Коксовая печь относится к категории самых сложных печей в металлургической промышленности. Процесс нагревания коксовой печи представляет собой термический процесс, отличающейся перерывами в одной камере сгорания, но непрерывным процессом во всей печи. На него влияет множество факторов.
Система автоматического контроля прогрева коксовой печи играет важную роль для стабилизации качества кокса, продления срока службы печи, экономии энергии, снижения потребления и защиты окружающей среды. Однако из-за сложности конструкции коксовой печи и особенностей производства, на большинстве металлургических предприятий изначально использовались термопары для постоянного измерения и контроля температуры коксовой печи в процессе плавки. Наблюдалось большое отставание в сфере контроля данных процессов, а инвестиции и затраты на техническое обслуживание требовались ощутимые. Особенно трудно точно измерить температуру, когда возникают такие факторы как закоксование.
Благодаря улучшению большого числа интеллектуальных методов контроля, уже многие металлургические заводы используют современное инфракрасное тепловизионное оборудование для повышения производительности систем автоматического измерения температуры горения коксовых печей.
Среди основных сфер применения можно выделить следующие:
- Автоматическое измерение температуры корпуса коксовой печи в режиме онлайн.
Использование специально настроенной высокотемпературной инфракрасной тепловизионной камеры, которую устанавливают непосредственно на небольшую крышку топочного отверстия в верхней части печи или на дымоходах возле коксовой печи. Нагрев корпуса печи можно измерить бесконтактным методом измерения температуры. Запись данных, повторный отбор проб и регрессионный анализ позволяют исключить ошибки измерения температуры, которые могут возникнуть при визуальном осмотре или при использовании термопар. Точность измерения температуры тепловизионной камерой может сохраняться на уровне ±2°C. - Измерение температуры неочищенного газа.
В процессе коксования летучие вещества угля выходят из коксовальной камеры с образованием неочищенного газа, который проходит через соединительное колено подъемного патрубка, а потом собирается в коллекторе газа. Изменения температуры неочищенного газа в определенной степени отражают изменения процесса коксования угля в камере коксования. Поэтому металлургические заводы обычно измеряют изменения температуры неочищенного газа, чтобы проводить оценку готовности кокса и температуры материала. Однако сложно сформировать экспоненциальную модель индекса коксования с помощью термопар для измерения температуры неочищенного газа в соединительном колене или трубе. Поэтому использование инфракрасного тепловизора может обеспечить непрерывное измерение, что очень важно для построения модели данных о температуре. - Температура поверхности коксового пирога.
Центральная температура коксового пирога напрямую отражает равномерность готовности кокса. Это комплексный результат поперечного и вертикального нагрева коксовой печи, что выступает важной основой оценки совершенства конструкции коксовой печи и режима нагрева. При изменении горячего коксового газа, изменении времени коксования, изменении сорта угля и соотношения необходимо измерять внутреннюю температуру коксового пирога. Однако измерение температуры поверхности коксового пирога имеет недостатки, связанные с высокими трудозатратами, тяжелыми условиями эксплуатации и сложностями при проведении прямого онлайн-измерения.
Таким образом, использование инфракрасной тепловизионной камеры вместо стандартных методов измерения позволяет точно измерить общую температуру поверхности коксового пирога, а не только его внутреннюю температуру. Технология измерения температуры с помощью инфракрасных тепловизионных камер необходима для стабилизации температуры печи, снижения энергопотребления и улучшения качества кокса.