一种加热炉全流程智能监测系统的制作方法

1.本发明涉及加热炉技术领域，具体涉及一种加热炉全流程智能监测系统。

背景技术：

2.中国专利cn111534682b公开了一种基于流量控制的脉冲式加热炉空燃比控制方法及装置，其中所述方法包括：将加热炉划分为八个控制段；获取每个脉冲控制段的实测温度和设定温度；根据目标脉冲控制段的实测温度和设定温度，确定所述目标脉冲控制段的烧嘴的开启数量；根据所述目标脉冲控制段的所述开启数量与所述目标脉冲控制段的总煤气额定流量值，确定所述目标脉冲控制段的煤气流量的实际设定值；根据所述目标脉冲控制段的煤气流量的实际设定值，确定所述目标脉冲控制段的空气流量的实际设定值；
3.传统的蓄热式燃烧通常室温点火时并不进行蓄热换向，而是当炉温升至800℃(燃气自燃点以上)时才开始进行蓄热换向，该工作方式其将存在着无法对加热炉内的温度进行智能且可追溯的进行有效监测，导致其烧嘴在工作过程中，出现故障时，不易发现且也不要做出有效的控制。

技术实现要素：

4.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种加热炉全流程智能监测系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种加热炉全流程智能监测系统，包括采集单元、分析单元和监测单元:
7.采集单元用于收集加热炉内的烧嘴的温度，并对每个烧嘴的温度进行处理，且对应生成烧嘴温度系数值tx，采集单元还将收集加热炉内的炉内温度，并对炉内温度进行处理，且对应生成炉内温度系数值tl；
8.分析单元将得到烧嘴温度系数值ts和炉内温度系数值t l代入公式y＝(c1
×
ts+c2
×
t l)/(c1+c2)得到加热炉运行系数y，并与运行系数阈值进行比较分析，当判定炉内燃烧状态运行不合格时，采集加热炉内的空/燃比，将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，得到加热炉空/燃比故障值s；
9.监测单元将接收到的s的绝对值分别与第一空/燃比阈值和第二空/燃比阈值，并对应生产一级故障信号、二级故障信号，然后对应对加热炉内的烧嘴开关数量进行调节，以及烧嘴换向的角度进行调节。
10.作为本发明进一步的方案：采集单元对每个烧嘴的温度进行处理，具体步骤如下：
11.步骤1：将每个烧嘴标记为i，i为非零正整数；i＝1，
…
，n；以时间t为平面坐标系的x轴，以温度值t i为平面坐标系的y轴，构建时间和温度的平面坐标系；
12.步骤2：获取各个时间和温度的平面坐标系的温度最低值、温度最高值、温度平均值、温度曲线的曲率平均值，并将温度最低值记为tmi n、温度最高值记为tmax、温度平均值记为t-、温度曲线的曲率平均值记为k-；
13.利用公式g＝(tm i n
×
a1+tmax
×
a2+t
‑×
a3)
×k‑×
a4，得到每个时间和温度的平面坐标系的关联值g；
14.步骤3：将关联值g与关联阈值相比较；若关联值g≤关联阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g1；
15.若关联值g＞关注阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g2；
16.步骤4：将步骤3中的关联值g1和关联值g2代入到公式得到烧嘴温度系数值ts。
17.作为本发明进一步的方案：采集单元还将收集加热炉内的炉内温度的具体步骤为：
18.步骤1：构建数据采集时间内炉内温度集合a{wd1，wd2，
…
，wdm}，对温度集合内的数值取平均值wd-；
19.步骤2：将得到wd-代入公式中
20.作为本发明进一步的方案：分析单元比较分析步骤如下：
21.步骤1：接收加热炉运行系数y，并与运行系数阈值比较；
22.若数据采集对象的运行系数≥运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行不合格；
23.步骤2：根据炉内燃烧状态运行不合格信号，将加热炉内的空/燃比进行比对计算；将空/燃比以时间顺序进行排序并依次连线形成加热炉的空/燃比波动图；
24.步骤3：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，统计得到空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉数；
