[发明专利]一种乙烯裂解炉炉管红外智能分析系统

说明书

一种乙烯裂解炉炉管红外智能分析系统，包括依次连接的：图像采集模块、温度监测模块、结焦诊断模块与健康管理模块；图像采集模块利用红外热成像在线监测系统获取裂解炉炉管及燃烧器的红外图像，建立裂解炉炉管红外图像数据库；温度监测模块采用红外图像处理与识别方法，从处理后的乙烯裂解炉炉管的红外图像中提取并记录乙烯裂解炉炉管外表面温度；结焦诊断模块结合人工智能与数据挖掘的技术，建立乙烯裂解炉炉管结焦程度诊断与预测模型，实现对结焦异常状况的提前预警与针对性跟踪；健康管理模块对乙烯裂解炉炉管结焦程度诊断与预测模型得到的结果进行炉管的健康评估，并提供维修决策支持。本发明能够实现裂解炉炉管检测、诊断、维修的一体化管理。

技术领域

本发明涉及一种乙烯裂解炉炉管的温度检测。特别是涉及一种乙烯裂解炉炉管红外智能分析系统。

背景技术

乙烯是石油化工产业最基本的原料，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工产业发展水平的重要标志之一。然而，在由热裂解法生产乙烯的过程中，裂解炉炉管总是不可避免的产生渗碳和结焦，会极大影响乙烯企业的生产效益。在裂解炉炉管结焦的诸多成因中，裂解炉炉管外表面金属温度是最主要的影响因素之一。因此，研究如何精准测量裂解炉炉管外表面温度，进而准确诊断和预测裂解炉炉管的结焦程度，成为保障裂解炉运行安全、提高裂解炉生产效益、使乙烯行业走向工业智能化的关键问题之一。

目前，裂解炉炉管外表面温度测温技术主要为接触式和非接触式两类。接触式测温法是指在测温过程中将测温元件直接放入被测物体或其温度场中，最常见的接触式测温元件为热电偶温度传感器。这种方法虽然测量精度高，但由于热电偶与被测物体紧密接触，会影响被测物体的温度场分布，而且热电偶在高温环境中极易损坏或产生温度漂移，一旦损坏只有停炉检修方可更换，因无法及时更换常造成盲烧状况；另外，由于热电偶位于炉管底部，不能有效监测裂解炉辐射段的温度和最高温度。在非接触式测温法方面，常见的有红外测温枪定位测温法、红外热像法、多光谱测温法等。其中，使用最为广泛的方式是人工手持非接触式红外测温枪，经裂解炉的观测窗口进行瞄准测温。然而，裂解炉的观测窗口周围温度极高，通过人工瞄准测温的方式难度大，而且该方法同时具有测量精度低、随意性强、一次性所测得的炉管数目有限等缺点。

近年来，部分裂解炉开始采用红外热成像在线监测炉管，但功能多为炉管表面温度可视化显示、超温报警等功能，未能进行有效的结焦趋势预测和炉管寿命评估。烧焦过程中缺乏有效的过程跟踪手段，使得烧焦不彻底造成开工后炉管结焦加剧，严重时会造成炉管堵塞。火嘴故障不能及时发现，单根炉管COT过高，导致炉管内表面金属过氧化，使得炉管结焦严重。

现有技术对乙烯裂解炉表面温度的检测主要是通过智能测温装置测量温度数据和距离数据来完成，仅能检测整根炉管整体的平均温度，无法获取炉管指定点位的温度值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种能够保障裂解炉运行安全、提高裂解炉生产效益的乙烯裂解炉炉管红外智能分析系统。

本发明所采用的技术方案是：一种乙烯裂解炉炉管红外智能分析系统，包括依次连接的：图像采集模块、温度监测模块、结焦诊断模块与健康管理模块；其中：

所述的图像采集模块利用红外热成像在线监测系统获取裂解炉炉管及燃烧器的红外图像，建立裂解炉炉管红外图像数据库；

所述的温度监测模块采用红外图像处理与识别方法，从处理后的乙烯裂解炉炉管的红外图像中提取并记录乙烯裂解炉炉管外表面温度；

所述的结焦诊断模块结合人工智能与数据挖掘的技术，建立乙烯裂解炉炉管结焦程度诊断与预测模型，实现对结焦异常状况的提前预警与针对性跟踪；

所述的健康管理模块对乙烯裂解炉炉管结焦程度诊断与预测模型得到的结果进行炉管的健康评估，并提供维修决策支持。