一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法、系统及存储介质与流程

一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法、系统及存储介质
1技术领域
1.本发明涉及双膛石灰窑悬挂缸的温度监测技术领域，特别地，涉及一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法、系统及存储介质。
2

背景技术：

2.双膛石灰窑是目前最先进的石灰生产装备之一，广泛的应用于工业石灰和建筑石灰的生产。它主要由相互镜像的两个竖式窑膛组成，生产过程中，向一侧窑膛内供应煤粉和助燃风，形成高温环境，使窑膛内石灰石高温分解，称为煅烧膛；向另一侧窑膛内装填常温物料，同时将燃烧膛形成的高温烟气从底部引入，从顶部排出，达到预热物料的作用，称该侧窑膛为蓄热膛。经过一个周期后(约14min)，两个窑膛相互交换角色，实现石灰的连续生产。由于其采用双膛煅烧-周期换向的工艺，煅烧生成的高温烟气和成品冷却形成的高温废气用于预热物料后再排出窑膛，排烟温度通常可以降低至120℃左右，因此具有很高的热量利用率。
3.现有技术中，燃烧膛和蓄热膛之间设置有悬挂缸式的环形通道，将两个相互平行的窑膛的气道相互连通，使高温烟气可以顺畅的从一个膛流入另一个膛。悬挂缸式的环形通由内外两层钢壳环绕而成，在钢壳外砌筑或浇筑有耐火和隔热材料。在两层钢壳内则形成一个环形的空腔，由于耐火材料外的工况温度高达1100℃，为了避免钢材在高温下强度变低，通常需要向环形空腔强制通风降温，以保证钢壳温度不至于过高。生产过程中，钢壳外的隔热材料由于磨损或开裂，都会导致钢壳局部温度超限，造成结构失效和破坏。因此，对悬挂缸外壳的温度监测和预警，就显得非常重要。
4.目前，主要采用在局部位置设置热电偶温度计的方法进行监测，用若干局部点的温度代替整体悬挂缸的温度，当测温点发生温度超温时发出预警，但是在测温点之外的位置出现局部超温时，无法有效预警，导致无法有效捕捉局部超温影响悬挂缸运行寿命的技术问题。
3

技术实现要素：

5.本发明提供的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法，解决了现有的悬挂缸温度监测时无法有效捕捉局部超温的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法，悬挂缸的气流冷却流道内设有多个测温点，相邻的两个所述测温点之间的流线长度相同，定义i为测温点编号，i∈[0，n]，沿气流冷却流道内的气流方向依次对测温点进行编号，0表示首个测温点的编号，n表示最后一个测温点的编号；定义n+1个测温点将气流冷却流道划分成n个测温区间j，j＝i+1，j∈[1，n]，j是测温区间编号，测温点i和测温点i+1之间的测温区间编号为j，包括如下步骤：
[0008]
s1，获取悬挂缸的气流冷却流道内的各个测温点i的风温ti；s2，采用公式
计算得到所述悬挂缸的预估平均壁面温度t
′w，其中，t
′w表示预估平均壁面温度，t0表示所述气流冷却流道的进气入口处的测温点的风温，tn表示气流冷却流道的排气出口处的测温点的风温， h为冷却气流与壁面之间的传热系数，a为总传热面积，m是冷却气流的风流量，c
p
是风比热；s3，根据各个所述测温点的所述风温，获取测温区间j 的模拟温升aj；根据模拟温升点aj对应的模拟温升曲线，确定在所述模拟温升曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升aj为异常温升，获取异常温升对应的区域为超温区域。
[0009]
进一步地，s3具体包括：s31，采用公式获取测温区间j的模拟温升aj；
[0010]
s32，对所述模拟温升aj的数列进行线性拟合得到第一拟合线性线， y1＝c1·
x1+b1；s33，获取各个所述模拟温升aj在所述第一拟合线性线上对应的拟合投影距离dj；s34，根据所述拟合投影距离dj获取平均投影值d
′
；s35，采用预设公式从各个所述模拟温升aj中获取满足预设公式对应的模拟温升aj为异常温升，其中，第一阈值k1的范围值为1.5至3；s36，确定所述异常温升对应的区域为超温区域。
[0011]
进一步地，s31包括：采用公式aj＝ln(t
′
w-t
i+1