25.步骤4：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉图进行在线剪切得到交叉图，计算交叉图的面积并记为s，其中，该面积s即为加热炉空/燃比故障值。
26.作为本发明进一步的方案：若数据采集对象的运行系数＜运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行合格，则烧嘴按照正常状态继续工作；。
27.作为本发明进一步的方案：监测单元具体包括以下步骤：
28.若接收到的s的绝对值大于第一空/燃比阈值，则生成一级故障信号，当得到一级故障信号时，根据公式s＝mw，计算得到m值，其中，m为目标脉冲控制的烧嘴的关闭或开启数量，w为烧嘴的额定流量，且w为定值；从而调节烧嘴的开关数量。
29.作为本发明进一步的方案：监测单元具体还包括以下步骤：
30.若接收到的s的绝对值大于第二空/燃比阈值，则生成二级故障信号，当得到二级故障信号时，根据公式s＝k*m
总
w，计算得到k值，其中，m
总
为加热炉内烧嘴的数量，w为烧嘴的额定流量，k值为该烧嘴换向的角度。
31.本发明的有益效果：
32.(1)本发明通过采集单元对每个烧嘴的温度进行关联处理，得到烧嘴温度系数值ts，使得对烧嘴的监控数量减少，从而通过对烧嘴的温度监测的效率；
33.(2)本发明分析单元将得到烧嘴温度系数值ts和炉内温度系数值t l得到加热炉
运行系数y，然后将运行系数与加热炉内的空/燃比进行建立，从而得到该加热炉工作状态的实时情况；
34.(3)本发明通过监测单元，对加热炉内的空/燃比的情况，并控制烧嘴的开关数量、以及烧嘴的角度进行调节，保证其加热炉处于正常的工艺状态进行工作。
附图说明
35.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
36.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.请参阅图1所示，本发明为一种加热炉全流程智能监测系统，包括采集单元、分析单元和监测单元；
40.采集单元与分析单元通信连接，该采集单元用于收集加热炉内的烧嘴的温度，并对每个烧嘴的温度进行处理，且对应生成烧嘴温度系数值tx，其中，在加热炉内设置有多个烧嘴排烟管，每个烧嘴排烟管上单独安装一个排烟热电偶；
41.其中，采集单元对每个烧嘴的温度进行处理，具体步骤如下：
42.步骤1：将每个烧嘴标记为i，i为非零正整数；i＝1，
…
，n；以时间t为平面坐标系的x轴，以温度值t i为平面坐标系的y轴，构建时间和温度的平面坐标系；所以，共i个烧嘴则将构件i个时间和温度的平面坐标系；
43.步骤2：获取各个时间和温度的平面坐标系的温度最低值、温度最高值、温度平均值、温度曲线的曲率平均值，并将温度最低值记为tmi n、温度最高值记为tmax、温度平均值记为t-、温度曲线的曲率平均值记为k-；
44.利用公式g＝(tm i n
×
a1+tmax
×
a2+t
‑×
a3)
×k‑×
a4，得到每个时间和温度的平面坐标系的关联值g；其中a1、a2、a3、a4为系数因子，例如a1取值0.12，a2取值0.23，a3取值0.54，a4取值0.85；
45.步骤3：将关联值g与关联阈值相比较；若关联值g≤关联阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g1；
46.若关联值g＞关注阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g2；
47.步骤4：将步骤3中的关联值g1和关联值g2代入到公式得到烧嘴温度系数值ts；其中a5、a6为系数因子，例如a5取值0.22，a6取值0.32；
48.采集单元还将收集加热炉内的炉内温度，并对炉内温度进行处理，且对应生成炉
内温度系数值tl，该加热炉内的炉内温度采集的方式为加热炉的炉顶上设置s分度热电偶；
49.具体为：
50.步骤1：构建数据采集时间内炉内温度集合a{wd1，wd2，
…
，wdm}，对温度集合内的数值取平均值wd-；
51.步骤2：将得到wd-代入公式中其中b1、b2为系数因子，例如b1取值1.56，b2取值1.96；
52.分析单元将得到烧嘴温度系数值ts和炉内温度系数值t l代入公式y＝(c1
