熄焦方法及系统与流程

本申请涉及炼焦技术领域，特别涉及一种熄焦方法及熄焦系统。

背景技术：

煤炭经过高温干馏过程形成焦炭，炼焦终了时，焦炭的温度一般在950℃至1100℃，需要经熄焦环节将焦炭的温度降低250℃以下。常用的熄焦方式主要包括湿法熄焦、干法熄焦及压力熄焦，其中，湿法熄焦是用熄焦车将出炉的红焦载往熄焦塔进行水喷淋，投资较低，但是湿法熄焦过程中产生大量的废气和废液，环保压力较大。干法熄焦环保压力较低，但是投资较高，难以普及。压力熄焦是一种新型节能的环保熄焦方式，其原理是利用密闭环境下产生的蒸汽对红焦进行逐层熄灭，相对于湿法熄焦污染物产生量较少，相对于干法熄焦投资成本较低。但现有的压力熄焦工艺仍然存在精细化、自动化及智能化程度较低的问题，导致洒水量控制不精确，污染物产生量较大。

技术实现要素：

有鉴于现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种熄焦方法及熄焦系统，本申请实施例采用的技术方案如下：

一种熄焦方法，包括：

获取用于装载焦炭的装载工具的图像数据；

基于所述图像数据确定所述装载工具的装载量；

基于所述装载量确定洒水量；其中，所述洒水量为在熄焦室中通过向所述装载工具所装载的焦炭洒水以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度所需的洒水量；

在所述装载工具进入所述熄焦室后，基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具所装载焦炭洒水，以对焦炭进行熄焦处理。

在一些实施例中，所述洒水装置包括多个分散布置于所述熄焦室中的喷头组件，每个所述喷头组件在所述装载工具上具有对应的喷洒区域；所述基于所述图像数据确定所述装载工具的装载量，包括：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域所装载的焦炭的区域装载量，其中，所述装载量为所有的所述区域装载量之和。

在一些实施例中，所述基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域所装载的焦炭的区域装载量，包括：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域所装载的焦炭的区域装载高度；

分别基于每个所述喷洒区域所装载的焦炭的区域装载高度确定每个所述喷洒区域所装载的焦炭的区域装载量。

在一些实施例中，所述基于所述装载量确定洒水量，包括：

基于每个所述喷洒区域的区域装载量确定区域洒水量，其中，所述洒水量为所有的所述区域洒水量之和，所述区域洒水量为在熄焦室中通过所述喷头组件向对应的所述喷洒区域洒水，以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度的过程中，每个所述喷头组件所需的洒水量。

在一些实施例中，所述方法还包括：

确定每个喷洒区域所装载的焦炭的温度参数；其中，所述温度参数包括所述喷洒区域内多个测点的焦炭温度；

相应的，所述基于每个所述喷洒区域的区域装载量确定区域洒水量，包括：

基于所述温度参数和所述区域装载量确定所述区域洒水量。

在一些实施例中，所述基于所述区域洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具所装载焦炭洒水，包括：

基于所述区域洒水量控制相应的所述喷头组件向对应的所述喷洒区域洒水。

在一些实施例中，所述基于所述区域洒水量控制相应的所述喷头组件向对应的所述喷洒区域洒水，包括：

基于所述区域洒水量，确定相应的所述喷头组件的第一流速；

基于所述第一流速控制多个所述喷头组件同步向对应所述喷洒区域洒水。

在一些实施例中，在基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具所装载焦炭洒水完成后，所述方法还包括：

获取所述熄焦室内的气体压力和气体温度；

在所述气体压力达到第一阈值和/或所述气体温度达到第二阈值时，控制所述洒水装置向所述装载工具所装载的焦炭继续洒水。

在一些实施例中，所述获取用于装载焦炭的装载工具的图像数据，包括：

获取所述装载工具移动至预设位置处的图像数据，并存储所述图像数据以供调用。

一种熄焦系统，包括：

第一获取模块，用于获取用于装载焦炭的装载工具的图像数据；

识别模块，用于基于所述图像数据确定所述装载工具的装载量；

第一确定模块，用于基于所述装载量确定洒水量；其中，所述洒水量为在熄焦室中通过向所述装载工具所装载的焦炭洒水以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度所需的洒水量；

控制模块，用于在所述装载工具进入所述熄焦室后，基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具所装载焦炭洒水，以对焦炭进行熄焦处理。