)-ln(t
′
w-ti)，获取测温区间 j的对数温升aj。
[0012]
进一步地，s31包括：采用公式aj＝t
i+1-(1+const)
·
ti，获取测温区间j 的比例温升aj。
[0013]
进一步地，s31包括：采用公式获取测温区间j的相对温升aj，或者，s31包括：采用公式aj＝t
i+1-ti，获取测温区间j的平均温升aj。
[0014]
进一步地，还包括步骤：s41，从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后进行线性拟合得到第二拟合线性线，y2＝c2·
x2+b2；s42，判断预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差是否在预设误差值范围内；若预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差在预设误差值范围内，则进入步骤s5；s5，采用公式计算得到每一个所述异常温升对应的局部温度t
wc
(i+1)。
[0015]
进一步地，s42具体包括：s421，从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后进行线性拟合得到第二拟合线性线，y2＝c2·
x2+b2；根据c2与 k2的相关关系判断预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差是否在预设误差值范围内，其中，k2的范围值为1.5至3；s422，若|c2|＞k2，确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差不在预设误差值范围内，采用初始修正、加速迭代以及对折收的方式进行修正，其中，初始修正用于判断修正方向；加速迭代用于若前后两个预测值偏离方向相同时增大搜索步长，直至越界；对折收敛用于在加速迭代后对折搜索，更新上下限；s423，若|c|≤k2，确定预计平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差在预设误差值范围内，则进入步骤s5。
[0016]
进一步地，s42具体包括：
[0017]
初始修正：s411，更新拟合：从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后重新进行线性拟合得到第二拟合线性线，y2＝c2·
x2+b2；s412，收敛性判断：若|c2|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步
骤s5；s413，判断修正方向：若 c2＞k2，采用公式t
″w＝t
′
w-δt计算得到修正壁面温度t
″w，令方向标志s1＝1；若c2＜-k2，采用公式t
″w＝t
′w+δt计算得到修正壁面温度t
″w，令方向标志s1＝-1；
[0018]
加速迭代：采用修正壁面温度t
″w更新模拟温升，重新获取测温区间j的模拟温升aj，根据所述模拟温升aj重新获取拟合曲线；剔除在所述模拟曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升aj，重新拟合得到模拟测试曲线yn＝cnxn+bn，若|cn|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步骤s5；若cn＞k2，进行正向修正，将方向标志s0继承s1值，并令方向标志s1＝1，如果s0
·
s1＞0，采用公式δt
′
＝k3·
δt对步长加速，采用公式t
″w＝t
′
w-δt
′
计算得到修正壁面温度t
″w，回到加速迭代的起始处；如果s0
·
s1＜0，结束加速迭代进入对折收敛，令t
max
＝t
′w，t
min
＝t
″w，若cn＜-k2，进行负向修正，将方向标志s0继承s1值，令方向标志s1＝-1，如果s0
·
s1＞0，采用公式δt
′
＝k3·
δt对步长加速，采用公式t
″w＝t
′w+δt
′
计算得到修正壁面温度t
″w，回到加速迭代的起始处；如果s0
·
s1＜0，结束加速迭代进入对折收敛，令t
max
＝t
″w，t
min
＝t
′w，
[0019]
对折收敛：采用公式计算得到更新壁面温度t
″′w，将更新壁面温度t
″′w代替预估平均壁面温度t
