В таких отраслях промышленности, как высокотемпературная металлургия и цветная металлургия, безопасность и оптимизация эффективности производства всегда были важными вопросами, волнующими предприятия.
Традиционные методы ручного контроля имеют узкие места, такие как низкая скорость распознавания и низкая производительность в режиме реального времени в условиях высокой температуры и высокой запыленности.
Однако всестороннее применение технологии инфракрасного тепловидения меняет стандартную парадигму промышленного мониторинга.
В этой статье будет представлен углубленный анализ ценности внедрения этой технологии в металлургической промышленности на основе реальных случаев применения.
1. Проблемы мониторинга и технологические прорывы на промышленных объектах
Специфика среды металлургического производства определяет, что система мониторинга должна решать множество технических проблем. Если взять в качестве примера работу преобразователя, то мониторинг температуры стенки печи в реальном времени включает в себя сложные требования, такие как автоматическое позиционирование точек с высокой температурой и моделирование толщины огнеупорного материала.
Интеллектуальная система анализа инфракрасного тепловидения преобразователя использует всепогодную пассивную технологию тепловидения для получения карты распределения поля температуры корпуса печи и выявления аномальных зон нагрева.
Его основная ценность заключается в преобразовании данных о температуре стенок печи в количественную основу раннего предупреждения, помогая компаниям создать соответствующую модель толщины огнеупорного материала и температуры поверхности.
В сценарии обнаружения короткого замыкания в электролитическом баке традиционный метод проверки требует ручной проверки один за другим, что неэффективно и создает угрозу безопасности.
Система обнаружения электролитических ячеек для цветной металлургии использует алгоритмы машинного зрения и двухосный поворотный стол с сервоприводом для быстрого обнаружения коротких замыканий между пролетами и ячейками путем отслеживания отклонений температуры катода.
Система сочетает в себе изображения в реальном времени и методы управления многомерными данными рабочих кривых для реализации цифрового отслеживания состояния поверхности канавок.
2. Логика построения системы мониторинга всего процесса
Ценность применения промышленной тепловизионной технологии отражается не только в одноточечном мониторинге, но и в систематическом управлении и контроле на протяжении всего производственного процесса.
В сценарии эксплуатации доменной печи тепловизионная система колошника доменной печи может наблюдать за износом желоба и сгоранием стержня для измерения поперечной температуры в режиме реального времени. Система имеет функцию автоматической защиты выхода камеры и получает информацию о потоке воздуха и состоянии ткани путем моделирования нескольких линий перекрестного измерения температуры.
В сочетании с системой визуализации фурм доменной печи, контролирующей в реальном времени движение кокса и состояние распылителей пылевидного угля, операторы могут напрямую наблюдать ключевые показатели, такие как аномальное падение шлаковой пленки в дежурном помещении.
Для процесса спекания система тепловизионного анализа хвостовой части агломашины обеспечивает научную основу для оценки рациональности системы спекания путем анализа содержания FeO в сечении и толщины слоя красного огня в режиме реального времени.
Его технология извлечения признаков может автоматически определять характеристики распределения температуры и устранять влияние человеческого фактора.
Система мониторинга тележек для спекания осуществляет удаленное централизованное управление через облачную платформу YSIR, автоматически записывает вход и выход тележки, а также время использования, упрощая процесс обслуживания и проверки.
3. Многочисленные гарантии механизма предупреждения о безопасности
При транспортировке расплавленного чугуна помехи от дыма и пыли приводят к неточному ручному контролю уровня жидкости, что легко может привести к несчастным случаям с переливом. Система контроля уровня расплавленного чугуна использует технологию визуализации потока воздуха, проникающую через дым, для связи систем взвешивания и диспетчеризации для обеспечения автоматической сигнализации уровня жидкости. Его функция регулировки улучшения изображения может фильтровать фоновые помехи и отображать четкое положение уровня жидкости в режиме реального времени.
Система управления безопасностью крюка ковша предназначена для процесса движения и подъема, чтобы предотвратить серьезные несчастные случаи, вызванные опрокидыванием ковша и отсоединением головки крюка.
Для предотвращения и контроля риска проникновения преобразователя необходим постоянный мониторинг изменений температуры корпуса печи.
Система раннего предупреждения по тепловизионному изображению конвертера может автоматически выявлять аномальные температуры поверхности корпуса печи, определять дефекты футеровки и заранее предупреждать о высокой температуре.