本申请实施例的熄焦方法，基于获取的焦炭的装载工具的图像数据能够确定装载工具的装载量，进而基于能量守恒定律可准确确定将焦炭的温度降低至目标温度所需的洒水量，基于所确定的洒水量控制洒水装置进行洒水操作，既能够将焦炭的温度降低至目标温度，实现熄焦的目的，还能够降低耗水量和污水产生量。

附图说明

图1为本申请实施例的熄焦方法的流程图；

图2为本申请实施例的熄焦系统的一种实施例的结构框图；

图3为本申请实施例的熄焦方法中的装载工具的结构示意图；

图4为本申请实施例的熄焦系统的另一种实施例的结构框图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请实施例提供了一种熄焦方法，应用该熄焦方法能够实现熄焦过程中洒水量的精确控制，既能够确保熄灭焦炭，还能够减少耗水量和污水产生量。

图1为本申请实施例的熄焦方法的流程图，参见图1所示，本申请实施例的熄焦方法具体包括如下步骤：

s1，获取用于装载焦炭的装载工具100的图像数据。

其中，所述装载工具100具体可为例如熄焦车，如图3所示，熄焦车是一种行驶于轨道上的车辆，用于承接由导焦车导出的焦炭，将其运输至熄焦室进行熄焦，并最终将熄灭的焦炭运送至指定地点。当然，装载工具100不仅限于熄焦车，也可为其他类型的装载工具100。

在具体实施时，熄焦车可具有身份识别编码，熄焦车所行驶轨道旁可设置有识别设备，熄焦车走在轨道时，识别设备对身份识别编码进行识别，并将识别到的身份识别编码发送至控制系统，控制系统根据编制的生产计划自动控制轨道变叉，保证进入正常状态的熄焦罐。

在熄焦车必经的预设位置还可设置有位置感应器和图像采集装置，该位置感应器在感知到熄焦车行驶至预设位置时，向控制系统发送信号，控制系统接收该信号控制熄焦车停止行驶，之后控制图像采集装置采集图像数据，或者控制系统也可直接控制图像采集装置采集图像数据，以实现获取熄焦工具的图像数据的目的。

在实际应用时，可通过一个图像采集装置采集装载工具100的图像数据，也可通过多个图像采集装置分别从不同视角采集装载工具100的图像数据，例如，可通过两个图像采集装置分别从装载工具100的两侧采集图像数据。

需要说明的是，获取图像数据不仅限于通过图像采集装置所执行的数据采集操作，也可为例如处理设备或控制设备基于通信通路从图像采集装置获取图像数据的数据传输操作。

s2，基于所述图像数据确定所述装载工具100的装载量。

其中，该装载量可为装载工具100所装载的焦炭的体积，也可为装载工具100所装载焦炭的质量。获取到图像数据后，可基于图像识别技术获取装载工具100中所装载的焦炭的形状参数。

在一种情况下，获取到形状参数后可基于特定算法计算该装载工具100中所装载焦炭的体积，之后，基于焦炭的密度即可确定所装载的焦炭的质量。当该装载工具100为熄焦车时，熄焦车的车厢通常为长方体形，熄焦车的长、宽及高具有固定的竖直，在装载焦炭时，焦炭堆的底部通常与熄焦车的长和宽相同，但焦炭堆高度不确定。所以，焦炭堆的长度参数和宽度参数无需基于图像数据获取，基于图像数据获取焦炭堆的高度参数即可，也即，此时焦炭的形状参数包括高度参数，之后基于预设的长度参数和宽度参数，以及获取高度参数，通过特定算法即可计算出所装载的焦炭的体积和质量。

在另一中情况下，可基于获取的形状参数构建装载工具100中所装载焦炭的三维模型，基于所构建的三维模型能够准确确定焦炭的体积，以及焦炭的质量。仍然以该装载工具100为熄焦车为例，可基于预置的熄焦车的长度和宽度获取焦炭堆的长度参数和宽度参数，并基于对图像数据的分析获取焦炭堆的高度参数矩阵，也即，确定焦炭堆的多个测点的高度参数。之后，基于预置的长度参数和宽度参数，以及获取的高度参数矩阵构建焦炭堆的三维模型，并基于构建的三维模型确定所装载的焦炭的体积，继而确定焦炭的质量。

s3，基于所述装载量确定洒水量；其中，所述洒水量为在熄焦室中通过向所述装载工具100所装载的焦炭洒水以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度所需的洒水量。