′w，进而更新预估平均壁面温度；采用更新后的预估平均壁面温度t
′w，重新获取测温区间j的模拟温升aj，根据所述模拟温升aj重新获取拟合曲线；剔除在所述拟合曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升aj，重新拟合得到模拟测试曲线ym＝cmxm+bm；若|cm|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步骤s5；若cm＞k2，令t
max
＝t
″’w，返回对折收敛的起点；若 cm＜k2，令t
min
＝t
″’w，返回对折收敛的起点。
[0020]
本发明还提供一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测系统，包括温度传感器和具有气流冷却流道的悬挂缸，温度传感器与测温点一一对应布设，温度传感器用于监测对应的测温点的温度，多个温度传感器沿气流冷却流道的延伸方向间隔布设，相邻两个温度传感器之间的流线长度相同，还包括计算器装置，计算器装置包括存储器、处理器、以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法。
[0021]
本发明还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法的步骤。
[0022]
本发明具有以下有益效果：
[0023]
本发明的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法，通过获取各个测温点i的风温ti，通过各个测温点i的风温ti预估壁面平均温度t
′w，通过公式获取测温区间j的的模拟温升aj；最后根据模拟温升aj和模拟温升曲线的相对关系，寻找模拟温升曲线上偏离大于预设阈值模拟温升aj确定局部超温区域；本发明采用基于风流(冷却气流)与壁面的传热规律，推导和设计了采用监测点测量温度，推算悬挂缸整体温度，利用均值排查法和模拟温升的变化使超温点发生显性变化，确定局部超温区域，能精确的测量悬挂缸平均温度，并捕捉到悬挂缸局部的温度超温，对悬挂缸局部超温的捕捉和监测更加灵敏，可以为生产现场提供及时的预警，从而有效延长悬挂缸运行寿命。
[0024]
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。
下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
4附图说明
[0025]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0026]
图1是本发明一个实施例中的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法流程图；
[0027]
图2是本发明中的一个实施例中的步骤s3的流程示意图；
[0028]
图3是本发明一个实施例中的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法流程图之二；
[0029]
图4是本发明一个实施例中的步骤s42的流程示意图；
[0030]
图5是本发明中的双膛石灰窑用悬挂缸的结构示意图之一；
[0031]
图6是本发明中的双膛石灰窑用悬挂缸的结构示意图之二；
[0032]
图7是本发明中的一个具体的监测实例的原理示意图之一；
[0033]
图8是本发明中的一个具体的监测实例的原理示意图之二；
[0034]
图9是本发明中的一个具体的监测实例的原理示意图之三。
[0035]
图例说明：
[0036]
100、悬挂缸；10、外侧壳体；20、内侧壳体；30、环形气流通道；31、进气通道；32、排气通道；40、中间隔板；50、螺旋旋入螺旋片；60、螺旋旋出螺旋片；70、温度传感器；80、进气管道；90、排气管道。
5具体实施方式
[0037]
以应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作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。
[0039]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0041]
