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高爐風口成像系統
高爐爐內料面熱成像儀系統
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連退爐高溫工業電視系統
煤氣柜柜位柜容測量系統
耐高溫風冷防護罩

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天津市德力達電子科技有限公司

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 高爐爐內料面熱成像儀系統 >> 高爐爐內料面熱成像儀系統
產品編號:
產品名稱:
高爐爐內料面熱成像儀系統
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產品備注:
產品類別:
高爐爐內料面熱成像儀系統
 
   產 品 說 明

一、技術方案描述

(一)、系統概述

DLD-GL90型高爐爐內紅外熱成像儀系統 是一種安裝在高爐爐頂,用于監控爐內工況的專用設備。通過該系統,操作人員能在控制室內實時監控布料器運轉情況、料面分布情況、料面高度變化、爐壁燒損情況、煤線或礦線卡料情況、煤氣流分布狀況,并及時發現爐料粘接情況;通過配套軟件,能測量料面溫度并進行數據分析,形成各種溫度分布曲線。該系統具有像清晰、性能穩定、在線維護的特點,當系統的冷卻氣、冷卻水或探頭內的溫度超過45℃時,系統會現場及主控室自動報警,同時配備的活塞氣缸將熱成像儀及紅外鏡頭自動退出。保障設備現場的使用安全

該系統結構合理、防護技術先進、窗口不結灰。并同時配備自動清灰刮掃裝置,這也是該產品穩定工作的首要條件。前端5mm的針孔鏡頭,能夠保證紅外窗口長期使用而不結灰,解決了在高溫高粉塵工況下,窗口防護的世界級難題。因此,該系統特別適合于高爐等高溫高粉塵環境下工況的監控。

同時,本系統還配有保護探頭前端自動清灰刮掃裝置。當系統探頭套前端在爐內出現積灰的情況下,工作人員可以在主控室或現場按動刮掃按鈕進行手動清灰(不用休風),也可以設定一個時間自動清灰,保證紅外熱成像儀監控系統能長期正常工作。

(二)、系統組成

高爐爐內紅外熱成像儀系統  主要由熱成像儀防護裝置、紅外熱成像儀和專用針孔鏡頭、安裝導管、現場PLC控制箱、氣體過濾器、氮氣自動調節裝置、PC工控機、圖像溫度分析軟件、工業顯示器、控制機柜、光纖收發器、監視器、報警控制器以及UPS凈化電源等組成。系統組成下圖所示:

各主要單元功能敘述如下:

熱像儀防護裝置

熱像儀防護裝置主要由安裝導管、安裝套、氣動球閥、過度套、提升氣缸以及熱像儀防護套等組成,設備外形如右圖所示。

防護裝置的主要作用就是為紅外熱像儀和針孔紅外鏡頭提供能夠使之正常工作的環境,保證鏡頭不能結灰,以適應高爐高溫高粉塵環境下的監控要求。

該裝置是整套系統的關鍵所在。由于高爐是高溫高粉塵、高濕度的環境,同時還有很強的上升氣流,所以鏡頭很容易被污染。然而,只有在連續生產的情況下保持鏡頭清潔,才能保證系統的圖象質量,達到爐內工況實時監控的目的。為此,該系統在結構設計時采用了先進的防護技術,這為該產品穩定長期的工作提供了保證。

除了上述防護技術先進,做到鏡頭不結灰的特點外。本裝置還具有在線維護的特點

如下圖所示,將熱像儀防護套做成“中空活塞桿”的形式,使得活塞桿與高溫成像設備防護套成為一體,形成了全密封狀態。這樣,維護人員在生產時也能進行紅外成像設備的維護。

該裝置運用雙伸出桿活塞缸的結構原理并將活塞做成中空的(活塞桿做成活塞管),同時用活塞作為成像設備的防護外套(將成像設備放在活塞內部),通過控制進入活塞推動器上的進氣口1或進氣口2的壓縮空氣來實現活塞(成像設備防護套)的進入與退出動作,活塞推動器(或活塞)與氣動球閥、氣動直板閥和監控孔同心安裝。

熱像儀防護裝置設有氣動球閥,中空活塞桿即熱像儀防護套退至球閥以外時,應關閉球閥以防止爐內有害氣體外漏,確保維護人員的人身安全,實現成像設備的在線維護。這對高爐的連續生產具有重要意義。

 紅外熱成像單元

高爐在正常生產時,爐體是個高壓、高溫的密閉容器,根據紅外輻射的相關理論,即自然界中的一切物體,只要它的溫度高于絕對溫度(-273℃)就存在分子和原子無規則的運動,其表面就不斷地輻射紅外線。所以,在高爐本體內部存在著豐富的紅外光資源,借助紅外熱成像儀可以觀測到爐內工作狀況。

