背景
隨著國際產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國冶金工業(yè)取得了巨大成就。政府工作報告對“十四五”期間我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出新要求，“改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”、“協(xié)同推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”。鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也迎來向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型階段。針對高爐區(qū)域的安全升級與加強管理，也是目前鋼鐵企業(yè)面臨的一項重大挑戰(zhàn)。
高爐是用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸5部分。煉鐵初期階段，將人工制成的燒結(jié)礦或者球團(tuán)作為煉鐵基本原料，與焦炭、煤粉等輔料一同從高爐頂經(jīng)撒料機(jī)均勻鋪灑進(jìn)高爐內(nèi)部，然后經(jīng)由熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)（1400℃）通過熱風(fēng)管吹入高爐內(nèi)。高溫促使焦炭產(chǎn)生的一氧化碳與燒結(jié)礦中的氧化鐵發(fā)生還原反應(yīng)分離出鐵元素生成生鐵水，待煉鐵工序完成后從爐底出鐵口位置一同放出鐵水和渣鐵，釋放過程中使用撇渣器進(jìn)行渣鐵分離，最終由鐵水罐或魚雷罐運輸至轉(zhuǎn)爐區(qū)域精煉成鋼。
煉鐵是一個持續(xù)運作的過程，現(xiàn)代化高爐從開始投入使用至壽命終結(jié)這一段歷程一般長達(dá)十幾年甚至二十幾年，除了檢修以及特殊事故導(dǎo)致停爐，其它情況下都需要保障高爐正常使用，因此在高爐出現(xiàn)異常狀態(tài)之前對其進(jìn)行及時、有效的提前預(yù)警顯得尤為關(guān)鍵。
對此，我們針對冶金用戶需求設(shè)計出一套用于高爐健康診斷的“智慧”紅外監(jiān)測系統(tǒng)，以此為用戶高爐健康、穩(wěn)定運行提供助力。
行業(yè)現(xiàn)狀
2020年3月8日，上海寶鋼高爐發(fā)生火災(zāi)事故，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)是由于熱風(fēng)爐短管內(nèi)襯脫落，造成管道爆裂，高溫?zé)犸L(fēng)直接噴涌而出形成火光，直接損失達(dá)上千萬；2019年10月31日，吉林磐石一鋼鐵廠發(fā)生高爐爐頂爆炸事故，造成工人1死2輕傷；2019年5月29日，南昌一高爐煤氣管道發(fā)生燃燒爆炸事故，直接導(dǎo)致現(xiàn)場人員1死9傷。根據(jù)冶金行業(yè)事故分析，高爐區(qū)域是一個事故多發(fā)地，一旦發(fā)生危險，將直接造成巨大的生命財產(chǎn)損失。
經(jīng)過此前項目經(jīng)驗以及多方實地調(diào)研了解到，目前高爐區(qū)域普遍存在隱患排查不及時、排查效率低等問題。傳統(tǒng)排查方式大多是通過人工肉眼觀察、敲擊外殼聆聽以和人工打點，過于依賴經(jīng)驗判斷，并且人工排查方式無法及時發(fā)現(xiàn)缺陷位置，難以確認(rèn)現(xiàn)場風(fēng)險程度。特別是高爐、熱風(fēng)爐和熱風(fēng)管道等位置的耐材缺陷位置如果未能及時發(fā)現(xiàn)，則在上千度的高溫環(huán)溫中極易讓缺陷點迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致耐材和外殼被燒穿，發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。并且在發(fā)現(xiàn)問題后若是無法判斷現(xiàn)場風(fēng)險程度，則容易讓檢修人員陷入巨大的安全風(fēng)險之中。對于目前高爐區(qū)域的安全防護(hù)而言，做到“早發(fā)現(xiàn)、早處理”是有效防止事故發(fā)生的重要方式。因此對于冶金用戶而言，一套能夠?qū)崟r監(jiān)測高爐區(qū)域各個關(guān)鍵位置健康狀態(tài)的系統(tǒng)是必不可少的。
紅外監(jiān)測系統(tǒng)以紅外熱成像技術(shù)、圖像分析處理技術(shù)、AI視覺識別技術(shù)為主體，達(dá)到生產(chǎn)過程智能監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)建模分析、安全隱患自動排查等目的。通過進(jìn)一步優(yōu)化人機(jī)交互界面，以便適應(yīng)多元化的應(yīng)用場景。同時以實際應(yīng)用為基礎(chǔ)，在主控中心搭建后端管理平臺，對整套紅外測溫系統(tǒng)進(jìn)行集中、統(tǒng)一管理，提高工人工作效率，為冶金行業(yè)“安全生產(chǎn)、提質(zhì)增效”提供助力。
整套系統(tǒng)是“智慧”紅外健康診斷服務(wù)整體應(yīng)用架構(gòu)的綜合體現(xiàn)，旨在以紅外設(shè)備為核心的智能監(jiān)控技術(shù)，對現(xiàn)場熱風(fēng)設(shè)備的溫度實時監(jiān)測、紅外設(shè)備的狀態(tài)實時反饋、被測區(qū)域的溫度告警、歷史數(shù)據(jù)的分類查詢等應(yīng)用提供全方位保障，為用戶提供測溫、管理一站式服務(wù)，助力高爐現(xiàn)場“安全生產(chǎn)、提質(zhì)增效”。