高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控及計算機處理系統(tǒng)

1、高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控及計算機處理系統(tǒng)在新高爐的應(yīng)用姓 名 張 勇 單 位 龍鋼集團煉鐵廠申報工種熱工儀表修理工申報級別國家職業(yè)資格級目 錄摘要······································&

2、#183;·················2關(guān)鍵詞·······························

3、83;·····················2前言····························

4、····························2一、系統(tǒng)組成及原理····················&#

5、183;················2二、技術(shù)參數(shù)································&

6、#183;············421紅外攝像監(jiān)控功能···································42

7、2紅外攝像儀具體參數(shù)·································5三、攝像頭保護報警·············

8、3;························5四、計算機處理系統(tǒng)························

9、··············7五、高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)的特點·················8六、高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)常見問題·············

10、;1061拔槍操作步驟·······································862 插槍操作步驟·······

11、83;·······························863檢查項目·················&#

12、183;·························96. 4 計算機軟件常見問題解決方法·····················&

13、#183;·10七、結(jié)束語···············································

14、··10高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控及計算機處理系統(tǒng)在新高爐的應(yīng)用張勇陜西龍鋼集團煉鐵廠 摘要： 文中通過分析高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控及計算機處理系統(tǒng)在新高爐的應(yīng)用實例，闡述了天津三特電子有限公司STV-4700型高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)工作原理、性能特點、程序流程圖以及使用效果。生產(chǎn)人員可直接觀測到高爐內(nèi)部的布料、料面高度、料面形狀及料面下降等情況；擺動溜槽的旋轉(zhuǎn)運行及磨損情況；爐內(nèi)煤氣流的分布情況等，打破了高爐黑匣子的神話。其經(jīng)濟效益、社會效益也是巨大的。關(guān)鍵詞 紅外攝像 保護監(jiān)控 效果 應(yīng)用前言：為了打破長期困擾煉鐵人不能直接觀測到高爐爐內(nèi)部的氣流變化、料面分布、溜槽的運行的工作

15、狀況，監(jiān)視爐內(nèi)塌料、懸料等異常爐況，判斷爐況運行的情況，借鑒國內(nèi)先進高爐的經(jīng)驗，在爐頂安裝STV-4700型紅外料面監(jiān)控分析系統(tǒng)，先后在各新高爐安裝使用。系統(tǒng)運行后，打破了煉鐵高爐黑匣子的神話，高爐操作者可以直接觀測到高爐爐里料面的分布情況和氣流的分布情況，大大增強了對爐況運行情況的判斷，對高爐的操作調(diào)劑起到了十分重要的指導作用，大大減少了爐況失常和爐頂事故，經(jīng)過兩年多的生產(chǎn)實踐效果良好，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益明顯可觀。一、系統(tǒng)組成及原理該系統(tǒng)由高爐爐頂攝像系統(tǒng)、計算機圖像處理系統(tǒng)以及保護監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)由爐頂插入微型攝像機的高溫鏡頭獲取爐內(nèi)影像，在主控室監(jiān)視器上實時顯示整

16、個料面的煤氣流分布圖像，同時觀察擺動溜槽的運動以及料面分布情況，監(jiān)視爐內(nèi)塌料、懸料等異常爐況。上述圖像信號同期送入計算機，經(jīng)過圖像處理得到料面煤氣流的分布和溫度分布的定量數(shù)據(jù)，繪制出偽彩圖、溫度數(shù)據(jù)圖、歷史趨勢圖和溫度分布曲線，并可以24小時錄像，便于查詢及資料保存。二、技術(shù)參數(shù)本系統(tǒng)采用微電子元器件，結(jié)合計算機技術(shù)并采用特殊的防護措施，使系統(tǒng)更適用于高溫、高壓、腐蝕、高濕的環(huán)境。采用不銹鋼無縫管焊接完成。攝像儀內(nèi)裝專用紅外低照度攝像機和特殊鏡頭，攝像儀殼體是水冷氣封防護罩，分內(nèi)外兩層，外室有循環(huán)水冷卻，內(nèi)室有氣冷卻，前端開孔25mm，攝像內(nèi)槍吹掃孔8mm。本系統(tǒng)采用國外最新的超低照度的紅外攝

