本公開涉及爐中過程管中的溫度數(shù)據(jù)采集。

背景技術(shù)：

蒸汽甲烷重整器是包含多個(gè)過程管的爐的示例。用于蒸汽甲烷重整的一種類型的爐可以利用包含用于輸送工藝流體(例如蒸汽和烴)并使其中的工藝流體反應(yīng)的催化劑(例如，重整催化劑)的許多過程管(包括具有超過400個(gè)過程管的一種配置)。在一個(gè)示例中，爐子可以包括以平行排設(shè)置的垂直延伸的過程管，每行中具有約30至60個(gè)管。兩排管之間的距離約為2米至3米。管可以垂直延伸約12米，并且具有100至150毫米的外徑。管可以以中心到中心間距為250至500mm的行定位。在每組兩排管之間可以設(shè)置大約10至20個(gè)燃燒器。在爐中可以包括總共八排或更多排的管和九排或更多排的燃燒器。

通常，工業(yè)過程(例如蒸汽甲烷重整)的能量效率變得更加重要。對(duì)于許多過程，過程的效率與監(jiān)測/保持過程管的某些溫度的能力有關(guān)。通過允許更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)用于過程控制，更精確地監(jiān)測過程管的溫度可以允許提高能量效率。

提高爐的效率的一種方法是在爐中的預(yù)定高度處保持過程管之間的均勻溫度。因此，可能需要在預(yù)定位置或高度處測量或監(jiān)測每個(gè)過程管的溫度以獲得期望的效率改進(jìn)。另外，爐的過程管可以處于非常高的內(nèi)部壓力(高達(dá)約50個(gè)大氣壓)和非常高的溫度(高達(dá)約950℃)。因此，溫度的輕微變化可以降低過程管的操作壽命。例如，在高于管的設(shè)計(jì)溫度約10℃下操作可以將管的操作壽命減少多達(dá)一半。修復(fù)和/或更換管的成本可能很高，這是由于在管中使用特殊合金，需要特殊合金來容許管經(jīng)受爐的操作條件。此外，由于修復(fù)管造成的生產(chǎn)損失導(dǎo)致收益損失。因此，爐操作者還測量/監(jiān)測管溫度，以避免超過管設(shè)計(jì)溫度，同時(shí)試圖獲得效率改進(jìn)。

在測量/監(jiān)測過程管的溫度的一種方法中，操作者可以使用光學(xué)高溫計(jì)。當(dāng)使用光學(xué)高溫計(jì)時(shí)，操作者將裝置瞄準(zhǔn)在過程管上的預(yù)定位置，然后激活裝置。在激活時(shí)，光學(xué)高溫計(jì)測量熱輻射并顯示或記錄過程管上的預(yù)定位置的對(duì)應(yīng)溫度，并且操作者記錄每個(gè)管的測量溫度。操作者對(duì)每個(gè)管重復(fù)該過程。光學(xué)高溫計(jì)的使用具有幾個(gè)缺點(diǎn)，即可能發(fā)生高溫暴露，相同的預(yù)定位置可能不用于所有管，所選擇的管的溫度可能不被測量，相同的管可能被無意地測量兩次，而不是所需的相鄰管，并且該過程可能花費(fèi)太長時(shí)間，導(dǎo)致管的溫度波動(dòng)。

最近，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了熱成像裝置以測量/監(jiān)測過程管的溫度。熱成像裝置和方法的實(shí)例描述于美國專利8,300,880b2中，該專利通過引用并入本文。在美國專利8,300,880b2中，單個(gè)成像裝置從視口移動(dòng)到視口以收集多個(gè)圖像，并且對(duì)于大多數(shù)或所有過程管獲得溫度信息。該方法具有能夠獲得所有過程管的溫度信息的優(yōu)點(diǎn)，但是具有需要操作者將成像裝置從視口移動(dòng)到視口的缺點(diǎn)。

適于獲得過程管的溫度信息的熱成像裝置描述于美國專利申請(qǐng)14/963644中，該申請(qǐng)通過引用并入本文。在美國專利申請(qǐng)14/963644的專利申請(qǐng)中，公開了一種可以固定到視口門的成像裝置。每個(gè)安裝到不同的視口門的多個(gè)成像裝置可以用于獲得爐中的大多數(shù)或所有過程管的溫度信息。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠獲得所有過程管的溫度信息，而不需要操作者將成像裝置從視口移動(dòng)到視口。該方法還具有能夠以有點(diǎn)連續(xù)的方式提供重復(fù)的周期性溫度測量的優(yōu)點(diǎn)。該方法具有需要許多熱成像裝置的缺點(diǎn)，這可能是昂貴的。

工業(yè)希望獲得爐中的多個(gè)過程管的溫度信息，而不需要操作者從視口移動(dòng)到視口以捕獲溫度信息。

工業(yè)希望確定具有減少數(shù)量的固定熱成像裝置的爐中的多個(gè)過程管的溫度信息，即，不需要其中每一個(gè)過程管均被熱成像的全補(bǔ)充熱成像裝置。