本系統紅外熱成像單元主要由紅外熱像儀、紅外針孔鏡頭、熱像儀電源適配器及視頻網絡傳輸線纜等組成。根據高爐爐內高粉塵及復雜氣體環境情況,為保證熱圖像的成像質量,結合我公司的使用經驗,紅外熱像儀選用的是8-12微米波段的非致冷型,它具有很高的靈敏度,能確保熱圖象質量。

由于我公司參與了熱像儀的前期研發工作,因此我們擁有相應的二次軟件開發平臺,這對熱圖象分析處理軟件的開發,升級版本以及日后設備維護都提供了極大的方便。

另外,我公司配置紅外鏡頭是針孔型的,無論對設備防護結構的優化設計,還是避免爐內崩料導致鏡頭損壞,都具有積極的意義。這為紅外熱成像儀系統長期穩定的工作提供了極好的條件。

紅外成像單元主要功能:紅外成像及數據輸出

設備主要參數:

紅外探測器:     非致冷型微熱敏電阻焦平面

工作波長:     8~14μm

視場角:      100°

像素:       384×288

幀掃描時間:    75幀/秒

焦點范圍:     1米~∞

測溫精度:     滿量程的±2%

灰度等級:     4096級(顯示256級)

環境溫度:      0~80℃ 冷卻與氣控

由于高爐高溫、高粉塵以及高濕度的特殊爐內環境,為保證紅外熱像儀成像設備穩定可靠的正常工作,并確保控制室終端設備獲得清晰的紅外圖像,根據系統的實際需要,我們設計了氣冷卻與氣控系統,如下圖所示:  

由上圖可知:熱像儀防護套的冷卻氮氣分為兩路。其中一路氣體用于防護套的外層吹掃,其作用是利用防護套外夾層的高速氣流,將高爐爐內高溫爐氣隔斷,防止熱量通過金屬套傳到探頭套內部,造成熱像儀和紅外鏡頭過熱無法正常工作,甚至損壞設備。該路氣體高速流過夾層后,經防護套前端排入爐內,同時也對探頭前端起到保護作用,防止探頭的過熱和積灰。另一路氣體則用于防護套的內層吹掃,一方面通過常溫的高速氣流冷卻并保護熱像儀,另一方面高速氣流從防護套前端的針空噴射狀排入爐內,防止紅外鏡頭發生積灰現象,確保成像設備穩定正常的工作。

 安全應急預案

氣缸自動進退,確保系統安全運行。

由于紅外熱像儀和紅外針孔鏡頭都屬于精密光學儀器,價格昂貴。如果損壞,不但經濟損失嚴重,而且還會影響生產的正常進行。所以確保冷卻氣體的正常供給,是保證設備安全運行的首要條件。為此,當現場停氣、停水,停電、熱成像儀溫度高于45度時,我們設計了氣缸自動進退功能,系統會自動將熱成像儀鏡頭退出然后前端氣動球閥自行關閉。現場維護人員可以在高爐沒休風前提下將紅外熱成像儀及鏡頭取出。

在冷卻氣、冷卻水、供電正常情況下,紅外熱成像儀及紅外針孔鏡頭可以長期在防護套內進行工作,可以大大提高紅外熱像儀監控系統的安全運行,為生產提供可靠的監控系統。

(三)、系統軟件(可根據用戶需求開發)

  1)、可根據客戶需求設置多條“十字” 測溫線,多條“環形”測溫線

2)、鼠標點選后可實時監測任意點的溫度(可同時監測多個點的溫度);

3)、鼠標圈定任意區域后可實時監測其最高溫度、最低溫度、平均溫度;

4)、指定溫度區間突出顯示(用于判斷有無煤氣管道及其位置);

5)、錄像存儲視頻隨意調取;

(四)、系統功能

通過該系統,操作人員應能實時監控布料器運轉情況、料面分布情況、料面高度變化及氣流分布等情況,因此該系統應具有以下功能:

1.實時顯示爐內布料器運轉情況、氣流分布情況、料面分布情況、料面高度變化和爐壁燒損等情況。

2.利用視頻分析處理軟件能進行視頻數據分析,在顯示器上能顯示溫度分布和溫度值等。

3.能進行料面溫度和爐壁溫度的測量。

4.當冷卻介質供應異常時,系統能自動報警并同時退出爐內。

5.視頻及其分析數據可自動存儲,并能進行回放。

6、系統自帶手動及自動定時清灰刮掃功能。(時間由現場控制PLC柜設置)

 