具体的，第一温度为熄焦之前焦炭的初始温度，第一温度一般在950℃至1100℃；第二温度为熄焦处理的目标温度，第二温度一般在250℃以下。当然，第一温度和第二温度也与炼焦工艺，以及熄焦后对焦炭的处理工艺有关。

在确定装载工具100所装载的焦炭的装载量后，可基于获取的第一温度和第二温度，确定将装载工具100所装载的焦炭从第一温度降低至第二温度需要释放的能量，基于能量守恒定律，释放的能量应与水升温及物态变化过程中所吸收的热量相同，或基本相同。因此，基于单位体积水从初始温度到变化为蒸汽的过程中所需要吸收的热量，即可确定将焦炭温度从第一温度降低至第二温度所需的洒水量。

s4，在所述装载工具100进入所述熄焦室后，基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具100所装载焦炭洒水，以对焦炭进行熄焦处理。

其中，该熄焦室即为熄焦罐内的熄焦室，在具体实施时，还可在熄焦室内设置位置感应器，该位置感应器在感应到熄焦车行驶至熄焦室的预设位置时，可向控制系统发送信号，控制系统控制熄焦车停车，并控制熄焦罐关门。在具体实施时，还可通过控制系统开启熄焦室内的各种感应器，如温度感应器和压力感应器等，并开启例如排气系统和排水系统等。继而，开启洒水装置，并基于所确定的洒水量控制洒水装置向装载工具100所装载的焦炭洒水，以实现熄焦的目的。通常情况下，当实际洒水量达到所确定的洒水领时，能够将焦炭的目睹降低至第二温度。

本申请实施例的熄焦方法，基于获取的焦炭的装载工具100的图像数据能够确定装载工具100的装载量，进而基于能量守恒定律可准确确定将焦炭的温度降低至目标温度所需的洒水量，基于所确定的洒水量控制洒水装置进行洒水操作，既能够将焦炭的温度降低至目标温度，实现熄焦的目的，还能够降低耗水量和污水产生量。

配合图2所示，在一些实施例中，该熄焦方法的执行主体(也即熄焦系统)可包括图像采集装置、实时服务器、历史服务器、分析单元和控制单元，其中，图像采集装置用于采集装载工具100的图像数据，并将图像数据存储与实时服务器，分析模块用于从实时服务器获取图像数据，并基于图像数据确定装载量和洒水量，控制模块与洒水装置连接，用于基于分析模块的分析结果控制洒水装置执行洒水操作。实时服务器用于存储正在执行熄焦操作的装载工具100的图像数据，以及根据该图像数据所确定的装载量、洒水量等中间数据，由于分析模块从实时服务器调取数据的速度较快，如此，有益于缩短该熄焦系统的反应时间。在熄焦完成后，将本次熄焦操作的图像数据及相关的中间数据存储至历史服务器以供调取。在一些优选实施例中，该历史服务器还可通过通信模块与云服务器连接，以能够向云服务器发送历史数据，管理人员、技术人员及研发人员等相关人员可通过移动终端或固定终端访问云服务器，以获取历史数据。该熄焦系统还可包括与分析模块连接的显示装置，该显示装置用于接收分析模块的显示数据并显示相应的显示内容，例如，图像数据、装载量、洒水量、焦炭的当前温度以及熄焦室内的气压等。

在具体实施时，装载工具100内的焦炭堆的顶部通常凹凸不平，如呈山脊形，因此，焦炭堆不同位置处的高度不同，导致装载工具100不同位置处单位面积区域的装载量不同，所需的洒水量亦不相同。如果均匀洒水就会出现部分区域水量过剩，而部分区域缺水。为解决该技术问题，在一些实施例中，所述洒水装置包括多个分散布置于所述熄焦室中的喷头组件，每个所述喷头组件在所述装载工具100上具有对应的喷洒区域110；所述基于所述图像数据确定所述装载工具100的装载量，包括：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载量，其中，所述装载量为所有的所述区域装载量之和。

具体的，可在熄焦室中阵列式布置多个喷头组件，以长、宽及高分别为12m、6m及5.7m的熄焦车为例，可沿宽度方向布置六个喷头组件，并沿长度方向布置十二个喷头组件，这样，每个喷头组件的喷洒区域110为1m*1m的正方形区域，整个熄焦车被划分为72个喷洒区域110，即如图3所示的a1、a2、a3……f12。

在获取到图像数据，可基于图像识别技术确定每个喷洒区域110的区域装载量。确定区域装载量的方法有多种，在一种具体实施例中，所述基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载量，可包括：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载高度；