如图1所示，本发明提供的一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法，悬挂缸的气流冷却流道内设有多个测温点，相邻的两个所述测温点之间的流线长度相同，定义i为测温点编号，i∈[0，n]，沿气流冷却流道内的气流方向依次对测温点进行编号，0表示首个测温点的编号，n表示最后一个测温点的编号；定义n+1个测温点将气流冷却流道划分成n个测温区间
j，j＝i+1，j∈[1，n]，j是测温区间编号，测温点i和测温点i+1之间的测温区间编号为j，包括如下步骤：s1，获取悬挂缸的气流冷却流道内的各个测温点i的风温ti；s2，采用公式
[0042][0043]
计算得到所述悬挂缸的预估平均壁面温度t
′w，其中，t
′w表示预估平均壁面温度，t0表示所述气流冷却流道的进气入口处的测温点的风温，tn表示气流冷却流道的排气出口处的测温点的风温，h为冷却气流与壁面之间的传热系数，a为总传热面积，m是冷却气流的风流量，c
p
是风比热；s3，根据各个所述测温点的所述风温，获取测温区间j的模拟温升aj；根据模拟温升点aj对应的模拟温升曲线，确定在所述模拟温升曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升aj为异常温升，获取异常温升对应的区域为超温区域。
[0044]
本发明提供的本发明的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法，通过获取各个测温点i的风温ti，通过各个测温点i的风温ti预估壁面平均温度t
′w，通过公式获取测温区间j的的模拟温升aj；最后根据模拟温升aj和模拟温升曲线的相对关系，寻找模拟温升曲线上偏离大于预设阈值模拟温升aj确定局部超温区域；本发明采用基于风流(冷却气流)与壁面的传热规律，推导和设计了采用监测点测量温度，推算悬挂缸整体温度，利用均值排查法和模拟温升的变化使超温点发生显性变化，确定局部超温区域，能精确的测量悬挂缸平均温度，并捕捉到悬挂缸局部的温度超温，对悬挂缸局部超温的捕捉和监测更加灵敏，可以为生产现场提供及时的预警，从而有效延长悬挂缸运行寿命。
[0045]
可以理解地，本发明中，共设置n+1个温度传感器，多个温度传感器沿气流冷却流道内的气流方向排布，用自然数i依次对各测温点进行编号，i∈[0，n]，ti表示编号为i的温度传感器获得的温度值。显然，t0为编号为0的温度传感器测得的温度，也即气流冷却流道的进气入口处的测温点的风温，tn为编号为n的温度传感器测得的温度，也即气流冷却流道的排气出口处的测温点的风温。
[0046]
请参考图2，进一步地，s3具体包括：s31，采用公式获取测温区间j的模拟温升aj；s32，对所述模拟温升aj的数列进行线性拟合得到第一拟合线性线
[0047]
y1＝c1·
x1+b1(3)
[0048]
s33，获取各个所述模拟温升aj在所述第一拟合线性线上对应的拟合投影距离dj；s34，根据所述拟合投影距离dj获取平均投影值d
′
；s35，采用预设公式从各个所述模拟温升aj中获取满足预设公式对应的模拟温升aj为异常温升，其中，第一阈值k1的范围值为1.5至3；s36，确定所述异常温升对应的区域为超温区域。可以理解地，y1是指测温区间的模拟温升，x1是从测温区间的起点至测温区间的末端点的流线长度，c1是直线斜率，b1是直线截距。
[0049]
可以理解地，可以通过对所述模拟温升aj的数列进行线性拟合得到第一拟合线性线(即模拟温升曲线)，y1＝c1·
x1+b1。
[0050]
可以理解地，i表示为测温点(温度检测器)的编号，ti表示为测温点对应的风温，j(j＝i+1)表示测温点i和测温点i+1之间的测温区间编号，aj(即a
i+1
)表示编号为j的测温区间的模拟温升，也即编号为i的测温点至编号为i+1的测温点之间的模拟温升。具体实施时，若模拟温升a5较理论的模拟温升曲线(拟合曲线y1＝c1·
x1+b1)明显偏高，则表明标号5
的测温区间为超温区域。
[0051]
进一步地，采用公式
[0052]aj
＝ln(t
′
w-t
i+1
)-ln(t
′
w-ti)(2)
[0053]
获取测温区间j的对数温升aj。即a
i+1
＝ln(t
′
w-t
i+1
)-ln(t
′
w-ti)。
[0054]
进一步地，采用公式aj＝t
i+1-(1+const)
·
ti，获取测温区间j的比例温升aj。