(五)、系統技術特點

1.畫面清晰,能實時監控爐內工況:如布料器運轉情況、料面分布情況、料面高度、爐壁燒損情況、煤線或礦線卡料情況、煤氣流分布狀況,并及時發現爐料粘接情況。

2.采用紅外技術,測溫準確,測溫精度達 ±2%。

3.通過專用視頻分析軟件,能對視頻進行分析和處理,實現視頻監控智

   能化。

4. 采用專業防護技術、窗口不結灰,并可實現在線維護。              

5. 在停氣、停水、停電、超溫等異常情況下,系統具有自動報警功能。

(六)、系統主要參數

   項     目
參                     數
耐熱溫度
爐內溫度
1800℃
爐外溫度
80℃
氮氣要求
入口壓力
0.50~0.8 MPa
入口溫度
≦40℃
氮氣流量
1.2M³/min
視 場 角
最大視場角
100°
紅外熱像儀
工作波段
8-14μm
輸出制式
PAL
溫度分辨率
0.2℃
像   素
384x288
供電要求
電   源
AC220V 50Hz
功  率
<1000 W

 

 

 

 

 

 

 

 
 
(七)、DLD-GL90型紅外熱成像儀系統設備清單

序號
名       稱
規格型號
單位
數量
備  注
1
熱像儀防護裝置
DLD-GL90-01
1
天津德力達
2
紅外熱成像儀
DLD-GL90-02
1
天津德力達
3
紅外熱成像儀針孔鏡頭
DLD-GL90-03
1
天津德力達
4
安裝底座及導管
DLD-GL90-04
1
天津德力達
5
現場PLC控制箱
DLD-GL90-05
1
天津德力達
6
空氣過濾器
KGL0.8/1.0
1
天津德力達
7
自動刮掃及清灰裝置
DLD-GL90-06
1
天津德力達
8
PC工控機
i3-8100 8G
H110M 120G+4TB
1
 國產
9
圖像分析溫度工控處理軟件
DLD-GL90-4.0R
1
天津德力達
10
工業液晶顯示器
22寸
1
AOC
11
控制機柜
DLD-GL10-07
1
天津德力達
12
光纖收發器
單模 ND-TR02(含耦合器、跳線和光端盒)
1
天津德力達
13
單模光纖
GYTA-4D
200
國產
14
主控室報警裝置
DLD-GL90-08
1
天津德力達
15
彩色液晶監視器
V221J-AN
1
德天
16
交換機
 8口
1
海康威視
17
UPS電源
TG1000
1
山特
18
安裝附件
AF-90-09S
1
天津德力達

(八)、系統核心設備性能指標及技術參數

1、熱像儀防護裝置  型號:DLD-GL90-01

此裝置共分成四部分:熱像儀內腔、高溫風冷保護外腔、密封氣動球閥、自動進退氣缸保護機構

1)、熱像儀內腔:主要固訂熱像儀和紅外鏡頭;內孔有高溫連接電纜和內部測溫探頭;

2)、高溫風冷保護外腔:通過冷卻氮氣的作用,將熱像儀內腔內的熱像儀和紅外鏡頭安全的送入爐內進行工作,并確保攝像儀內腔的溫度在50攝氏度以下。

3)、保護氣動球閥:由于爐內壓力及外供氣壓都比較大,為確保系統正常工作及保障檢修人員的安全,設置安全球閥。可隨時關閉攝像儀保護外腔。

4)、氣缸自動進退保護機構:當系統出現故障報警時,如停氣、停水、停電、超溫等情況,自動保護構可有效保護熱像儀和紅外鏡頭。

主要參數表

指標

參數

氮氣入口壓力

0.70~0.8 MPa

氮氣入口溫度

≦40℃

氮氣流量

1.2M³/min

最高耐溫

900℃以下

 

 

 

2、紅外熱成像儀    型號:DLD-GL90-02

1)紅外探測器:    非致冷型微熱敏電阻焦平面

2)工作波長:      8~14μm

3)視場角:      100°

4)像素:       384×288

5)幀掃描時間:    75幀/秒

6)焦點范圍:     1米~∞

7)測溫精度:     滿量程的±2%

8) 測溫范圍:          0℃~1000℃

8)灰度等級:     4096級(顯示256級)

9)環境溫度:      0~80℃

3、現場PLC控制箱   型號:DLD-GL90-05

1)、氣缸進退停止前后限位指示燈亮

2)、氣水溫報警燈亮并退出

3)、氣動球閥開關自動到位指示

4)、報警信號氣缸自動退出到位,球閥自動關閉。

5)、定時刮掃(自行設置時間)

6)、現場與控制室兩地控制、(現場優先,有空檔便于維修)

