项目背景
钢包作为转炉、连铸区段运输钢水并进行二次冶金反应的重要容器,其管理和调度对钢厂的运行优化与节能降耗具有重要作用。钢包内部耐火材料与高温钢水、炉渣长时间接触,受到主流冲刷和炉渣侵蚀,尤其是用于炉外精炼的钢包,受到的侵蚀更严重。内衬被侵蚀不仅会降低钢包的寿命,还会增加钢液中夹杂物的含量,严重时还会导致钢水穿漏,发生重大安全事故。中间包作为连铸平台关键容器,其稳定运行直接影响着连铸平台及现场作业人员安全。
实践得知,在钢包、中间包内衬内部耐火材料出现前期的缺陷直至完全失效会经过由点到面的逐步发展过程,在内衬出现前期剥落的状态下,剥落点区域的温度则会出现异常高温,其缺陷区域的温度会明显高于其他位置。若无法及时发现内壁薄弱区域,那么当钢包再次受钢时则容易致使耐火材料穿漏,外部钢板会暴露在高温液体中,会被直接溶蚀发生穿炉事故,极易造成生命财产损失。据不完全统计,每发生一次钢铁水包穿漏事故,造成的直接损失达200万元。若是钢包在连铸平台穿漏,一次损失高达上千万。
因此,我公司研制开发了一套钢包耐火材料在线监控系统,对钢包外壁进行温度检测,通过温度来反馈钢包内壁耐火材料的磨损情况,做到在温度发生异常时能够及时预警,以此保障炼钢的安全生产。
现场实况
- 钢包和中间包均在室内车间,现场存在高温区域,部分区域设备需加装风冷护罩对设备进行冷却;
- 手持式测温枪只能检测单点温度,无法覆盖全面检测到炉壁和包壁的整体温度,更是无法及时找到薄弱点,致使工人劳动强度增加却效果不明显;
- 现场实际测试发现炉壁和包壁温度的不同可反馈出内部不同区域耐火砖的磨损程度,结合现场实测数据可大体判断最终使用寿命;
- 连铸平台中间包位置遮挡区域较多,安装选点需考虑监测的全面性;
- 现场中控室位置一般距离部分安装点位距离较远,需顺延原有线路走线同时需要避开高温区;
- 钢包、中间包现场均采用定点监测的方式,对关键区域进行实时温度监控。钢包监控分为倒渣位监测监控和连铸平台定点监测两个监测点位;
系统特征
钢包、中间包红外在线温度诊断系统的建设,是钢铁冶炼行业安全管理升级的重要体现。根据深耕冶金行业多年的经验,为解决以上需求,本系统应具备以下特征:
- 后端算法对图像采用无损压缩的方式,实时传输温度流数据,画面更加流畅的同时可以获取到任意位置的温度数据,提高系统的灵敏性和报警精准度。
- 针对现场特殊的环境情况,选用高性能红外热像仪,根据不同环境特征选用不同的防护罩。设备内部探测器采用具有国际先进技术水平的法国进口ULIS非制冷式焦平面红外探测器,其工作寿命可达8-10年,在可以实现110592个像素点温度的实时探测的同时,可充分保证设备运行的稳定性。
- 系统具备自动报警、快速响应、自动捕捉最热区域等功能,一旦局部出现温度异常,极早期预警钢包风险隐患。钢包正常温度为≤380℃,热像仪测量范围为(-20-650℃)。
- 系统采用红外数字图像细节增强(DDE)技术,用高速处理器先对原始目标信息进行分析,提取出有用灰度信息分布和无用灰度信息分布,然后大比例压缩无用信息灰度,小比例压缩甚至拉伸有用信息灰度,得到接近实际层次丰富的图像。
- 设备整机在+70℃的高低温试验箱内进行老化试验及标定过程。通过现场实地勘察充分了解设备防范需求及环境情况。根据现场环境实际特点采用防爆护罩,可满足恶劣环境下的运行要求,以此保证设备的耐久实。
- 在线温度诊断系统设计之初便留有丰富的接口,便于后期硬件和软件的更新以及升级工作。为此,设备采用模块式结构,可通过相关接口接入其他硬件。后台监控管理平台采用模块化算法,可通过网络升级或者本地固件升级等方式,以此提高系统的可塑性及多样性。
风冷型红外热成像仪
产品功能特性:
- 采用进口探测器,拥有优异的成像效果以及高精度测温;
- 通入压缩空气或者氮气可在高温、高粉尘的特殊环境下稳定工作;
- 针对现场不同监测环境搭配不同视场角的镜头,可灵活使用;
- 通入压缩空气和氮气使设备保持的工作状态,测温更加精准;
- 测温精准,成像清晰:设备整机出厂前经过高性能黑体温度校正,同时采用自主研发的高性能图像算法,让设备在不同环境下均能展现有优异的精度和场景细微差异。
- 功能丰富,经济适用:设备均采用标准的机芯接口,方便集成的同时具有更高的实用性。
- 产品参数:
风冷型红外热像仪产品参数
型号 | SS-AC-X384D |
红外分辨率 | 384*288 |
像素尺寸 | 17um |
帧频 | 50Hz |
