冷焦平面探测器
分辨率:640×512像素
测温范围:-20℃~1500℃
热灵敏度:≤0.03℃
帧频:50Hz
波长范围:8μm~14μm
配备专用分析软件,支持温度报警和趋势分析
安装方案
根据NGL复合炉结构特点,系统采用多台热像仪协同监测方案:
炉壁监测:两台热像仪对角安装,覆盖全部炉壁区域
炉底监测:一台热像仪从底部向上倾斜监测
关键点监测:对已知薄弱环节设置重点监测区域
所有热像仪均配备耐高温防护罩和自动清洁系统,确保在恶劣工业环境下稳定工作。
实施效果
系统投入使用后取得了显著成效:
提前预警:在一次例行监测中,系统发现炉壁某区域温度异常升高约80℃,经检查发现该处耐火材料出现剥落,及时进行了修补,避免了可能的烧穿事故
温度优化:通过长期温度数据分析,优化了燃烧器工作参数,使炉体温度分布更加均匀,延长了耐火材料使用寿命
维护指导:热像数据为计划性维护提供了科学依据,将非计划停机时间减少了65%
能耗降低:通过温度场优化,天然气消耗降低了约3.5%,年节约成本近百万元
数据分析
系统采集的典型数据包括:
正常工况下炉壁温度分布:平均1100-1200℃,温差±30℃以内
异常区域特征:局部温度突升100℃以上,与周边形成明显温差
趋势变化:异常区域温度呈持续上升趋势,速率约5-10℃/小时
通过专业分析软件,可以设置多级报警阈值,实现早期预警和紧急报警的双重防护。
技术优势总结
格物优信红外热像仪在该应用中的突出优势体现在:
高精度测温:满足高温工业环境的精确测量需求
强抗干扰能力:有效克服炉体辐射、烟气干扰等影响
智能分析功能:内置算法可识别异常温度模式,减少误报
系统稳定性:适应冶炼厂恶劣环境,连续运行无故障
未来展望
随着红外技术和人工智能的发展,未来红外热像仪在NGL复合炉监测中的应用将更加智能化:
结合机器学习算法,实现更精准的故障预测
发展三维温度场重建技术,全面掌握炉体状态
与数字孪生技术结合,实现虚拟与现实的无缝对接
开发自适应报警系统,根据生产工况动态调整报警阈值
结论
红外热像仪已成为NGL复合炉安全监测不可或缺的工具,通过格物优信红外热像仪在该铜冶炼企业的成功应用表明,这项技术不仅能有效预防烧穿事故,还能优化生产工艺,降低能耗,为冶炼行业的安全生产和智能化升级提供了可靠的技术支持。随着技术进步和应用经验的积累,红外热像仪必将在冶金领域发挥更大的价值。