一种高炉定点设备智能点检控制系统 |
|||||||
| 申请号 | CN202311606594.6 | 申请日 | 2023-11-29 | 公开(公告)号 | CN117636605A | 公开(公告)日 | 2024-03-01 |
| 申请人 | 马鞍山钢铁股份有限公司; | 发明人 | 廖海欧; 徐兆春; 刘晓力; 王成伟; 杨杨; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 高炉 定点设备智能点检控制系统，包括业务层、专家经验层、数据层、 算法 层和模 块 层，算法层和专家经验层连接有输入模块；模块层包括炉缸全寿命不均匀侵蚀智能点检实时预警模块、 风 口小套漏 水 智能点检实时报警模块、炉体冷却壁 冷却水 泄漏 智能点检实时预警模块和串罐无料炉顶装料设备早期 缺陷 智能点检报警模块；本发明依据AI Alarm智能系统，根据设备运行数据，结合高炉高作业率运行的模块数据，建立高炉炼 铁 4大关键设备运行点检预警和报警模块，解决高风险 煤 气区域设备巡检负荷，为高炉煤气区域应用场景开发设备安全、稳定、长寿、高作业率智能运维技术，实现设备缺陷状态可控，降低设备事故发生率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高炉定点设备智能点检控制系统，其特征在于：包括业务层、专家经验层、数据层、算法层和模块层，所述算法层和专家经验层连接有输入模块， |
||||||
| 说明书全文 | 一种高炉定点设备智能点检控制系统技术领域[0001] 本发明涉及高炉设备智能管理远程监控的技术领域，具体讲是一种高炉定点设备智能点检控制系统。 背景技术[0002] 基于大数据、人工智能和机器学习技术的智能运维模式发展；我国钢铁产能位居世界第一，炼铁生产高炉装备近千座，特大型高炉已达三十余座，高炉长寿高作业率是钢铁行业绿色低碳的主要路径之一，本世纪初我国开始特大型高炉引进、消化、吸收现已经全面掌握，高炉关键设备炉顶、冷却壁、风口、炉缸，全部处于煤气区域，人工巡检作业安全风险极高，早期设备故障及时发现针对性采取运维对策，可有力支撑绿色低碳生产持续进步。 [0003] 依据AI Alarm智能工作流程，选取现有生产运行中反应设备运行状况的数据，结合高炉高作业率运行的专家经验数据，建立设备运行智能点检预警模型，完全符合智能制造应用场景需求；也为高风险煤气区域特定应用场景的高炉设备安全、稳定、长寿、高作业率运维，实现设备缺陷状态可控，降低设备事故发生，提供数字化解决方案。 [0004] 百年高炉炼铁生产经验给出了关键设备点检运维难题：1.高炉多铁口交替出铁炉缸侵蚀不均匀的“短板效应”是高炉长寿的痛点；2.风口小套磨蚀漏水的“随机性”是高炉日常提升冶强的要点；3.炉体冷却壁侵蚀漏水的“精准控制”是高炉长期顺行的难点；4.炉顶装料设备的“准确顺畅”是高炉稳定高效的关键点。 [0005] 中国专利公开号为CN201210591093用高炉功能模型对高炉冷却水热负荷智能化模拟检测系统，是应用于冶金高炉冷却水热负荷检测领域。该发明首先建造高炉为主体的目标模型平台，在平台上安装涉及冷却水热负荷检测的装置，形成热负荷功能型高炉模型；运用网络检测技术、传输技术将热负荷数据传输到远程服务器的数据库，将高炉热负荷功能模型转为热负荷数据模型；应用软件系统对数据进行分析，得出高炉热负荷智能化检测结果。但无法对高炉本体四大关键设备的早期缺陷进行预警。 [0006] 中国专利公开号为CN201911147631一种智能设备点检系统及智能设备点检的方法，包括：数据录入模块、阈值设定模块、数据比较模块以及执行模块；所述数据录入模块将各种生产设备的参数信息录入进所述智能设备点检系统；所述阈值设定模块可以对各种生产设备的参数信息的阈值进行设定；所述数据比较模块可以将实时录入进所述智能设备点检系统的数据信息与所述阈值设定模块内对应的各种生产设备的参数信息进行比较，以检测各种生产设备是否存在异常；大大地缩短了各种生产设备检测的时间，也无需各种生产设备停机，有效的提高了液晶显示面板的生产效率。但不符合高炉工艺特点的应用场景，及高炉15年以上长寿周期设备全过程管理。 发明内容[0007] 因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种高炉定点设备智能点检控制系统；该系统基于高炉定点设备管理平台和服务器构建出的高炉定点设备管理监控方法依据AIAlarm智能系统，根据设备运行数据，结合高炉高作业率运行的模块数据，建立高炉炼铁4大关键设备运行点检预警和报警模块，解决高风险煤气区域设备巡检负荷，为高炉煤气区域应用场景开发设备安全、稳定、长寿、高作业率智能运维技术，实现设备缺陷状态可控，降低设备事故发生率。 [0009] 所述输入模块，用于采集定点设备温度数据和水流量数据； [0010] 所述数据层，用于依靠专家经验和故障机理，确定所采集的温度数据和水流量数据，转换为模型的输入参数； [0011] 所述算法层，用于通过标准比较、统计量计算、设定值比较特征转化和特征提取过程挖掘出隐含的关联特征，经过经验公式的计算、机理推导规则的设计和AI算法的应用，建立设备状态预警、报警模型； [0012] 所述模块层，用于实时数据进入到模块层，模块层给出综合预警结果，显示预警的等级、异常的现象，以及关联特征的表现、分析、描述、及建议采取的措施，将信息汇总到交互系统界面。 [0013] 所述业务层，用于形成交互系统界面，同时将模块层输出的信息给到现场人员，进行确认和跟踪，记录操作结果信息形成报告，再反馈给模块层，完成设备监控模型的闭环优化流程； [0014] 所述模块层包括炉缸全寿命不均匀侵蚀智能点检实时预警模块、风口小套漏水智能点检实时报警模块、炉体冷却壁冷却水泄漏智能点检实时预警模块和串罐无料炉顶装料设备早期缺陷智能点检报警模块。 [0015] 进一步，所述炉缸碳砖全寿命不均匀侵蚀预警模块包含炉缸各层碳砖内外温度实时监控、各铁口区域温度变化趋势对比及日、周、月铁口出铁顺序。 [0016] 进一步，所述高炉风口漏水实时报警模块包括易损坏的风口小套子单元，易损坏的风口小套子单元用于监控每个风口小套子进水流量、出水流量和冷却水温数据。 [0017] 进一步，所述炉体冷却壁泄漏预警模块包括易破损的炉腰以上冷却壁子单元，所述易破损的炉腰以上冷却壁子单元用于实时监控各冷却水通道、进水流量、出水流量和冷却水温度变化趋势。 [0018] 进一步，所述串罐无料钟炉定装料设备早期设备缺陷模块包含各液压设备动作超时监控子单元、液压站指标监控子单元和油位变化趋势子单元，所述液压站指标监控子单元和油位变化趋势子单元用于实时监控油位、油压、油温和下罐压力。 [0019] 本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种高炉定点设备智能点检控制系统，具有如下优点： [0020] 1、本发明高炉定点设备智能点检控制系统充分利用现有的炼铁生产运行采集的工艺数据，选取反应设备运行状况的数据，及现代高炉设备运行近三十年积累的经验数据，开发高炉关键设备在线运行智能预警和报点检系统，利用炉缸全寿命侵蚀不均匀预警模块、风口漏水实时报警模块、冷却壁侵蚀冷却水泄漏预警模块以及无料钟炉顶设备早期缺陷预警模块，实现高炉设备运行在线监控，及时准确地对设备早期缺陷进行预警、报警，为生产操作、设备维护，及时有效的采取科学防范应对措施，提供传承的、合理的、精准的技术数据支撑。 [0021] 2、本发明高炉定点设备智能点检控制系统具有以下优点： [0022] 1.发掘设备运行异常数据的价值，提升高炉设备运维智能化水平； [0023] 2.大幅降低煤气危险区域设备点检维护人员的作业时间及工作负荷，实现本质安全； [0024] 3.通过系统自己学习系统，记录操作结果信息形成报告，再反馈给模型，完成设备监控模型的闭环优化流程，为智慧点检积累建立大数据平台； [0025] 4.推进设备运维管养修及“检维一体”信息化智能点检平台建设。保障设备安全平稳运行、实现设备精准维护维修、提高设备作业率及使用寿命，支撑高炉炼铁生产低碳、绿色、安全、智能技术进步。附图说明 [0026] 图1为本发明高炉定点设备智能点检控制系统的系统拓朴结构图； [0027] 图2是本发明高炉定点设备智能点检控制系统逻辑原理图； [0028] 图3是本发明高炉定点设备智能点检控制系统点检模型图； [0029] 图4是本发明高炉定点设备智能点检控制系统中炉顶装料设备预警模型图； [0030] 图5是本发明高炉定点设备智能点检控制系统中炉体冷却壁泄漏预警模型图； [0031] 图6是本发明高炉定点设备智能点检控制系统中高炉风口漏水实时报警模型图； [0032] 图7是本发明高炉定点设备智能点检控制系统中炉缸碳砖全寿命不均匀侵蚀预警模型图。 具体实施方式[0033] 下面将结合附图1‑图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0034] 如图1‑3本发明高炉定点设备智能点检控制系统的示意图，本发明通过改进在此提供一种高炉定点设备智能点检控制系统，包括业务层、专家经验层、数据层、算法层和模块层，算法层和专家经验层连接有输入模块， [0035] 输入模块，用于采集定点设备温度数据和水流量数据； [0036] 数据层，用于依靠专家经验和故障机理，确定所采集的温度数据和水流量数据，转换为模型的输入参数； [0037] 算法层，用于通过标准比较、统计量计算、设定值比较特征转化和特征提取过程挖掘出隐含的关联特征，经过经验公式的计算、机理推导规则的设计和AI算法的应用，建立设备状态预警、报警模型； [0038] 模块层，用于实时数据进入到模块层，模块层给出综合预警结果，显示预警的等级、异常的现象，以及关联特征的表现、分析、描述、及建议采取的措施，将信息汇总到交互系统界面。 [0039] 业务层，用于形成交互系统界面，同时将模块层输出的信息给到现场人员，进行确认和跟踪，记录操作结果信息形成报告，再反馈给模块层，完成设备监控模型的闭环优化流程。 [0040] 模块层包括炉缸全寿命不均匀侵蚀智能点检实时预警模块、风口小套漏水智能点检实时报警模块、炉体冷却壁冷却水泄漏智能点检实时预警模块和串罐无料炉顶装料设备早期缺陷智能点检报警模块。 [0041] 本实施例高炉关键定点设备智能点检系统中定点设备包含炉缸、风口、冷却壁、炉顶，并根据各自工艺特点进行预警、报警。 [0043] 在实施过程中，高炉关键设备智能点检系统用户界面，4个模块系统出现异常时“红闪”报警，点击“红闪”区块进入子模型查看、处理异常。 [0044] 在实施过程中，异常报警处理处理结束，直接生成检修工单、检修计划、异常处理台账；每周对检修工单清理、完善定修计划，做周评价；定修结束提示定修项目进行描述，直接生成定修台账；台账对检测信号、电气控制、设备缺陷、工艺损耗进行分类；在实施过程中，查看异常报警历史清单，及定修计划确认完善。 [0045] 本实施例高炉关键定点设备智能点检系统中必须完成冶金生产设备点检定修管理全部功能；具有选择性读取高炉本体运行数据中，能够反映设备运行状况的采集点数据，能够契合炼铁生产工艺及设备运维经验分区域制定设备早期缺陷预报警模型。 [0046] 本实施例高炉关键定点设备智能点检系统设有炉顶装料设备时间逻辑模块、冷却壁冷却水水超平均值模块、风口冷却水超历史值模块和炉缸碳砖温度区域不均匀模块[0047] 其系统界面操作过程如下：本实施例高炉关键定点设备智能点检系统界面首页：分别设有预警查看区块图形按钮、和运行趋势查看区块按钮和进入4个子区域模块主页； [0048] 本实施例高炉关键定点设备智能点检系统界面点击预警查看区块图形按钮“闪烁”时点击进入预警区域主页；在预警区域主页查看预警点历史趋势做初步判断是否立即处理；同时对预警点进行分类填写(误报、检测元件、信号传输、电气、系列、卡阻、破损等)；需要立即恢复，安排设备维护人员进行恢复，恢复后确认检测数据恢复正常；恢复后确认检测；需要高炉休风恢复，制定操作应对措施，确定定修方案；需要高炉休风恢复填写检修工单，生成定修计划。 [0049] 本实施例高炉关键定点设备智能点检系统界面点击运行趋势查看区块按钮，进入4个区域模型主页后，可以查看设备运行数据的趋势变化、查看设备异常报警处理历史台账、查看设备异常报警分类统计、每周查看定修计划及检修工单、每周查看调整定修计划及检修工单内容。 [0050] 最后返回首页。 [0051] 如图7所示，炉缸碳砖全寿命不均匀侵蚀预警模块包含炉缸各层碳砖内外温度实时监控、各铁口区域温度变化趋势对比、及日、周、月铁口出铁顺序。 [0052] 本实施例操作界面中左上为铁口中心线层碳砖电偶布置图；分1#、2#、3#、4#铁口区域，任何区出现碳砖温度点超阈值该区域“闪烁”；上中为出铁铁口排序日、周、月建议(四个铁口全给出如3、2、1、4)；左下为四个铁口区域碳砖温度变化趋势，铁口区域我们取4‑5，5‑6，7‑8，9‑10，11‑12五层内侧温度点‑‑十字中心线划分4个区域；右上为内侧碳砖温度点从高到底排序，超阈值“红闪”；右中为外侧碳砖温度点从高到底排序，超阈值“红”；右下下异常处理确认、异常历史台账“按钮”点击弹出人机“对话窗口”；点击历史台账“按钮”查看检修工单及定修项目内容；点击“修改定修项目内容、方案”弹出修改人机“对话窗口”。 [0053] 如图6所示，高炉风口漏水实时报警模块包括易损坏的风口小套子单元，易损坏的风口小套子单元用于监控每个风口小套子进水流量、出水流量和冷却水温数据。 [0054] 本实施例操作界面中左上为高炉全部风口布置任何一个风口小套流量数据超阈值进行“红闪”报警；左下为风口小套冷却水进出水总流量变化趋势；右上风口小套冷却水进口、出口流量、出水温度实时监控数据，超阈值出现“闪烁”；右下报警点清单数据，点击可进入查看报警点报警以来趋势；右下下异常处理确认、异常历史台账“按钮”点击弹出人机“对话窗口”；点击历史台账“按钮”查看检修工单及定修项目内容；点击“修改定修项目内容、方案”弹出修改人机“对话窗口”。 [0055] 如图5所示，炉体冷却壁泄漏预警模块包括易破损的炉腰以上冷却壁子单元，易破损的炉腰以上冷却壁子单元用于实时监控各冷却水通道、进水流量、出水流量和冷却水温度变化趋势。 [0056] 本实施例操作界面中左上为冷却壁布置分六个区，1#区位于1#铁口正上方、2#区位于2#铁口正上方、3#区位于2#‑3#铁口间上方、4#区位于3#铁口正上方、5#区位于4#铁口正上方，6#区位于1#‑4#铁口间上方任何区出现泄漏该区“闪烁”；左下为冷却壁冷却水总流量变化趋势；右上冷却壁冷却水进口、出口流量、出水温度实时监控数据，超阈值出现“闪烁”；右下报警点清单数据，点击可进入查看报警点报警以来趋势；右下下异常处理确认、异常历史台账“按钮”点击弹出人机“对话窗口”；点击历史台账“按钮”查看检修工单及定修项目内容；点击“修改定修项目内容、方案”弹出修改人机“对话窗口”。 [0057] 如图4所示，串罐无料钟炉定装料设备早期设备缺陷模块包含各液压设备动作超时监控子单元、液压站指标监控子单元和油位变化趋势子单元，液压站指标监控子单元和油位变化趋势子单元用于实时监控油位、油压、油温和下罐压力。 [0058] 本实施例操作界面中左侧炉顶装料各个设备动作时间实时监控，任何动作超时出现“闪烁”；右上为油位、油压、油温、下罐压力实时数据，超阈值出现“闪烁”；右下报警点清单数据，点击可进入查看报警点报警以来趋势；右下下异常处理确认、异常历史台账“按钮”点击弹出人机“对话窗口”；点击历史台账查看检修工单及定修项目内容，及修改定修项目内容、方案。 [0059] 点检案例1：有次炉顶设备区块“闪烁”报警，点击进入炉顶主页；查看为炉顶均压阀开、关出现超时报警，同时液压站邮箱油位下降20㎜。初步判断为均压阀动作漏油，操作切换到副均压阀运行，保证生产正常运行。同时通知设备维护人员到炉顶现场确认，发现均压阀油缸缸头“漏油”，下达检修工单，更换油缸及液压站邮箱补油，3小时后完成油缸更换及液压站邮箱补油工作，确认后操作切换回均压阀工作。并在历史记录中填写维修记录返回首页。 [0060] 点检案例2：有次冷却壁区块“闪烁”报警，点击进入冷却壁主页；查看为3#铁口上方区域冷却壁有冷却壁漏水预警，立即通知设备维护人员现场确认为13带冷却壁46B#通道冷却水管泄漏，对此漏水点进行跟踪观察，并下达检修工单定修穿管恢复“无漏冷却”；一周后46B#冷却水进水量上升，同时3#铁口出铁时有“喷溅”现象，安排操作对冷却水进口阀门关小控制进水流量，进水流量控小到50％时3#铁口出铁“喷溅”现象消失。同时对该区域炉壳温度监控炉壳温度60度可控，42天后高炉定修按计划完成穿管恢复“无漏冷却”。 [0061] 点检案例3：有次风口区块“闪烁”报警，点击进入风口主页；查看为7#风口小套冷却水漏水黄色报警，立即通知设备维护人员现场确认为7#风口小套被喷煤煤粉冲刷造成微漏，操作调整喷煤煤枪角度，并跟踪趋势变化，7#风口小套冷却水进水流量一直稳定，21天高炉定修更换7#风口小套恢复正常。 [0062] 点检案例4：有次风口区块“闪烁”报警，点击进入风口主页；查看为13#风口小套冷却水漏水红色报警，立即通知设备维护人员现场确认为13#风口小套被渣铁烧通重漏，操作将13#风口小套进水阀门关小控制进水流量，进水流量控小到30％；同时下达检修工单4小时后高炉休风停产，更换13#风口小套恢复正常。 [0063] 点检案例5：有次炉缸区块“闪烁”报警，点击进入炉缸主页；查看为2#铁口区域第五层13#碳砖温度检测外侧点温度升高15度，现场确认碳砖热电偶及信号通讯均正常，但该碳砖温度检测点温度持续每小时上升0.5度，初步判断为碳砖砖缝“窜煤气”所致，下达检修工单定修对该检测点区域“压浆”维护，12天后高炉定修对21#碳砖温度检测电偶四周开3个压浆孔进行压浆，21#碳砖温度检测点温度恢复正常。 [0064] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