17、像機，保證在高爐爐頂惡劣的工作環(huán)境下能夠長期工作。本系統(tǒng)具有防爆及防煤氣泄露功能。2.1紅外攝像監(jiān)控特征專利技術(shù)的探頭清掃及自我保護裝置：在鏡頭表面被粉塵遮擋或結(jié)垢時，操作人員可在監(jiān)控室對爐內(nèi)的探頭前端進行手動或自動清掃。當出現(xiàn)停風停水超溫三種情況的任何一種時，系統(tǒng)能夠自動發(fā)出聲、光報警信號并自動關(guān)閉探頭和爐體的觀察孔，保護紅外攝像機及鏡頭，整個過程無需人員參與。 不結(jié)灰的探頭：探頭采用針孔型水冷氣封式的特殊結(jié)構(gòu)，可在高爐正常生產(chǎn)時不結(jié)灰；并在爐內(nèi)溫度1800、環(huán)境溫度200下正常工作。 超低溫成像：在爐頂溫度110，爐氣較正常時，保證圖像質(zhì)量，但低于正常溫度時可通過偽彩溫控軟件觀看料面圖像，

18、將成像溫度降低30。 強大的計算機圖像處理：專用視頻工控機配合STV4700R2.0軟件可以時成像溫度下降30；可以完成視頻圖像存儲、回放；實現(xiàn)自動測溫、準確反映爐內(nèi)溫度梯度及變化；自動測量料面高度等功能。 超強的紅外成像：采用感光能力0.0001Lux；感應(yīng)紅外波長：780nm-1100nm的攝像機紅外鍍膜的鏡頭保證了系統(tǒng)的爐內(nèi)成像水平。 超寬視場范圍：110° 安全的在線維護：系統(tǒng)設(shè)計兩道閥門進行防護，可在正常生產(chǎn)過程中進行在線維護，一次維護時間少于15分鐘。最大限度的保護了維修人員的人身安全和高爐系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。 STV4700系統(tǒng)是特種紅外高溫工業(yè)電視專業(yè)開發(fā)的系統(tǒng)，在氣密性

19、、清晰度、視場角、探頭清掃、靈敏度和自我保護能力等多方面分別作了有針對性的深度研發(fā)，保證了每個環(huán)節(jié)以至系統(tǒng)整體性能優(yōu)越及可靠穩(wěn)定性。2.2紅外攝像儀具體參數(shù)(1). 高爐爐頂紅外攝像儀工作環(huán)境使用環(huán)境溫度1800 水冷卻：壓強 0.1-0.4Mpa 流量 0.3-1.5 m3/min 氮氣： 壓強 0.5-0.8Mpa 流量 1.0-3.0 m3/min(2). 外部管接口尺寸 冷卻水：入口管接口 DN15 出入水管閥門接口 DN15 氮氣：進氣管接口尺寸 DN15 出口管接口 DN15 爐壁開孔：130mm-140mm(3). 爐頂控制箱 為紅外攝像機提供電源 提供水、氣、溫度報警輸入及報警

20、顯示 電源輸入：220V 電源輸出：DV12V(4). 爐頂攝像槍防護套法蘭短管 材質(zhì)：不銹鋼管 內(nèi)徑：125mm 外徑：133mm 長度：310-550mm(5). 高爐攝像監(jiān)控報警系統(tǒng) 攝像監(jiān)控報警系統(tǒng)安裝在主控制室內(nèi)，實時顯示攝像槍內(nèi)溫度，當水壓力低于0.2 Mpa、氮氣壓力低于0.3Mpa、防護套內(nèi)溫度高于45±5時，發(fā)出相應(yīng)的報警信號，報警指示燈亮。(6). 紅外低照度攝像機 視頻輸出：1Vp-p（75歐姆） 水平分辨率：600線 最低照度：0.0001Luxf1.4 感應(yīng)紅外波長：580mm-1300nm 工作電壓：DC+12V±10% 工作溫度：-10至+40

21、(7). 特殊鏡頭 TGW-1 F2.8 視場角110° 耐高溫400(8). 工控機 配置視頻采集卡(9). 監(jiān)視器 輸入電壓：AC220-240V、60Hz/50Hz 消耗功率：45W 輸入信號：0.5Vp-p-1.0Vp-P 輸入阻抗：75 帶寬：100Hz-10MHz（±3db） 視頻增益：33 db 清晰度：中心1000TV/800 Lines 掃描頻率：水平15625Hz 垂直：48-65Hz 水平線性：10% 垂直線性：8%(10). 硬盤錄像機 24小時全天候錄像 工作溫度：-10至+50 存儲硬盤：160G(11).視頻分配器 視頻輸入：1路 視頻輸出：2