工作波段 | 8~14um |
测温范围 | 60℃~600℃ |
数据 | |
单帧温度 | 带温度信息的JPG图片格式 |
温度流 | 全辐射温度信息存储 |
视频 | H.264标准视频格式,兼容通用视频播放软件 |
电气接口 | |
电源 | DC9~15V,典型功耗2.5W@25℃ |
模拟视频 | NTSC/PAL |
以太网 | 100/1000Base,支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等协议,内置Web Server,兼容主流NVR产品,提供SDK开发包 |
串口 | RS485,支持Pelco云台控制协议 |
电动镜头 | 支持12V电动镜头 |
GPIO | 1路磁隔离输入,1路继电器输出 |
环境参数 | |
工作温度 | -10~+200℃ |
储存温度 | -40ºC~+85℃ |
大气压力 | 86~106Kpa |
粉尘浓度 | ≤200mg/m³ |
风量 | 0.3~0.6L/S |
尺寸 | 320(L)*133(D)mm |
涡旋制冷管 | |
进气量 | 920L/MIN |
制冷量 | 2280BTU/Hr |
平台介绍
客户端软件采用C/S模式与B/S模式相结合的开发模式,包括实时、数据两大常用功能模块和测温对象、设备、用户管理、告警、云台、录制管理六大相关基础管理模块。与此同时,提供组件化、标准化的Web API开放平台接口供其他系统使用,为客户提供强大且灵活的业务集成和数据集成能力。客户端软件的红外实时画面监测采用了业内领先的红外图像处理算法,使得设备展示出的红外画面具有更好的细节增强效果和更高的画面可调节精准性。此外,客户端软件可将相关配置数据实时同步云端,在云端对数据进行管理和分析,用户可通过云平台自定义设置异常的通知方式与通知联系人,通过客户端软件与云端应用相结合实现了智能化的控制体系,为迈向工业互联网数据智慧化决策打下坚实的基础。
平台功能介绍
钢包、铁水包红外热图
具体功能与技术目标如下:
- 在线测温功能:所有视频图像可全程录像存储,并可以对以往的历史图像进行查询和回放。
- 风险预警:实时全景监控与高灵敏度特点,发现异常高温时可实现毫秒级报警。
- 报警类型:分为高温报警和温升报警。高温报警即被测区域超过预设值时报警,温升报警即被测区域温度在某一时间段内出现异常温升时报警,具体数值可根据实际情况设定。
- 温度补偿:设备可根据现场实际环境温度自动进行温度补偿,以满足不同温度环境下的测温需求。
- 痕迹管理:对现场所测温度实时写入数据库,并自动生成报表与温度曲线。调取历史温度信息和报警记录,方便于出现问题后进行故障跟踪及事故分析。
- 非接触测温:在不需要人力巡检的情况下完成温度获取。
- 报警日志:报警记录与图像同步存储系统。
- 记录自动清除:当检测到系统存储空间不满10G时系统自动删除最开始历史记录,避免硬盘空间不足导致数据无法存储。
- 实时显示全辐射热图:值班人员可通过鼠标查看画面任意位置的瞬时温度,对异常情况进行录制、拍照、分析。
- 高温追踪:自动对热像图整个画面或特定区域进行温升趋势分析,提早发现隐患区域。
- 温度曲线分析:软件监测料坑底部各区域装置外壁温度时可实时显示最高温曲线,通过曲线的变化趋势用于判定此时料坑各个区域是否异常。
- 自定义报警阈值:系统可自定义不同报警阈值和等级,协助工作人员对隐患发生的紧急程度和发展态势作出评估。
- 自动诊断:设备具有网络中断自动检测恢复功能,当设备因断电或者断网导致工作异常,待线路正常后可自行排查问题进行恢复。
- 远程通知:现场搭载云平台服务器,可第一时间将现场报警信息通过短信和公众号的方式推送到相应人员手机上,第一时间掌握现场情况;
- 用户权限管理:软件登录界面需要特定的账号密码,防止现场工人的误操作。
平台界面
云平台目前主要针对以下需求点:
(1)支持企业中部门、人员、角色管理;
(2)支持报警规则的添加、报警模板的添加、报警联系人的添加、报警推送的添加、报警记录查看;
(3)财务管理支持账户线下交易、线上购买增值服务及索取发票功能;
(4)支持云平台绑定多款软件,进行数据同步;
(5)支持短信通知、微信通知、邮箱通知等实时告警服务。
平台首页
报警联系人界面
报警记录界面
远程消息推送
(1)微信推送报警信息—关注格物优信热像仪专家即刻接收报警信息推送。
公众号消息推送
(2)短信推送报警信息。
短息推送