7)、控制室控制進退停、手動刮掃。

8)、控制室前后限位顯示、球閥開關顯示、報警顯示、蜂鳴器顯示、球閥自動時氣缸退出球閥關閉

9)、溫度報警輸出12V,氣、水報警輸入12V(發光二極管)

4、圖像溫度分析及工控處理軟件 型號:DLD-GL90-4.0R

 1)、 可根據客戶需求設置多條“十字” 測溫線,多條“環形”測溫線;

2)、鼠標點選后可實時監測任意點的溫度(可同時監測多個點的溫度);

3)、鼠標圈定任意區域后可實時監測其最高溫度、最低溫度、平均溫度;

4)、指定溫度區間突出顯示(用于判斷有無煤氣管道及其位置)。

5)、可將現場PLC相關控制信號接入工控主機,鼠標點擊進行前端探頭刮掃清灰及氣缸自行進退。

5、UPS電源       型號:TG1000

當外部供電出現 故障時,保障熱像儀仍能工作一段時間(10分鐘)。繼續監測爐內情況和溫度數據,并提供給操作人員。

6、光纖收發器  型號:DLD-TR02

單纖傳輸信息容量大采用先進的數字網絡技術

多通道視頻、單向或雙向音頻、數據、電話、開關量以及10/100MbpsLAN靈活組合
適用所有攝像機和標準網絡數字信號
適用各種數據格式失真小、信噪比高、誤碼率低

視頻帶寬:10Hz—8MHz

輸入 / 輸出電平: 1Vp-p

輸入 / 輸出阻抗: 75Ω

微分增益(DG):≤1%

微分增益(DP):≤1°

信噪比(SNR): ≥ 60db

(九)、系統設備安裝

1.安裝條件

   項     目

參                     數

氮氣要求

入口壓力

0.50~0.8 MPa

入口溫度

≦40℃

氮氣流量

1.2 M³/min

供電要求

電   源

AC220V 50Hz

功  率

<1000 W

環境要求

周邊環境溫度

-15℃~+80℃

 

 

 

 

 

2.設備安裝

現場安裝的設備主要有熱像儀防護裝置、現場PLC控制箱、氣體過濾器、大小貯氣罐等。其中熱成像儀防護裝置是通過安裝導管直接安裝在高爐爐體上,如圖所示:

二、備注

     以上技術方案中若有未描述到的技術問題,均以雙方簽訂的技術協議為準。

三、雙方工作職責及驗收

(一)甲方分工和責任

1.根據乙方技術人員的要求或共同探討的開孔位置安排施工隊進行現場開孔、焊接。

2.負責設備線纜、氣管的鋪設以及設備安裝就位。

3.為保證乙方在甲方現場工作順利進行,為乙方人員進出 

  廠區提供辦理證件的便利,并指定專人做好現場配合;

4.向乙方進入甲方生產現場作業人員進行安全教育。

(二)乙方分工和責任

1.按合同規定時間,保質保量的向甲方提供設備,并負責   

  設備的安裝指導和技術支持。

2.負責向甲方提供設備安裝資料:包括設備安裝示意圖、高爐開孔圖、設備系統圖、氣路原理圖、電氣接線圖、裝箱清單、產品合格證以及設備用戶手冊。

3.配合甲方做好設備的檢查和驗收工作。

() 設備驗收

驗收標準:

1、高爐爐內紅外熱成像儀系統的性能指標和技術指標作為驗收的主要依據。并乙方出具驗收大綱,由甲方審核完畢同意后,按驗收大綱進行驗收。

2、設備安裝資料應齊全:包括設備安裝示意圖、高爐開孔圖、設備系統圖、氣路原理圖、電氣接線圖、裝箱清單、產品合格證以及設備用戶手冊。

驗收方式:

   由甲方負責組織相關部門負責人、施工單位以及設備供

應商進行現場驗收。

 驗收內容:

   高爐爐內紅外熱像儀系統的性能和技術指標;設備的技術資料是否齊全。

四、供貨周期

合同簽訂后30-45天內供貨到現場,包括系統設備清單的全部物品。

五、質量保證及售后服務

1.供方按技術協議要求和所簽供貨合同保質、保量、按期提供系統全套設備。

2.交貨地點:甲方指定地點

3.運輸方式:汽運

4.供方負責對所供設備指導安裝并進行調試。

5.供方保證設備工作穩定。

6.供方負責免費現場培訓操作人員。

7.供方負責所供設備的保修,系統調試開通并驗收合格后免費保修期為12個月(人為損壞除外),并負責終身有償維修服務。

8.供方保證長期有償供應系統設備所需的備件,并不高于投標設備單價。          

9.在設備保質期內,如發生設備問題,在接到用戶通知1小時內響應并8~12小時內派員到現場解決,凡屬質量問題的部件,予以免費更換。

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