[0055]
进一步地，采用公式获取测温区间j的相对温升aj。
[0056]
进一步地，采用公式aj＝t
i+1-ti，获取测温区间j的相对温升aj。
[0057]
请参考图3，进一步地，还包括s41，从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后进行线性拟合得到第二拟合线性线，y2＝c2·
x2+b2；s42，判断预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差是否在预设误差值范围内；若预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差在预设误差值范围内，则进入步骤s5；s5，采用公式计算得到每一个所述异常温升对应的局部温度t
wc
(i+1)。
[0058]
请参考图4，进一步地，s42具体包括：s421，从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后进行线性拟合得到第二拟合线性线，
[0059]
y2＝c2·
x2+b2(6)
[0060]
根据c2与k2的相关关系判断预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差是否在预设误差值范围内，其中，k2的范围值为1.5至3；s422，若|c2|＞k2，确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差不在预设误差值范围内，采用初始修正、加速迭代以及对折收的方式进行修正，其中，初始修正用于判断修正方向；加速迭代用于若前后两个预测值偏离方向相同时增大搜索步长，直至越界；对折收敛用于在加速迭代后对折搜索，更新上下限；s423，若|c|≤k2，确定预计平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw的误差在预设误差值范围内，则进入步骤s5。
[0061]
进一步地，初始修正：s411，更新拟合：从各个所述模拟温升aj中剔除所有的所述异常温升后重新进行线性拟合得到第二拟合线性线，y2＝c2·
x2+b2；s412，收敛性判断：若|c2|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步骤s5；s413，判断修正方向：若c2＞k2，采用公式t
″w＝t
′
w-δt计算得到修正壁面温度t
″w，令方向标志s1＝1；若c2＜-k2，采用公式t
″w＝tw′
+δt计算得到修正壁面温度t
″w，令方向标志s1＝-1；加速迭代：采用修正壁面温度t
″w更新模拟温升，重新获取测温区间j的模拟温升aj，根据所述模拟温升aj重新获取拟合曲线；剔除在所述模拟曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升aj，重新拟合得到模拟测试曲线yn＝cnxn+bn，若|cn|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步骤s5；若cn＞k2，进行正向修正，将方向标志s0继承s1值，并令方向标志s1＝1，如果s0
·
s1＞0，采用公式δt
′
＝k3·
δt对步长加速，采用公式t
″w＝t
′
w-δt
′
计算得到修正壁面温度t
″w，回到加速迭代的起始处；如果s0
·
s1＜0，结束加速迭代进入对折收敛，令t
max
＝t
′w，t
min
＝t
″w，若cn＜-k2，进行负向修正，将方向标志s0继承s1值，令方向标志s1＝-1，如果s0
·
s1＞0，采用公式δt
′
＝k3·
δt对步长加速，采用公式t
″w＝t
′w+δt
′
计算得到修正壁面温度t
″w，回到加速迭代的起始处；如果s0
·
s1＜0，结束加速迭代进入对折收敛，令t
max
＝t
″w，t
min
＝t
′w，对
折收敛：采用公式计算得到更新壁面温度t
″′w，将更新壁面温度 t
″′w代替预估平均壁面温度t
′w，进而更新预估平均壁面温度；采用更新后的预估平均壁面温度t
′w，重新获取测温区间j的模拟温升aj，根据所述模拟温升 aj重新获取拟合曲线；剔除在所述拟合曲线上偏离大于预设阈值的模拟温升 aj，重新拟合得到模拟测试曲线ym＝cmxm+bm；若|cm|≤k2，则确定预估平均壁面温度t