22、路 視頻增益：1dB三、攝像頭保護報警(1)氮氣欠壓指示 氮氣用于降低攝像頭溫度，防止粉塵堵塞鏡頭。當?shù)獨鈮毫Φ陀谠O(shè)定值時，氮氣欠壓指示燈會被點亮，并且伴有蜂鳴器聲音雙重報警，指示故障原因為氮氣壓力不足，要求工作人員檢查氮氣供給設(shè)備。(2)冷卻水欠壓指示 冷卻水用于攝像頭冷卻降溫。當冷卻水的壓力不足時，也會導致攝像頭溫度的升高，所以當冷卻水的壓力不足時，冷卻水欠壓指示燈會被點亮，并且伴有蜂鳴器聲音雙重報警，指示當前故障原因為冷卻水壓力不足，提示工作人員檢查冷卻水供給設(shè)備。(3)溫度超限指示 溫度超限指示燈，是在攝像頭溫度超過一定限度值時的報警信號。在溫度過高的情況下，蜂鳴器也會發(fā)出聲音報警。四

23、、計算機處理系統(tǒng)系統(tǒng)進入桌面狀態(tài)后自動進入高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控及計算機處理系統(tǒng)，并充滿屏幕。界面如下： 圖一 圖一圖二：五、高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)的特點、替代傳統(tǒng)的爐頂十字測溫裝置，克服了爐頂十字測溫裝置存在的溫度測量滯后、設(shè)備龐大、安裝困難、阻擋下料、維修費高等缺點。(2)、安裝簡捷方便，安裝時只需在爐頂爐殼上開一個直徑133mm的孔，將攝像槍高溫鏡頭插入爐內(nèi)即可。(3)、高爐爐頂攝像系統(tǒng)采用氮氣、水對攝像槍實行雙重冷卻，確保攝像槍穩(wěn)定可靠運行。攝像機采用CCD芯片觀察紅外光,更便于高塵環(huán)境下對料面的觀察，攝像機采用廣角鏡頭,無需調(diào)焦，調(diào)試方便。(4)、計算機圖像處理系統(tǒng)對來自攝像機的圖像

24、信號進行運算及處理，繪制出偽彩圖、溫度數(shù)據(jù)圖、歷史趨勢圖和溫度分布曲線，系統(tǒng)同時具有一周歷史曲線查詢功能，對歷史爐況分析具有很高的參考價值。計算機系統(tǒng)對來自監(jiān)控系統(tǒng)的氣壓、水壓及攝像機溫度同時給予實時顯示，當指標超限時有聲光報警，提示操作者及時調(diào)整氣壓或水壓。(5)、保護監(jiān)控系統(tǒng)采用單片機控制技術(shù)將用于爐頂攝像裝置冷卻的氣壓、水壓及攝像機溫度傳給上位計算機的同時，當指標超限時自身也會聲光報警，提示操作者及時調(diào)整氣壓或水壓。(6)、當氣壓、水壓低于規(guī)定值時，爐頂攝像裝置不會被爐內(nèi)高溫、高濕、高塵損壞。如果攝像裝置前端受到污染，導致監(jiān)視圖像不清晰，也只需將攝像槍拔出外套，對前端鏡頭進行簡單擦拭，即

25、可插入再用。(7)、錄像系統(tǒng)可24小時對監(jiān)控畫面進行實時錄像，可長時間連續(xù)儲存，隨時可調(diào)出錄像對某個時間段的爐況進行分析和比對，從而有效地指導高爐生產(chǎn)。六STV-4700型高爐爐頂紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)常見問題及注意事項61拔槍操作步驟 拔槍操作步驟（必須兩人進行操作，在操作過程中不能關(guān)閉內(nèi)槍和外槍氮氣閥門）：(1). 檢查防護鐵鏈是否安裝牢固 (2) 一人把住外槍球閥，松開內(nèi)槍鎖母上蓋（下面兩個鎖母位置一定不能動）。 另外一人右手按住內(nèi)槍頂蓋、左手握住內(nèi)槍槍身，（把臉側(cè)開或佩戴防護面罩)(3). 輕輕拔出內(nèi)槍使鐵鏈繃直，此時快速關(guān)閉球閥，方可關(guān)閉內(nèi)槍氮氣閥門(4). 解下鐵鏈拔出內(nèi)攝像槍。特別注意：外槍吹掃氮氣不能關(guān)閉(5). 進行清理或更換內(nèi)槍工作62 插槍操作步驟(1). 固定好防護鐵鏈(2). 打開內(nèi)槍氮氣閥門(3). 一人打開外槍球閥（必須完全打開），另外一人右手按住內(nèi)槍頂蓋、左手握住內(nèi)槍槍身迅