本发明涉及石油化工行业水力除焦过程焦炭塔内焦层硬度分布在线分析领域，具体涉及一种水力除焦过程焦炭塔内焦层硬度分布在线分析方法。
背景技术：
目前，在石化焦炭塔水力除焦过程中，除焦工艺相对固定。然而，由于炼焦原料和生焦工艺的差别，每次生焦的质量会有差别，导致焦炭塔内不同高度焦层的硬度分布不同。在相对固定的除焦工艺下，由于企业工艺制定者无法预知焦层的硬度分布，通常以操作工人的重复切焦来保证正常生产。这会导致水电损耗巨大，并且除焦效率相对较低。并且，由于操作工人不了解焦炭塔内不同高度焦层的硬度分布，仅凭经验来进行切焦操作，会极大地增加水力除焦过程中出现因垮焦造成的抱钻、卡钻等除焦事故的风险，如果不及时发现并加以处理会引起重大生产和安全事故。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种水力除焦过程焦炭塔内焦层硬度分布在线分析方法，用于在线实时显示水力除焦过程焦炭塔内不同高度焦层硬度。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种水力除焦过程焦炭塔内焦层硬度分布在线分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、信号的采集与预处理：采集除焦过程中水力除焦钻杆的高度信号、以及高压水喷射在焦炭上的声音信号，对高度信号和声音信号进行去噪处理并存储；所述的焦炭是指焦炭塔内壁的焦炭；
S2、建立实时数据库：以采样时间为序，建立采样时间、对应的水力除焦钻杆的高度、高压水喷射在焦炭上的声音的实时数据库；
S3、利用高压水喷射在焦炭上的声音与硬度之间的关系，关联实时数据库，获得焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律；
S4、根据硬度计量标准和所获得的焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律，在线实时显示不同高度焦层的硬度。
按上述方法，所述的S1利用电缆传输除焦过程中水力除焦钻杆的高度信号，利用沿焦炭塔外壁高度方向均匀分布的光纤F-P声学传感器采集高压水喷射在焦炭上的声音信号，通过光缆传输声音信号至控制中心，由位于控制中心的解调单元解调为电信号。
按上述方法，加入以时间为序的除焦操作流程，从而获得采样时间、对应的除焦操作步骤、对应的水力除焦钻杆的高度、高压水喷射在焦炭上的声音的实时数据库。
按上述方法，所述的S2中，对实时数据库中的数据采用自适应压缩算法进行无损压缩处理。
按上述方法，所述的S3中，通过焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律，分析石化每次生焦产生的焦炭质量。
按上述方法，所述的S3中，存储每次除焦过程的数据，并进行横向比较分析，对生焦工艺进行优化指导。
按上述方法，它还包括S5、根据在线实时显示的不同高度焦层的硬度，指导操作工人进行除焦工作。
本发明的有益效果为：
1、通过建立实时数据库来在线分析不同高度焦层硬度分布，并在线显示焦层硬度，根据显示的实时焦层硬度，辅助指导操作工人进行除焦工作，能够降低能耗，缩短除焦作业时间，避免因垮焦造成的抱钻、卡钻等除焦事故，减少安全隐患；本发明实时性好，特别适用于对实时性要求较高的工业控制现场。
2、通过光纤类传感器，实现信号的无源传播，避免了电类传感器可能会遇水失灵，降低了传感器的安装要求。
3、由于实时数据库产生的数据是海量的，采用自适应压缩算法对数据进行无损压缩处理，可以剔除重复或多余的数据，节约存储空间。
4、通过本发明方法，还可以进行横向和纵向的扩展，帮助石化生产人员分析生焦过程的变化规律，对生焦工艺进行优化指导。
附图说明
图1为本发明一实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明作进一步说明。
本发明提供一种水力除焦过程焦炭塔内焦层硬度分布在线分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、信号的采集与预处理：采集除焦过程中水力除焦钻杆的高度信号、以及高压水喷射在焦炭上的声音信号，对高度信号和声音信号进行去噪处理并存储；所述的焦炭是指焦炭塔内壁的焦炭。
S2、建立实时数据库：以采样时间为序，建立采样时间、对应的水力除焦钻杆的高度、高压水喷射在焦炭上的声音的实时数据库。
本实施例中，在Microsoft Visual Studio 2010平台下编写管理实时数据的一组程序，通过这组程序可以实现对实时数据的定义、修改、查询和制定规则，进而建立一个实时数据库。
S3、利用高压水喷射在焦炭上的声音与硬度之间的关系，关联实时数据库，获得焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律。详细的，通过对实时数据库中水力除焦状态数据的处理获得焦炭塔内焦层硬度的特征信息，分析特征参数、石化生焦工艺参数指标和现场工况，获得该塔内不同高度焦层的硬度分布规律。
此处，预设的高压水喷射在焦炭上的声音与硬度之间的关系，根据试验结果和操作工人的经验进行设置，还可以根据历史数据进行不断优化调整。
S4、根据硬度计量标准和所获得的焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律，在线实时显示不同高度焦层的硬度。
优选的，它还包括S5、根据在线实时显示的不同高度焦层的硬度，指导操作工人进行除焦工作。具体的，若发现当前高度焦层的硬度较硬，则钻头在此处多停留一段时间；若发现当前高度焦层的硬度较软，则钻头在此处少停留一段时间。
优选的，所述的S1利用电缆传输除焦过程中水力除焦钻杆的高度信号，利用沿焦炭塔外壁高度方向均匀分布的光纤F-P声学传感器采集高压水喷射在焦炭上的声音信号，通过光缆传输声音信号至控制中心，由位于控制中心的解调单元解调为电信号。电信号经过去噪处理（例如小波去噪原理等）后，通过数据采集卡采集并存储。
优选的，所述的S2中，加入以时间为序的除焦操作流程，从而获得采样时间、对应的除焦操作步骤、对应的水力除焦钻杆的高度、高压水喷射在焦炭上的声音的实时数据库。更具体的，S2包括i.定义，根据步骤S2中处理得到的反映焦炭状态的信息，在Microsoft Visual Studio 2010平台下运用实时数据库的管理工具，将所有采集的数据分门别类地定义进去；ii.修改，在实时数据库的运行过程中，通过实时数据库提供的函数对具体数据进行写入操作；iii.查询，在实时数据库的运行过程中，通过实时数据库提供的函数对具体数据进行读取操作；iv. 制定规则，通过实时数据库的管理工具，将除焦操作流程写入实时数据库，形成一条条逻辑规则。
此处，除焦操作流程为本领域技术人员常规的流程，具体包括：开盖、钻孔、扩孔、提钻、切焦、扫塔几个步骤。实际操作时，根据当前的除焦操作步骤，以及水力除焦钻杆的高度、高压水喷射在焦炭上的声音，来判断需要何种操作，更好的知道操作工人的除焦工作。
优选的，所述的S2中，对实时数据库中的数据采用自适应压缩算法进行无损压缩处理。
进一步拓展的，所述的S3中，通过焦炭塔不同高度焦层的硬度分布规律，分析石化每次生焦产生的焦炭质量。
进一步可扩展的，所述的S3中，存储每次除焦过程的数据，并进行横向比较分析，对生焦工艺进行优化指导。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。