×
ts+c2
×
t l)/(c1+c2)得到加热炉运行系数y，并与运行系数阈值进行比较分析，其中c1、c2为系数因子，例如c1取值0.98，c2取值0.57；
53.该分析单元比较分析步骤如下：
54.步骤1：接收加热炉运行系数y，并与运行系数阈值比较；
55.若数据采集对象的运行系数≥运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行不合格；
56.若数据采集对象的运行系数＜运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行合格，则烧嘴按照正常状态继续工作；
57.步骤2：根据炉内燃烧状态运行不合格信号，将加热炉内的空/燃比进行比对计算；将空/燃比以时间顺序进行排序并依次连线形成加热炉的空/燃比波动图；
58.步骤3：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，统计得到空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉数；
59.步骤4：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉图进行在线剪切得到交叉图，计算交叉图的面积并记为s，其中，该面积s即为加热炉空/燃比故障值；其中，计算得到的s有正负值，正值的s表示该空燃比实际数值大于预设的数值，负值的s表示该空燃比实际数值小于预设的数值；
60.监测单元是获取分析单元得到的加热炉空/燃比故障值s，并根据加热炉空/燃比故障值s对烧嘴进行脉冲控制；
61.该监测单元具体工作过程如下：
62.步骤1：若接收到的s的绝对值大于第一空/燃比阈值，则生成一级故障信号，当得到一级故障信号时，根据公式s＝mw，计算得到m值，其中，m为目标脉冲控制的烧嘴的关闭或开启数量，w为烧嘴的额定流量，且w为定值；从而调节烧嘴的开关数量；
63.步骤2：若接收到的s的绝对值大于第二空/燃比阈值，则生成二级故障信号，当得到二级故障信号时，根据公式s＝k*m
总
w，计算得到k值，其中，m
总
为加热炉内烧嘴的数量，w为烧嘴的额定流量，k值为该烧嘴换向的角度。
64.实施例2
65.一种加热炉全流程智能监测系统的工作方法，包括以下步骤：
66.步骤1：采集单元用于收集加热炉内的烧嘴的温度，并对每个烧嘴的温度进行处理，且对应生成烧嘴温度系数值tx，采集单元还将收集加热炉内的炉内温度，并对炉内温度进行处理，且对应生成炉内温度系数值tl；
67.步骤2：分析单元将得到烧嘴温度系数值ts和炉内温度系数值t l代入公式y＝(c1
×
ts+c2
×
t l)/(c1+c2)得到加热炉运行系数y，并与运行系数阈值进行比较分析，当判定
炉内燃烧状态运行不合格时，采集加热炉内的空/燃比，将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，得到加热炉空/燃比故障值s；
68.步骤3：将接收到的s的绝对值分别与第一空/燃比阈值和第二空/燃比阈值，并对应生产一级故障信号、二级故障信号，然后对应对加热炉内的烧嘴开关数量进行调节，以及烧嘴换向的角度进行调节。
69.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种加热炉全流程智能监测系统，其特征在于，包括采集单元、分析单元和监测单元:采集单元用于收集加热炉内的烧嘴的温度，并对每个烧嘴的温度进行处理，且对应生成烧嘴温度系数值tx，采集单元还将收集加热炉内的炉内温度，并对炉内温度进行处理，且对应生成炉内温度系数值tl；分析单元将得到烧嘴温度系数值ts和炉内温度系数值tl代入公式y＝(c1
×
ts+c2
×
tl)/(c1+c2)得到加热炉运行系数y，并与运行系数阈值进行比较分析，当判定炉内燃烧状态运行不合格时，采集加热炉内的空/燃比，将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，得到加热炉空/燃比故障值s；监测单元将接收到的s的绝对值分别与第一空/燃比阈值和第二空/燃比阈值，并对应生产一级故障信号、二级故障信号，然后对应对加热炉内的烧嘴开关数量进行调节，以及烧嘴换向的角度进行调节。2.根据权利要求1所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，采集单元对每个烧嘴的温度进行处理，具体步骤如下：步骤1：将每个烧嘴标记为i，i为非零正整数；i＝1，
