高爐爐襯厚度及爐溫在線監(jiān)測(cè)的研究.pdf

1、高爐爐溫是影響高爐安全穩(wěn)定順行以及高爐長(zhǎng)壽的重要因素。為實(shí)現(xiàn)高爐爐溫的穩(wěn)定控制，國(guó)內(nèi)外眾多高爐研究者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并且在延長(zhǎng)高爐壽命方面取得了重大突破。但是我國(guó)只有少部分高爐壽命可以達(dá)到8~10年，大部分高爐爐身的壽命僅可以維持3~5年。基于這個(gè)問(wèn)題，本文通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度值以及探測(cè)棒的長(zhǎng)度，并根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)的溫度值和探測(cè)棒的長(zhǎng)度實(shí)時(shí)修正高爐爐墻內(nèi)表面的溫度值，以指導(dǎo)工長(zhǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻壁的冷卻水流速等達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控高爐爐襯內(nèi)表面溫

2、度的變化趨勢(shì)，使高爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽的目的。
　　高爐爐襯厚度及爐溫的研究中主要包括以下內(nèi)容：
　　1、高爐爐襯內(nèi)表面溫度以及高爐爐襯厚度測(cè)量在現(xiàn)代大型高爐上難以直接測(cè)量。針對(duì)該問(wèn)題本文設(shè)計(jì)了兩種高爐爐襯厚度與溫度的測(cè)量裝置，其相同點(diǎn)是通過(guò)測(cè)量探測(cè)棒的實(shí)時(shí)長(zhǎng)度來(lái)間接推斷出高爐爐襯的實(shí)時(shí)厚度，一維測(cè)溫裝置與三維測(cè)溫裝置的不同點(diǎn)是溫度傳感器的布設(shè)位置。
　　2、根據(jù)國(guó)內(nèi)某高爐的實(shí)際結(jié)構(gòu)與尺寸，結(jié)合測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)對(duì)高

3、爐爐襯溫度建立仿真模型，通過(guò)ANSYS有限元軟件對(duì)高爐爐襯傳熱的正問(wèn)題進(jìn)行仿真計(jì)算（通過(guò)查閱資料得知高爐爐襯內(nèi)表面與爐氣的復(fù)合換熱系數(shù)、冷卻壁與冷卻水的對(duì)流換熱系數(shù)以及高爐外表面與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)），從而得出高爐爐襯的溫度場(chǎng)分布情況。本文對(duì)九個(gè)不同厚度的高爐爐襯進(jìn)行了仿真計(jì)算，根據(jù)仿真計(jì)算中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度值對(duì)測(cè)溫裝置傳感器的布設(shè)方式以及布設(shè)數(shù)量進(jìn)行了數(shù)值分析，得出了一維測(cè)溫裝置以及三維測(cè)溫裝置的傳感器布設(shè)位置以及布設(shè)數(shù)量。

4、　　3、為求出高爐爐襯內(nèi)表面的溫度場(chǎng)分布情況，本文采用了共軛梯度法對(duì)高爐爐襯內(nèi)表面的溫度場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算。即通過(guò)xn點(diǎn)列正向得到測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，結(jié)合測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)量值求出目標(biāo)函數(shù)的最小值。當(dāng)點(diǎn)列xn滿足目標(biāo)函數(shù)的收斂條件時(shí)，我們認(rèn)為點(diǎn)列的初始猜測(cè)值即為高爐爐襯內(nèi)表面的溫度值。
　　4、在對(duì)高爐爐襯內(nèi)表面的溫度場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算時(shí)，需要獲得探測(cè)棒（高爐爐襯厚度）的實(shí)時(shí)長(zhǎng)度與溫度傳感器的測(cè)量值。本文針對(duì)該問(wèn)題設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件相關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度