CN104534895B - 加热炉物料温度均匀性测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热炉物料温度均匀性测量装置及方法，本装置包括流量计、调节阀、冷却水管、冷却水进口温度检测热电阻、冷却水出口温度检测热电阻、现场数据显示记录仪表和PLC或DCS***；本方法在加热炉内不同区域布置上述测量装置，根据加热炉温度调节调节阀，将实时记录的冷却水流量、冷却水进出口温度送至PLC或DCS***；水温超过70℃‑90℃时将测量装置从加热炉内取出；计算出各套装置冷却水带走的热量；根据计算结果绘制成热量‑时间的曲线，实时监控炉内各区域的加热强度；本发明采取直接模拟加热物料的方式来获取加热炉内不同区域的物料加热均匀性效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热炉物料温度均匀性测量装置及方法。
背景技术
工业炉窑加热领域为了实现对物料加热过程的控制，一般需要对加热过程中的坯料温度的均匀性进行监控，目前常用的方法是根据加热炉内不同位置布置的几根热电偶温度来辨别炉内物料加热是否均匀，但由于热电偶温度根本不能直接代表物料的加热温度，因为热电偶温度是炉内各加热源（火焰、三原子炉气以及炉墙等）以及冷却源（物料、水冷装置等）对热电偶的综合温度，而且只能代表热电偶那一点的温度，所以该种方式在日常生产中经常出现各区域布置的热电偶显示温度均匀，但实际加热物料温度均匀性较差，给生产带来麻烦。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种加热炉物料温度均匀性测量装置及方法，采取直接模拟加热物料的方式来获取加热炉内不同区域的物料加热均匀性效果。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种加热炉物料温度均匀性测量装置，其特征在于：包括流量计、调节阀、冷却水管、冷却水进口温度检测热电阻、冷却水出口温度检测热电阻、现场数据显示记录仪表和PLC或DCS***；
冷却水管的中部位于加热炉炉体内，冷却水管的两端分别从炉体伸出位于炉体外部，冷却水管的两端分别为冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口处依次设有流量计和调节阀，在加热炉炉体内的冷却水管两端分别设有冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻；冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻与现场数据显示记录仪表连接，流量计通过现场数据显示记录仪表与PLC或DCS***连接。
所述的加热炉物料温度均匀性测量装置，其特征在于：在加热炉炉体内的冷却水管上设有保温层。
一种加热炉物料温度均匀性测量方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：在加热炉内不同区域布置上述测量装置，布置的数量根据实际物料温度加热均匀性的精度要求而定，具体为每套测量装置之间的间隔为300mm-1000mm；
步骤二：根据加热炉炉体内温度调节各套冷却水上的调节阀，确定调节的水流量在流量计精度测量范围内，确保冷却水出口的水温不超过90℃，并记录实时的冷却水流量数据；
步骤三：实时记录冷却水进口和冷却水出口的水温值， 并将实时记录的各套装置的冷却水流量、冷却水进口温度和冷却水出口温度送至PLC或DCS***；
步骤四：PLC或DCS***内设置水温超高报警，当水温超过90℃时需要将测量装置在线从加热炉内取出；
步骤五：PLC或DCS***根据冷却水进口和冷却水出口的温度以及冷却水流量后台计算出各套装置冷却水带走的热量；
计算方式为：（冷却水出口温度-冷却水进口温度）*冷却水流量*水的比热容；
步骤六：根据计算的各区域中每套测量装置的冷却水带走的热量绘制成热量-时间的曲线，实时监控炉内各区域的加热强度，根据各套测量装置的数据计算出的热量相等则炉内各区域加热均匀，若差异较大则说明加热炉内实际各部分的加热均匀性较差，对比各区域绘制的热量-时间曲线可以清晰的得出加热炉物料的加热均匀性效果。
所述的加热炉物料温度均匀性测量方法，其特征在于：步骤一中每套测量装置之间的间隔为500mm-600mm。
本发明的有益效果是：通过在加热炉内不同区域布置该装置，由于该装置的受热面远大于热电偶，可以直接反映该区域的物料加热情况，提高加热过程质量，适合推广使用。
对水的加热直接模拟了炉内物料的加热，根据水流量、温度计算出的热量是炉内各区域综合加热的效果，其反应物料加热均匀性效果远高于热电偶，从而可以提高了物料加热温度跟踪的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明测量装置的结构示意图。
图2为图1中A-A向剖视方向的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示：一种加热炉物料温度均匀性测量装置，包括流量计5、调节阀6、冷却水管7、冷却水进口温度检测热电阻8、冷却水出口温度检测热电阻9、现场数据显示记录仪表11和PLC或DCS***12；
