基于TRIZ理论的热风炉拱顶温度模型设计.pdf

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1、第３期（总第２０２期）机械工程与自动化No．３２０１７年６月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONJun．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０３‐０１８１‐０２基于TRIZ理论的热风炉拱顶温度模型设计纪冬丽（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，山东莱芜２７１１０４）摘要：主要介绍了利用TRIZ理论解决热风炉拱顶温度检测。通过TRIZ原理，找出相应的检测手段；应用虚拟测量技术，在热风炉拱顶的炉皮外安装接触式K型热电偶，通过热电偶测量值与拱顶温度检测值的关系建立数据模型，从而达到检测拱顶温

2、度的目的。关键词：TRIZ；拱顶温度；虚拟测量；数据模型；热风炉中图分类号：TP１８３文献标识码：B0引言使用现有的电偶安装孔和外层固定金属钢管，没热风炉是钢铁冶炼过程中重要的热交换装置，为有成本要求，但由于电偶插入深度不够，拱顶温度检测高炉提供规定温度的热风。高风是高炉性价比最高、的准确度较低。如果使用新的电偶安装孔和外层固定利用率最高的能源，是高炉炼铁过程中提高利用系数，金属钢管，拱顶温度检测的准确度提高了，但费用较［１］降低焦比的有效措施。在热风炉的快速燃烧期和蓄高，只能在热风炉大修时实现，而且安装后同样会出现热

3、期，拱顶温度都是一个重要的指标，通过提高热风炉电偶孔变形损坏和预埋管烧断裂等情况。为此我们从拱顶温度；降低拱顶温度与风温的差值，以提高热风风问题分析中抽取出问题矛盾。［２］温。如果拱顶温度较低，在送风期将不能保证规定的２．１技术矛盾分析热风温度；反之，拱顶温度过高将会对拱顶造成损伤。矛盾一：检测拱顶温度则需要重新安装检测元件某钢厂５＃、６＃高炉热风炉系统拱顶温度采用S电偶，费时费力。型热电偶检测，由于已使用８年时间，电偶安装孔已出需要改善的特性是：１７＃温度。现不同程度的变形及损坏，外层固定金属钢管也有部系统恶化的特性

4、是：３３＃操作流程的方便性。分烧损断裂，目前约半数热电偶安装孔已无法使用，如对照矛盾矩阵表第１７行３３列得出两个创新原果拱顶温度检测电偶无法使用，将会使热风炉操作人理：２６＃复制原理、２７＃廉价替代品原理。员在烧炉过程中失去参考依据，进而影响高炉工长对矛盾二：温度检测的准确性和电偶的插入深度。炉况的控制。在拱顶温度缺失、不能及时恢复的情况需要改善的特性是：２７＃可靠性。下，应用TRIZ理论，建立数据模型，通过虚拟测量得系统恶化的特性是：４＃静止物体长度。出相应的拱顶温度极其重要。对照矛盾矩阵表第２７行４列得出４个创新原

5、理：1TRIZ理论概述１５＃动态特性原理、２９＃气压和液压结构原理、２８＃机TRIZ理论由前苏联发明家阿奇舒勒在１９４６年械系统替代原理、１１＃事先预防原理。创立，英文全称是TheoryoftheSolutionofInventive通过总结分析，我们应用TRIZ中的２６＃复制原［３］Problems（发明问题解决理论）。TRIZ通过分析人理以及１１＃事先预防原理，通过应用热风炉拱顶温度类已有的技术创新成果，总结出技术系统发展进化的虚拟测量技术，在热风炉拱顶位置的炉皮处安装接触客观规律，并形成人们发明创新、解决工程问题

6、的系统式K型热电偶，通过此虚拟检测值与拱顶温度检测值化的方法学体系，即基于知识的、面向人的发明问题解的关系建立数据模型，从而达到检测拱顶温度的目标。决系统化方法学。TRIZ理论的主要内容包括创新思维并且，即使在现有的拱顶温度测量装置损坏的情况下，方法和问题分析方法、技术系统进化法则、过程矛盾解也可以使用虚拟检测出来的拱顶温度值来确保高炉炉决原理、发明问题标准解法、发明问题解决算法TRIZ长对炉况的掌控，以达到事先预防故障发生的目的。［４］等，通过这些矛盾问题的分析、转化，找出解决手段。２．２物理矛盾分析2运用TRIZ理

7、论进行矛盾抽离、问题分析在测量拱顶温度时，我们希望热电偶能够插入足收稿日期：２０１６‐０１‐１２；修订日期：２０１７‐０３‐１１作者简介：纪冬丽（１９８５‐），女，安徽池州人，工程师，本科，目前从事炼铁行业自动化控制的研究、应用及现场仪表维护工作。·１８２·机械工程与自动化２０１７年第３期够的深度，才能测出拱顶的实际温度，但插入的深度越由于在热风炉燃烧过程中，检测到的燃烧数据可深，电偶的使用寿命缩短，还需要安装新的电偶安装孔能受到现场环境的影响，使得数据存在不完整及不一和外层固定金属钢管。如果将热电偶安装孔处砖体及致的

8、特性，影响所建立模型的准确性，因此应进行数据外层钢管整体更换，能从根本上解决目前存在的问题，预处理。但是整体更换费用较高，且只能在热风炉大修时进行，３．２数据的剔除和归一化处理但是热风炉大修在短期内无法实现。在采集到的热风炉拱顶炉皮处的温度以及煤气压我们利用解决物理矛盾的整体与部分分离原理，力、流量、温度中，由于各种数据的范围及单