凤宝特钢高炉炉缸炉底侵蚀监测系统技术要求

河南凤宝特钢高炉大修工程高炉炉缸炉底侵蚀检测报警系统

技术要求

2018年 9月

精品文档

1．系统编号及名称

高炉炉缸炉底侵蚀检测报警系统。

2．技术数据

本方案依据图纸图号60-1801KP12-01^13 编制。

卖方提供的设备应完全符合图纸中的设计，包括功能、结构、规格型号与参数、安全、施工作业等方面的技术要求，并保证符合有关国家、行业技术规范和标准以及买方

提供的技术资料的要求。

卖方提供的设备应功能完整，技术先进，并能满足人身安全和劳动保护条件。外露

的转动件均须设置防护罩，且便于拆卸，不妨碍设备维修。

卖方负责整套系统硬件和软件供货、安装、调试，直至买方和业主方验收合格。所

供系统内设备应具有国际质量认证资质，性能优良、运行可靠，符合环保要求。

3.功能

该系统主要在高炉炉底、炉缸的不同纵向和径向位置布置 196 个温度检测点（为预防施工时损毁，考虑备用点），对不同部位的耐材温度进行实时监测，并重点监测炉缸易侵蚀区域，通过炉底炉缸热电偶对各测温点进行在线监测；