′w和实际平均壁面温度tw之间的误差在预设误差值范围内，进入步骤s5；若cm＞k2，令t
max
＝t
″’w，返回对折收敛的起点；若cm＜k2，令 t
min
＝t
″’w，返回对折收敛的起点。
[0062]
可以理解地，k1是设定的大于1的排查阈值，k1取值越大，敏感度越小，但误判几率也越小；k1取值越小，敏感度越大，但误判几率也更大，本发明中根据现场实际试取获得k1的范围值为1.5～3。在具体实施时，若di值满足
[0063][0064]
则表明编号为i的测温点至编号为i+1的测温点之间存在局部超温。进一步地，采用公式
[0065][0066]
计算得到平均投影值d
′
。
[0067]
可以理解地，在另一个实施例中，首先，获得各个测温点的风温ti，包括风温t0、t1、t2、t3、t4、...、t7、t8、t9、...、tn，包括测温区间j1至jn，其次，预估平均壁面温度t
′w；接着，获取模拟温升aj，包括a1、a2、a3、a4、...a7、 a8、a9、...an；根据模拟温升和模拟温升曲线，寻找出异常温升a4、a8；修正预估平均壁面温度，并进入步骤s3；重新获取比例温升aj，其中a4、a8不再计算。
[0068]
请参考图5和图6，本发明还提供一种双膛石灰窑悬挂缸温度监测系统，包括温度传感器和具有气流冷却流道的悬挂缸，温度传感器与测温点一一对应布设，温度传感器用于监测对应的测温点的温度，多个温度传感器沿气流冷却流道的延伸方向间隔布设，相邻两个温度传感器之间的流线长度相同，还包括计算器装置，计算器装置包括存储器、处理器、以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法。
[0069]
进一步地，气流冷却流道采用螺旋冷却通道，螺旋冷却通道包括螺旋旋入通道和螺旋旋出通道，螺旋旋入通道的顶部设有进气入口，螺旋旋出通道的顶部设有出气出口，螺旋旋入通道和螺旋旋出通道从悬挂缸的底部相互连通。
[0070]
进一步地，气流冷却流道采用环形冷却通道，环形冷却通道包括环形输入通道和环形输出通道，环形输入通道的顶部设有进气入口，环形输出通道的顶部设有出气出口，环形输入通道和环形输出通道从悬挂缸的底部相互连通。
[0071]
请再次参考图5和图6，可选地，双膛石灰窑悬挂缸温度监测系统具体结构如下：包括具有环形气流通道的悬挂缸100，悬挂缸100包括外侧壳体 10和内侧壳体20，外侧壳体10环绕内侧壳体20设置进而形成环形气流通道30，还包括中间隔板40、螺旋旋入螺旋片50以及螺旋旋出螺旋片60，中间隔板40设于外侧壳体10和内侧壳体20之间用于将环形气流通道
30 分隔形成进气通道31和排气通道32，螺旋旋入螺旋片50设于进气通道31 内用于使进气通道31形成螺旋旋入通道，螺旋旋出螺旋片60设于排气通道 32内用于使排气通道32形成螺旋旋出通道，螺旋旋入通道的进气端设有进气入口，螺旋旋出通道的排气端设有排气出口，螺旋旋入通道的排气端与螺旋旋出通道的进气端相互连通组合构成螺旋冷却通道。
[0072]
可以理解地，本发明中，外侧壳体10和内侧壳体20均采用钢制结构，中间隔板40、螺旋旋入螺旋片50以及螺旋旋出螺旋片60可采用钢制结构；螺旋旋入螺旋片50沿周向绕悬挂缸100布设且沿轴向向悬挂缸100的底部延伸以将冷却气流引入，螺旋旋出螺旋片60沿周向绕悬挂缸100布设且沿轴向向悬挂缸100的顶部延伸以将冷却气流引出。
[0073]
可选地，螺旋旋入螺旋片50环绕内侧壳体20旋入设于中间隔板40和内侧壳体20之间，以使进气通道31形成螺旋旋入通道，螺旋旋出螺旋片 60环绕中间隔板40旋出设于中间隔板40和外侧壳体10之间，以使排气通道32形成螺旋旋出通道。可以理解地，由于悬挂缸100的内侧温度高于外侧温度，为了便于降低内侧壳体20的温度，将螺旋旋入通道靠近内侧壳体 20设置。
[0074]
可选地，螺旋旋入螺旋片50环绕内侧壳体20旋入设于中间隔板40和内侧壳体20之间，以使进气通道31形成螺旋旋入通道，螺旋旋出螺旋片 60环绕中间隔板40旋出设于中间隔板40和外侧壳体10之间，以使排气通道32形成螺旋旋出通道。
[0075]
可选地，进气入口设于悬挂缸100的顶部，排气出口设于悬挂缸100 的顶部，螺旋旋入螺旋片50的底部设有第一通气孔，螺旋旋出螺旋片60 的底部设有第二通气孔，通过设置第一通气孔和第二通气孔以使螺旋旋入通道和螺旋旋出通道从悬挂缸100的底部连通，进而使螺旋旋入通道和螺旋旋出通道组合构成螺旋冷却通道。