冷却水管的中部位于加热炉1炉体内，冷却水管的两端分别从炉体伸出位于炉体外部，冷却水管的两端分别为冷却水进口4和冷却水出口10，冷却水进口处依次设有流量计和调节阀，在加热炉炉体内的冷却水管两端分别设有冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻；冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻与现场数据显示记录仪表连接，流量计通过现场数据显示记录仪表与PLC或DCS***连接。
在加热炉炉体内的冷却水管上设有保温层2。
测量装置可以多套同时使用，各套测量装置上的流量计均通过现场数据显示记录仪表将数据输送到一个PLC或DCS***。
一种加热炉物料温度均匀性测量方法，包括如下步骤：
步骤一：在加热炉内不同区域布置上述测量装置，布置的数量根据实际物料3温度加热均匀性的精度要求而定，具体为每套测量装置之间的间隔为500mm-600mm；
步骤二：根据加热炉炉体内温度调节各套冷却水上的调节阀，确定调节的水流量在流量计精度测量范围内，确保冷却水出口的水温不超过80℃，并记录实时的冷却水流量数据；
步骤三：实时记录冷却水进口和冷却水出口的水温值， 并将实时记录的各套装置的冷却水流量、冷却水进口温度和冷却水出口温度送至PLC或DCS***；
步骤四：PLC或DCS***内设置水温超高报警，当水温超过80℃时需要将测量装置在线从加热炉内取出；
步骤五：PLC或DCS***根据冷却水进口和冷却水出口的温度以及冷却水流量后台计算出各套装置冷却水带走的热量；
计算方式为：（冷却水出口温度-冷却水进口温度）*冷却水流量*水的比热容；
步骤六：根据计算的各区域中每套测量装置的冷却水带走的热量绘制成热量-时间的曲线，实时监控炉内各区域的加热强度，根据各套测量装置的数据计算出的热量相等则炉内各区域加热均匀，若差异较大则说明加热炉内实际各部分的加热均匀性较差，对比各区域绘制的热量-时间曲线可以清晰的得出加热炉物料的加热均匀性效果。
对水的加热直接模拟了炉内物料的加热，根据水流量、温度计算出的热量是炉内各区域综合加热的效果，其反应物料加热均匀性效果远高于热电偶，从而可以提高了物料加热温度跟踪的准确性。本发明可以完全替代目前采用的热电偶测温方式，更好的对加热物料的加热过程进行监控。
Claims (4)
1.一种加热炉物料温度均匀性测量装置，其特征在于：包括流量计、调节阀、冷却水管、冷却水进口温度检测热电阻、冷却水出口温度检测热电阻、现场数据显示记录仪表和PLC或DCS***；
冷却水管的中部位于加热炉炉体内，冷却水管的两端分别从炉体伸出位于炉体外部，冷却水管的两端分别为冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口处依次设有流量计和调节阀，在加热炉炉体内的冷却水管两端分别设有冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻；冷却水进口温度检测热电阻和冷却水出口温度检测热电阻与现场数据显示记录仪表连接，流量计通过现场数据显示记录仪表与PLC或DCS***连接。
2.根据权利要求1所述的加热炉物料温度均匀性测量装置，其特征在于：在加热炉炉体内的冷却水管上设有保温层。
3.一种加热炉物料温度均匀性测量方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：在加热炉内不同区域布置如权利要求1-2任一项所述的加热炉物料温度均匀性测量装置，布置的数量根据实际物料温度加热均匀性的精度要求而定，具体为每套测量装置之间的间隔为300mm-1000mm；
步骤二：根据加热炉炉体内温度调节各套冷却水上的调节阀，确定调节的水流量在流量计精度测量范围内，确保冷却水出口的水温不超过90℃，并记录实时的冷却水流量数据；
步骤三：实时记录冷却水进口和冷却水出口的水温值， 并将实时记录的各套装置的冷却水流量、冷却水进口温度和冷却水出口温度送至PLC或DCS***；
步骤四：PLC或DCS***内设置水温超高报警，当水温超过90℃时需要将测量装置在线从加热炉内取出；
步骤五：PLC或DCS***根据冷却水进口和冷却水出口的温度以及冷却水流量后台计算出各套装置冷却水带走的热量；
计算方式为：（冷却水出口温度-冷却水进口温度）*冷却水流量*水的比热容；
步骤六：根据计算的各区域中每套测量装置的冷却水带走的热量绘制成热量-时间的曲线，实时监控炉内各区域的加热强度，根据各套测量装置的数据计算出的热量相等则炉内各区域加热均匀，若差异较大则说明加热炉内实际各部分的加热均匀性较差，对比各区域绘制的热量-时间曲线可以清晰的得出加热炉物料的加热均匀性效果。
4.根据权利要求3所述的加热炉物料温度均匀性测量方法，其特征在于：步骤一中每套测量装置之间的间隔为500mm-600mm。
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