В процессе выпуска конвертерная система обнаружения шлака автоматически определяет стальной шлак и связывает скользящую пластину, чтобы закрыть выпускное отверстие, тем самым контролируя содержание стального шлака на низком уровне и оптимизируя показатель текучести.
4. Поддержка данных для усовершенствованного управления
Углубленное развитие промышленного интеллекта неотделимо от усовершенствованного сбора и анализа данных.
Система мониторинга жизненного цикла высокотемпературного контейнера автоматически сопоставляет «идентичность» контейнера с исторической кривой повышения температуры для достижения систематической оценки состояния резервуара и снижения риска износа мешка.
Система онлайн-идентификации номеров слябов использует алгоритмы глубокого обучения для идентификации чисел и цветов в режиме реального времени, обеспечивая синхронизацию с данными производственной линии и образуя замкнутый цикл обработки данных.
В сценарии управления угольным бункером система раннего предупреждения о возгорании угольного бункера нацелена на риск самовозгорания угольной груды и анализирует тенденцию повышения температуры, чтобы обеспечить раннее предупреждение и связь со спринклерной системой до того, как возникнет пожар.
Система управления безопасностью ленты включает в себя обнаружение разрывов, определение отклонений, контроль посторонних веществ на поверхности материала и другие функции, позволяющие снизить потери конвейерного оборудования.
5. Адаптивность аппаратного обеспечения
Стабильная работа системы тепловизионного контроля зависит от адаптивности аппаратного обеспечения к суровым условиям работы.
Инфракрасная тепловизионная камера для наблюдения за доменной печью имеет конструкцию линзы с микроапертурой, небольшим оконным проемом и диапазоном измерения до 1600°C, что отвечает потребностям мониторинга внутренней среды доменной печи.
Инфракрасная тепловизионная камера с охлаждением по фэншуй оснащена двухслойной защитой из нержавеющей стали и поддерживает 24-часовую бесперебойную работу.
Для легковоспламеняющихся и взрывоопасных зон взрывозащищенная тепловизионная камера с двойным освещением достигает уровня взрывобезопасности Exd IICT6Gb.
Антикоррозионная тепловизионная камера с одним источником света оснащена защитным чехлом из специального материала, который устойчив к сильным кислотам и щелочам и подходит для сильных коррозийных сред, таких как электролизеры.
6. Результаты проверки отраслевой практикой
Практическое применение многих сталелитейных компаний подтвердило надежность технологии инфракрасного тепловидения в металлургической области.
На примере мониторинга вращающейся печи система тепловизионного анализа вращающейся печи помогает регулировать процесс обжига окатышей, отслеживая форму пламени сопла и траекторию материала в печи. Синхронный контроль внутренних и внешних стенок позволяет определить место коррозии огнеупорного материала.
В сталеплавильном конвертере система анализа пламени в устье печи решает проблему невозможности наблюдать за реакцией в печи после закрытия взрывозащищенной двери и анализирует цвет и температуру пламени с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.
7. Взгляд на направление технологической эволюции
Внедрение технологии цифровых двойников открывает новые возможности для систем промышленного мониторинга.
Система мониторинга доменной печи создает платформу панорамного отображения на основе технологии цифровых двойников, восстанавливает физические сцены доменных печей и воздухонагревателей, осуществляет прогнозный мониторинг состояния оборудования и способствует управлению жизненным циклом активов.
В области выплавки жидкой стали высокотемпературная промышленная центральная система управления печью VD/RH/LF точно отображает форму и краевое состояние расплавленной стали, выдутой аргоном, помогает разумно контролировать интенсивность продувки аргоном для снижения потерь, а также обеспечивает прозрачное управление и контроль процесса плавки.
Углубленное применение технологии инфракрасного тепловидения в промышленной сфере, по сути, представляет собой систематическую интеграцию сенсорных технологий, обработки изображений, алгоритмов искусственного интеллекта и знаний о механизмах процессов.
От точечного мониторинга до полного контроля процесса, от пассивного раннего предупреждения до активной оптимизации — этот технологический путь обеспечивает практические решения для обеспечения безопасности производства и повышения эффективности в высокотемпературных отраслях промышленности, таких как металлургия, цветная металлургия, электроэнергетика и химическая промышленность.
С дальнейшей интеграцией таких технологий, как цифровые двойники и периферийные вычисления, промышленные интеллектуальные системы мониторинга будут развиваться в сторону многомерного прогнозируемого обслуживания и адаптивного управления.