分别基于每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载高度确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载量。

以喷洒区域110为1m*1m的正方形区域为例，可通过图像识别技术确定正方形区域的四个顶点处的焦炭高度，之后基于四个顶点的处的焦炭高度确定区域装载高度，该区域装载高度可视为该喷洒区域110的平均高度。基于确定区域装载高度，以及该喷洒区域110的长和宽就可以计算出焦炭的装载体积，进而能够确定焦炭的质量。当然，也可直接确定该正方形区域的中心点处的装载高度，并将该中心点处的装载高度作为区域装载高度。在另一种具体实施例中，基于图像识别技术获取熄焦车所装载的焦炭的形状参数后，可基于该形状参数构建所装载的焦炭的三维模型，之后再将三维模型划分为多个子模型，基于所述子模型即可确定区域装载量。需要说明的是，上述确定区域装载量的方法仅为示例性的。

在一些实施例中，所述基于所述装载量确定洒水量，包括：

基于每个所述喷洒区域110的区域装载量确定区域洒水量，其中，所述洒水量为所有的所述区域洒水量之和，所述区域洒水量为在熄焦室中通过所述喷头组件向对应的所述喷洒区域110洒水，以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度的过程中，每个所述喷头组件所需的洒水量。

通常装载工具100所装载的焦炭在不同区域高低不同，导致位于不同喷洒区域110的焦炭的区域装载量不同，如果均匀洒水就会导致部分区域洒水量过多，剩余的水形成污水排出，而部分区域洒水量又过少，焦炭未完全熄灭。

所以，在确定各个喷洒区域110的区域装载量之后，可基于区域装载量确定各个区域所需的区域洒水量，也即，将该喷洒区域110的焦炭从第一温度降低至第二温度的过程中所需的洒水量。在具体实施时，可基于区域装载量确定该喷洒区域110所装载的焦炭，从第一温度降低至第二温度需要释放的能量，基于能量守恒定律，即可确定所需的洒水量。如此，能够准确确定对应于各个喷洒区域110的区域洒水量，在熄灭焦炭的基础上，能够进一步减少耗水量和污水产生量。

在一些实施例中，所述方法还包括：

确定每个喷洒区域110所装载的焦炭的温度参数；其中，所述温度参数包括所述喷洒区域110内多个测点的焦炭温度；

相应的，所述基于每个所述喷洒区域110的区域装载量确定区域洒水量，包括：

基于所述温度参数和所述区域装载量确定所述区域洒水量。

在具体实施时，可在预设位置设置温度感应器，当装载工具100移动至该预设位置时，通过温度感应器采集装载工具100内不同喷洒区域110的温度参数。在一个优选实施例中，可在多个方向上分别设置多个温度感应器，以通过多个温度感应器分别从不同角度采集装载工具100内不同喷洒区域110的温度参数。

在一种具体实施例中，获取到温度参数后，可基于获取的温度参数确定喷洒区域110内焦炭的平均温度。例如，当温度参数包括喷洒区域110内n个测点的焦炭温度时，可基于求平均算法计算平均温度，并将该平均温度作为该喷洒区域110的第一温度，如此确定的各个喷洒区域110的第一温度可能并不相同，之后基于该喷洒区域110的第一温度和区域装载量，以及统一预设的第二温度，即可准确确定各个喷洒区域110的区域洒水量。

在另一种具体实施例中，获取到温度参数后，可基于获取的温度参数构建喷洒区域110内焦炭的温度场模型，之后，基于该温度场模型和基于三维模型划分所形成的子模型精确计算该喷洒区域110内焦炭从当前温度降低至第二温度所需释放的能量，进而可精确确定该喷洒区域110所需的区域洒水量。

在一些实施例中，所述基于所述区域洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具100所装载焦炭洒水，包括：

基于所述区域洒水量控制相应的所述喷头组件向对应的所述喷洒区域110洒水。

在确定区域洒水量之后，可基于该洒水量控制相应的喷头组件向其对应的喷洒区域110洒水。由于所确定的各个喷洒区域110的洒水量与该喷洒区域110内所装载的焦炭所蕴含的能量相对应，因此，基于该洒水量向喷洒区域110洒水既能够实现熄灭焦炭的目的，还能够尽量减少耗水量和污水产生量。在具体实施时，该喷头组件可仅包括一个喷头，也可包括多个规则排布的喷头。