[0076]
可选地，还包括设于悬挂缸100外并与进气入口连通的进气管道80，以及设于悬挂缸100外并与排气出口连通的排气管道90。进而便于通过进气管道80将冷却气流从悬挂缸100上方引入螺旋旋入通道内，将冷却后的冷却气流从悬挂缸100上方引出。
[0077]
可选地，为了便于检测螺旋冷却通道的温度，避免局部超温，螺旋冷却通道内均设有温度传感器70。可选地，温度传感器70采用热电偶。
[0078]
可选地，温度传感器70沿气流方向等流线长度间隔排布。
[0079]
可以理解地，在进行冷却时，从螺旋旋入通道的进气端送入冷却气流，冷却气流流经螺旋旋入通道，对螺旋旋入通道一侧的壳体进行冷却；之后冷却气流继续流动从螺旋旋入通道的排气端进入螺旋旋出通道的进气端，冷却气流流经螺旋旋出通道对螺旋旋出通道一侧的壳体进行冷却，最终从螺旋旋出通道的排气出口流出；本发明的双膛石灰窑用环冷悬挂缸，由于冷却风流道设置成贴合壁体设置的螺旋形，冷却气流流线方向的变化更加缓慢平和，避免了现有技术中的垂直或尖锐的流道折角，因此冷却气流的流动更加顺畅，冷却气流进出环形气流通道的压降相对现有技术有显著下降，同时，由于设计了螺旋气流通道避免了流道中的小夹角，整个流道中几乎不存在流场死区，可以有效的避免流场死区导致的局部超温，冷却气流在冷却的过程中流动阻力更小，冷却效果好。
[0080]
通过研究发现，现有技术悬挂缸温度监测是在悬挂缸缸体局部位置，设置若干热电偶温度计，通过直接捕捉测量点的温度异常，进行监测和预警，该方法只能捕捉到测量点位置及其附近的温度超限或是整体温度超限，对于离测量点一定距离位置处的温度变化敏感性不够，当测温点附近以外的区域出现局部超温时，测温点处的温度往往无明显变化，因
此无法对测温点意外区域的局部超温做出准确监测和及时预警；本发明中，采用基于均值排查的悬挂缸温度监测方法，通过计算测温间对数温升进行线性变化，有效捕捉局部超温，改善测温系统对局部超温的敏感性，为生产现场提供及时的预警，有效延长悬挂缸运行寿命。
[0081]
本发明还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的双膛石灰窑悬挂缸温度监测方法的步骤。
[0082]
本发明的温度监测方法的理论基础如下：
[0083]
首先，研究发现壁温与风温之间的函数关系：石灰窑运行时，环形通道处的物料温度一般维持在1100℃，物料温度通过耐火层和隔热层，传导到悬挂缸钢壳上的温度一般在500℃以下。由于环形通道处的物料温度场比较均匀，因此可以近视的认为，在没有局部破坏的时候，悬挂缸外壳各处温度基本均匀，用t
′w表示。而流体流经恒温壁面的换热过程可以由下式描述：
[0084]h·c·
dx
·
(t
w-t
x
)＝m
·cp
·
dt
x
[0085]
即：
[0086][0087]
对上式两边积分后，有：
[0088][0089]
式中，h为气体与壁面之间传热系数，在悬挂缸外壳各处基本相等；c 为气体与外壳的接触边界长度，δx为积分步长(即单个测温区间的流线长度)，c
×
δx＝a为接触面积；m是风流量；cp是风比热。
[0090]
通过上式可以推导出悬挂缸平均壁温公式：
[0091][0092]
式中，t1和tn分别是入口风温和出口风温，a是总传热面积，即悬挂缸外壳面积。
[0093]
接着：研究局部超温对风温的影响关系：
[0094]
定义监测点模拟温升，(对数温升、比例温升、相对温升、平均温升中的至少一种)。以下以对数温升为例进行说明：定义监测点对数温升aj(即a
i+1
)，
[0095]ai+1
＝ln(t
′
w-t
i+1
)-ln(t
′
w-ti)
[0096]
当测量点间间距δx相等时，显然：
[0097][0098]
即，在非异常温升各处，对数温升aj(即a
i+1
)为常数，而在异常温升处，对数温升aj会有明显差异。因此，可以通过对aj进行线性拟合，获得第一拟合线性线，y1＝c1·
x1+b1，明显偏离第一拟合线性线的点，即为异常温升。
[0099]
可以按如下的均值排查方法判断某点是否为明显偏离的点：
[0100]
可以按如下的均值排查方法判断某点是否为明显偏离的点：计算对数温升aj与第
一拟合线性线的投影距离dj，然后计算dj的平均值d
′