…
，n；以时间t为平面坐标系的x轴，以温度值ti为平面坐标系的y轴，构建时间和温度的平面坐标系；步骤2：获取各个时间和温度的平面坐标系的温度最低值、温度最高值、温度平均值、温度曲线的曲率平均值，并将温度最低值记为tmin、温度最高值记为tmax、温度平均值记为t-、温度曲线的曲率平均值记为k-；利用公式g＝(tmin
×
a1+tmax
×
a2+t
‑×
a3)
×
k
‑×
a4，得到每个时间和温度的平面坐标系的关联值g；步骤3：将关联值g与关联阈值相比较；若关联值g≤关联阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g1；若关联值g＞关注阈值，则将所对应的相同时间的温度值取平均值，构件新的平面坐标系；并根据上述步骤2中的公式，计算新的关联值g2；步骤4：将步骤3中的关联值g1和关联值g2代入到公式得到烧嘴温度系数值ts。3.根据权利要求2所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，采集单元还将收集加热炉内的炉内温度的具体步骤为：步骤1：构建数据采集时间内炉内温度集合a{wd1，wd2，
…
，wdm}，对温度集合内的数值取平均值wd-；步骤2：将得到wd-代入公式中-得到炉内温度系数值tl。4.根据权利要求1所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，分析单元比较分析步骤如下：步骤1：接收加热炉运行系数y，并与运行系数阈值比较；若数据采集对象的运行系数≥运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行不合格；步骤2：根据炉内燃烧状态运行不合格信号，将加热炉内的空/燃比进行比对计算；将
空/燃比以时间顺序进行排序并依次连线形成加热炉的空/燃比波动图；步骤3：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图进行重合比对，统计得到空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉数；步骤4：将空/燃比波动图与预设空/燃比波动图的交叉图进行在线剪切得到交叉图，计算交叉图的面积并记为s，其中，该面积s即为加热炉空/燃比故障值。5.根据权利要求4所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，若数据采集对象的运行系数＜运行系数阈值，则判定炉内燃烧状态运行合格，则烧嘴按照正常状态继续工作；。6.根据权利要求1所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，监测单元具体包括以下步骤：若接收到的s的绝对值大于第一空/燃比阈值，则生成一级故障信号，当得到一级故障信号时，根据公式s＝mw，计算得到m值，其中，m为目标脉冲控制的烧嘴的关闭或开启数量，w为烧嘴的额定流量，且w为定值；从而调节烧嘴的开关数量。7.根据权利要求6所述的一种加热炉全流程智能监测系统,其特征在于，监测单元具体还包括以下步骤：若接收到的s的绝对值大于第二空/燃比阈值，则生成二级故障信号，当得到二级故障信号时，根据公式s＝k*m
总
w，计算得到k值，其中，m
总
为加热炉内烧嘴的数量，w为烧嘴的额定流量，k值为该烧嘴换向的角度。

技术总结

本发明公开了一种加热炉全流程智能监测系统，包括采集单元、分析单元和监测单元:采集单元用于收集加热炉内的烧嘴的温度，并对每个烧嘴的温度进行处理，且对应生成烧嘴温度系数值Tx，采集单元还将收集加热炉内的炉内温度，并对炉内温度进行处理，且对应生成炉内温度系数值Tl；分析单元将得到烧嘴温度系数值Ts和炉内温度系数值Tl，得到加热炉运行系数Y，并与运行系数阈值进行比较分析，得到加热炉空/燃比故障值S；监测单元将接收到的S的绝对值分别与第一空/燃比阈值和第二空/燃比阈值，然后对应对加热炉内的烧嘴开关数量进行调节，以及烧嘴换向的角度进行调节，本发明监测系统可以有效保证其加热炉处于正常的工艺状态进行工作。保证其加热炉处于正常的工艺状态进行工作。保证其加热炉处于正常的工艺状态进行工作。