在一些实施例中，所述基于所述区域洒水量控制相应的所述喷头组件向对应的所述喷洒区域110洒水，包括：

基于所述区域洒水量，确定相应的所述喷头组件的第一流速；

基于所述第一流速控制多个所述喷头组件同步向对应所述喷洒区域110洒水。

为避免各个喷头组件不同步洒水，导致各个喷洒区域110内的焦炭之间热量传递而影响熄焦，在实际应用时，可控制各个喷头组件同步洒水。可基于经验数据确定一最优的洒水时间，在确定区域洒水量之后，可基于该洒水时间确定各个喷头组件的第一流速。之后，基于第一流速控制相应的喷头组件同步洒水，确保在该洒水时间内的实际洒水量与确定的区域洒水量相符。

在一些实施例中，在基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具100所装载焦炭洒水完成后，所述方法还包括：

获取所述熄焦室内的气体压力和气体温度；

在所述气体压力达到第一阈值和/或所述气体温度达到第二阈值时，控制所述洒水装置向所述装载工具100所装载的焦炭继续洒水。

在洒水完成后，为能够确认焦炭是否熄灭(即已经降低至目标温度以下)，可在熄焦室内设置温度感应器和压力感应器，分别通过压力感应器和温度感应器检测熄焦室内的气体压力和气体温度，并配置与气体压力对应的第一阈值，以及与气体温度对应的第二阈值。在气体压力小于第一阈值，且气体温度小于第二阈值的情况下，可确认焦炭已经熄灭，当气体压力达到第一阈值，和/或气体温度达到第二阈值的情况下，则视为焦炭未完全熄灭，可控制洒水装置继续洒水，并实时检测熄焦室内的气体压力和气体温度，当气体压力小于第一阈值，且气体温度小于第二阈值时，控制洒水装置停止洒水。如此，能够确保焦炭熄灭。

参见图4所示，本申请实施例还提供了一种熄焦系统，包括：

第一获取模块10，用于获取用于装载焦炭的装载工具100的图像数据；

识别模块20，用于基于所述图像数据确定所述装载工具100的装载量；

第一确定模块30，用于基于所述装载量确定洒水量；其中，所述洒水量为在熄焦室中通过向所述装载工具100所装载的焦炭洒水以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度所需的洒水量；

控制模块40，用于在所述装载工具100进入所述熄焦室后，基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具100所装载焦炭洒水，以对焦炭进行熄焦处理。

在一些实施例中，所述洒水装置包括多个分散布置于所述熄焦室中的喷头组件，每个所述喷头组件在所述装载工具100上具有对应的喷洒区域110；所述识别模块20具体用于：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载量，其中，所述装载量为所有的所述区域装载量之和。

在一些实施例中，所述识别模块20具体用于：

基于所述图像数据确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载高度；

分别基于每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载高度确定每个所述喷洒区域110所装载的焦炭的区域装载量。

在一些实施例中，所述第一确定模块30具体用于：

基于每个所述喷洒区域110的区域装载量确定区域洒水量，其中，所述洒水量为所有的所述区域洒水量之和，所述区域洒水量为在熄焦室中通过所述喷头组件向对应的所述喷洒区域110洒水，以将焦炭温度从第一温度降低至第二温度的过程中，每个所述喷头组件所需的洒水量。

在一些实施例中，所述系统还包括：

第二确定模块，用于确定每个喷洒区域110所装载的焦炭的温度参数；其中，所述温度参数包括所述喷洒区域110内多个测点的焦炭温度；

相应的，所述识别模块20具体用于：

基于所述温度参数和所述区域装载量确定所述区域洒水量。

在一些实施例中，所述控制模块40具体用于：

基于所述区域洒水量控制相应的所述喷头组件向对应的所述喷洒区域110洒水。

在一些实施例中，所述控制模块40具体用于：

基于所述区域洒水量，确定相应的所述喷头组件的第一流速；

基于所述第一流速控制多个所述喷头组件同步向对应所述喷洒区域110洒水。

在一些实施例中，所述系统还包括：

第二获取模块，用于在基于所述洒水量控制所述熄焦室内的洒水装置向所述装载工具100所装载焦炭洒水完成后，获取所述熄焦室内的气体压力和气体温度；

相应的，所述控制模块40具体用于，在所述气体压力达到第一阈值和/或所述气体温度达到第二阈值时，控制所述洒水装置向所述装载工具100所装载的焦炭继续洒水。

在一些实施例中，所述第一获取模块10具体用于：

获取所述装载工具100移动至预设位置处的图像数据，并存储所述图像数据以供调用。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。