热电偶采取预埋的方式与炉底炉缸耐材砌筑同步安装，通过专用气密装置集中引出并采取严格的安全防护措施；

通过数据采集系统采集所有热电偶的数据，建立测点温度数据库，数据存储周期≥

一代炉役；

开发软件，实现炉基、炉缸、炉底温度场的自动计算，侵蚀状况图形绘制与分析等

功能，实现炉底炉缸侵蚀变化的在线监测和自动预警；4．主要组成

本系统包括炉底炉缸热电偶、气密装置、接线箱、数据采集柜、数据采集模块、通

讯光缆、工控机、操作系统及软件、施工安装所需材料等。

5．实施方案

详见图号 60-1801KP12-01^13

6.主要技术参数与规格

6.1 炉底炉缸专用柔性热电偶

热电偶的性能和质量是保证热电偶寿命的前提条件，因此热电偶选型非常重要。鉴

于炉底炉缸特殊的工作环境，热电偶必须具备耐高温（最高温约1150℃）、耐还原（含碳量高）、抗渗碳、机械性能好（弯曲度可达到150°）的特性。

为了实现炉底炉缸热电偶的安全长寿，仪表选型为高炉炉底炉缸专用热电偶，并要

求提供专利证书。

性能要求如下：

1） Inconel600合金材料

热电偶套管采用在核工业中常用的Inconel600合金材料，该种合金材料具有良好

的耐高温、耐腐蚀、抗还原、抗氧化、抗氮化、抗渗碳、抗蠕变断裂等性能，可长期在1100℃以下的温度环境内稳定工作，短时间内可承受1200℃的高温。

2）采用特殊热处理工艺

炉底炉缸专用热电偶需采取特殊热处理工艺，使热电偶具有良好的抗拉伸、抗弯曲、抗剪切性能，至少可承受10 次 150°的弯曲。

3）补偿导线一体式封装

鉴于高炉炉底炉缸外围的湿气、粉尘、煤气等工况环境，而且检修、维护的操作空

间很小，为了保证热电偶的稳定性，减少该区域的维护量，所有热电偶在出厂前封装约

15m补偿导线，将热电偶的接线端和维护端引导环境更好、更便于维护的区域。

4）其他技术参数与规格

测量范围： 0～1100℃

直径： 3mm

精度：Ⅰ级（ |T|*0.4% ）

弯曲度：至少可承受10 次 150°的弯曲

6.2气密装置

1）采用不锈钢材质 , 如图纸 60-1801KP12-12 所示，规格： ADE-LGQS-QMYC；

2）气密装置应有良好的密封效果，使用高性能的密封材料，严禁泄漏，提供有效

的泄漏补救措施；

3）每套气密装置内安装约不多于30 支热电偶；

4）在气密装置上应有与电偶编号相对应的易识别标识；

6.3接线箱

1）仪表端子接线箱采用全不锈钢材质。规格：ADE-LGQS-JXX，尺寸为高 x 深 x 宽= 450x300x400mm。

2）防护等级： IP65 ；

3）接线箱底部开电缆进线孔，并附带密封装置；

6.4数据采集柜

本系统共设采集柜 1 套，主要技术参数要求如下：

1）室内型，防护等级不低于IP42；

2）与高炉区域内已有PLC柜尺寸、标准、颜色一致，高×宽×深=2200mm×800mm ×600mm；

3）带柜内前后照明及通风风扇装置，柜内照明通过限位开关与门互锁；面板采用

不小于 2.0mm厚的冷轧板，柜体表面采用静电喷塑工艺；独立的接地排，采用仿威图标

准设计及制造；

4）柜子配有 220VAC常用三孔电气插座，方便调试工具的现场接入。柜内有独立接

地铜排。柜子内部配线以方便维护，空间合适为宜；

5）柜中的风扇、照明、铜排、绝缘子等随盘订货；

6）数据采集模块，每个模块8 通道，安装于采集柜内。

6.5 工控机

上位机主机及显示器，配置水平不低于以下要求：

CPU酷睿 i7 双核、 3.0GHZ；内存 8G；硬盘 1T（可按需要增加硬盘容量）；带光驱、100/1000 兆以上网卡； 22"TFT 分辨率 1920×1080 显示器；预装正版操作系统；计算机

三年质保，一年上门服务。

6.6系统软件

6.6.1操作系统及软件

1）采用最新成熟版本，需提供正版授权、软件著权证书及软件产品登记证书，方便升

级。

2）安装正版数据采集系统的编程调试软件及培训资料；

3）安装较新版本开放式数据库软件Oracle 10g ；

4）应用软件开放、不加密；

5）提供 OPC通信接口，在授权的情况下其它系统可通过以太网接口访问并读取本系统

的数据库。

6）所有软件均须提供安装光盘。

6.6.2 、软件

依据高炉设计结构、炉底炉缸砌筑图、耐材测温点布置图、耐材结构及性能参数、

热电偶温度数据等针对炉底炉缸炉衬残厚、渣铁壳的变化、冷却器监测等采用三维传热

分析建立一套直观的在线实时监测的，能为高炉安全长寿提供量化指标的预警系统，整

体系统目标如下：

1)利用三维传热“正问题”数学模型结合“反问题”操作炉型计算在线自动计算

冷却壁热面温度、砖衬厚度、渣皮厚度、渣皮脱落频率，图像重建三维操作炉型；

2)针对不同材质、不同结构、不同区域的冷却壁进行温度场建模计算，结合实际

监测结果和炉况变化，给出“激变区”、“渐变区”、“微变区”的量化热负

荷及挂渣厚度管理标准；

3)定期采集各测温点的温度数据，进行滤波（滤除异常数据），并建立数据库；

4)用图形化界面显示各测温点的物理位置（标高、角度、插入深度等）、当前温度和

趋势曲线；

5)炉底炉缸坐标网格的划分；

6)炉底炉缸任意一坐标点的物理坐标、当前温度、材质、耐材厚度、渣铁壳厚度

等信息可随鼠标的移动自动显示；

7)炉底炉缸等温线、温度场（温度云图）、残衬厚度、渣铁壳厚度的自动计算、存

储、显示和历史查询；

8)自动绘制炉底炉缸不同角度剖面（纵剖面）、不同高度剖面（横截面）的等温线、

温度场（温度云图）；

9)自动绘制炉底炉缸不同角度剖面（纵剖面）、不同高度剖面（横截面）炉缸炉底

三维侵蚀内型和渣铁壳形状；

10)支持温度数据、等温线、温度场（温度云图）、耐材厚度、侵蚀内型、渣铁壳厚

度、渣铁壳形状等的历史查询功能；

11)护炉时能自动计算并显示炉底炉缸渣铁壳的生成位置、厚度、形状；