,由于异常温升个数一般较测温点的个数少很多，因此平均值d
′
会更加接近正常点与第一拟合线性线的投影距离，而异常温升dj值则远大于平均值d
′
，因此可以用下式排查异常温升：
[0101][0102]
预估平均壁面温度t
′w的修正方法：
[0103]
误差方向的修正：
[0104]
由于存在局部超温，或是对壁面换热系数h的估计误差，采用式(1) 计算预估壁面平均温度度t
′w时，会产生预估误差δt。实际平均壁面温度tw，式(1)预估的预估壁面平均温度度t
′w，误差δt＝t
′
w-tw。则采用预估的预估壁面平均温度度t
′w计算的对数温升aj(即a
i+1
)j：
[0105]ai+1
＝ln(tw+δt-t
i+1
)-ln(tw+δt-ti)
[0106]
采用实际的壁面温度计算的对数温升a’i
[0107][0108]
由于预估的壁面温度误差，导致的对数温升误差δai：
[0109][0110][0111]
两式相减，得到
[0112][0113]
显然，由于t
i+1
＞t
i-1
，当δt＞0时，有：因此有： a
i+1
＞ai，即ai斜率为正；同理，当δt＜0时，则ai斜率为负；反之亦然。因此可以通过ai直线的斜率判断预估误差的正负，斜率c＞0，则δt为正，预测的温度较实际温度高；斜率c＜0，则δt为负，预测的温度较实际温度低。
[0114]
加速修正方法：
[0115]
设置两个标记变量s0和s1，分别表示前一步和当前步的预估误差的方向，s＝-1表示正偏差，s＝+1表示负偏差。当相邻两次预测的预估误差方向相同，表明真实值在两次预测值的外侧，因此可以采用更大的迭代步，使得更加快速的捕捉到真实值所在范围。具体的方法如下：
[0116]
判断：
[0117]
如果s0·
s1＞0，则δt
′
＝k3·
δt，其中k3是大于1的加速系数；
[0118]
如果s0·
s1＜0，表明真实值在两次预测值的区间内，可以采用对折法进行进一步修正。
[0119]
对折修正法：
[0120]
当s0·
s1＜0，表明真实值在两次预测值的区间内，这时可以采用区间减半的对折方法，进一步缩小区间范围，实现对平均壁温的修正。具体的：
[0121]
①
将加速修正方法获得的t
″w的区间上下限分别记为t
min
和t
max
[0122]
②
计算区间中点值，作为壁面温度的新预测值
[0123][0124]
③
用更新的t
″′w值，重新拟合曲线；
[0125]
④
判读是否收敛，如果收敛，则结束，否者转步骤s105；
[0126]
⑤
用新预测值更新搜索区间，具体的：
[0127]
若c＞0，则表明新预测值在真值的上方，因此更新区间上限，t
max
＝t
″’w，转步骤
②
；
[0128]
若c＜0，则表明新预测值在真值的上方，因此更新区间下限，t
min
＝t
″’w，转步骤
②
；
[0129]
进一步地，局部超温值t
wc
的计算方法
[0130]
由下式：
[0131][0132]
推得：
[0133][0134]
其中，const＝b；
[0135]
对恒定壁温的传热过程有：
[0136][0137]
对局部超温附近的两测量点应用上述公式，有：
[0138][0139]
即：
[0140][0141]
监测点设置的足够密，则有
[0142]
|t
wc-ti|＞＞|t
i-t
i+1
|
[0143]
于是有：
[0144]
[0145]
因此有：
[0146][0147]
请参考图7、图8和图9，以一个具体的监测实例进行说明：在本实例中，壁面实际平均温度为600℃，冷流体入口温度25℃，冷流体出口温度250℃，共设置有21个测温点，其中，在编号4～5、8～9、12～13、16～17号测温点之间，存在局部高温，值为650℃。用式(1)预估的平均温差为50℃。则，测量获得的各点温度实际值，采用预估平均温度计算的对数温升值分别如下。图7分别给出了测量获得的各点温度实际值，和采用预估平均温度 (650℃)计算的对数温升值对应的曲线。从图上可以看到，局部超温点在测量温度曲线上并不能很明显的体现出异常，但是在对数温升曲线上，可以很明显的看到，在超温点，曲线的值相对于其他正常值偏差非常大。超温点对数温升值明显更加远离线性拟合曲线，因此可以较容易的采用均值排查的方法找到。
[0148]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。