工業(yè)需要重復(fù)的周期性溫度測量以用于過程控制。

發(fā)明概述

下面概述了本發(fā)明的幾個(gè)方面。在下文中，下面概述本發(fā)明的具體方面。在括號(hào)中設(shè)置的附圖標(biāo)記和表述是指下面參考附圖進(jìn)一步解釋的示例性實(shí)施方案。然而，附圖標(biāo)記和表達(dá)僅是說明性的，并且不將該方面限制為示例性實(shí)施方案的任何特定部件或特征。這些方面可以被形成為權(quán)利要求，其中在括號(hào)中設(shè)置的附圖標(biāo)記和表達(dá)被適當(dāng)?shù)厥÷曰蛘弑黄渌m當(dāng)替換。

方面1.用于確定爐(1)中多個(gè)管(4)的溫度信息的方法，所述方法包括：

捕獲所述爐(1)的內(nèi)部區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像，其中所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像包括與位于所述爐(1)內(nèi)的多個(gè)管(4)的子集相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)；

在所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中識(shí)別所述多個(gè)管(4)的子集中的多個(gè)成像管(10)，所述多個(gè)管(4)包括成像管(10)和非成像管(11)，在所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中檢測到所述成像管(10)，在所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中的任一個(gè)中無法檢測到所述非成像管(11)；

處理與所述多個(gè)成像管(10)相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)的部分以獲得表示所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中多個(gè)成像管(10)的至少子集(10a)的集中趨勢度量的值；

處理表示所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的值以獲得所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的溫度信息；

從所述多個(gè)管(4)中的每個(gè)管中取回排出物(例如，重整物)；

在多個(gè)輔助收集集管(6)中收集從所述多個(gè)管中的每個(gè)管取回的排出物，所述多個(gè)輔助收集集管(6)中的每一個(gè)與所述多個(gè)管(4)的多個(gè)群組的相應(yīng)群組可操作地連接，收集在每個(gè)輔助收集集管(6)中的排出物在每個(gè)輔助收集集管(6)中形成相應(yīng)的組合排出物；

將收集在每個(gè)相應(yīng)的輔助收集集管(6)中的排出物傳遞到主收集集管(7)；

測量與所述多個(gè)輔助收集集管(6)中的一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值(例如利用溫度傳感器5a)；以及

處理表示所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的值以及與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值，以獲得所述管(4)中的非成像管(11)的至少子集(11a)的溫度信息。

方面2.如方面1所述的方法，還包括：測量與所述多個(gè)輔助收集集管(6)的一個(gè)或多個(gè)附加輔助集管(6b)中的每一個(gè)的所述組合排出物的溫度相關(guān)的值(例如，使用熱電偶5b)；

其中在處理步驟中處理與所述一個(gè)或多個(gè)附加輔助收集集管(6b)中的每一個(gè)的組合排出物的溫度相關(guān)的值以獲得所述非成像管(11)的至少所述子集(11a，11b)的溫度信息。

方面3.如方面1或方面2所述的方法，

其中獲得所述多個(gè)管(4)中的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟包括：

計(jì)算第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度，所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)與第一輔助收集集管(6a)可操作地連接，其中在組合排出物傳遞到主收集集管(7)之前來自所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的排出物組合在所述第一輔助收集集管(6a)中，其中所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度是根據(jù)使用表示所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的集中趨勢度量的值的相關(guān)性來計(jì)算的，其中所述相關(guān)性由表示所述集中趨勢度量的值提供了有代表性的排出物溫度；以及

處理所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度和與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值；

其中測量與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟包括測量與所述第一輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。

方面4.如方面3所述的方法，

其中獲得所述多個(gè)管(4)的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟包括：

計(jì)算與所述第一輔助收集集管(6a)可操作地連接的第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度，所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的所述有代表性的排出物溫度是根據(jù)所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度計(jì)算的。

方面5.如方面3所述的方法，

其中獲得所述多個(gè)管(4)中的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟包括：

計(jì)算與第二輔助收集集管(6c)可操作地連接的第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度，所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度是根據(jù)所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度計(jì)算的；

其中測量與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟進(jìn)一步包括測量與所述第二輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值，其中在組合排出物傳遞到主收集集管(7)之前來自所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的排出物組合在所述第二輔助收集集管(6c)中。

方面6.如方面1至4中任一方面所述的方法，

其中獲得所述多個(gè)管(4)中的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟包括：

計(jì)算第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度，所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)與第一輔助收集集管(6a)可操作地連接，其中在組合排出物傳遞到主收集集管(7)之前來自所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的排出物組合在所述第一輔助收集集管(6a)中，其中所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度是根據(jù)使用表示所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的集中趨勢度量的值的相關(guān)性來計(jì)算的，其中所述相關(guān)性根據(jù)表示所述集中趨勢度量的值提供了有代表性的排出物溫度；以及

利用所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度來計(jì)算來自所述第一管排段(12a)中的成像管(10)的組合排出物的有代表性的溫度；

其中測量與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟包括測量與所述第一輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值；以及

其中獲得所述多個(gè)管(4)中的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟還包括：

計(jì)算來自與所述第一輔助收集集管(6a)可操作地連接的第二管排段(12b)中的非成像管(11)的組合排出物的有代表性的溫度，其中在組合排出物被傳遞到所述主收集集管(7)之前來自所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的排出物組合在所述第一輔助收集集管(6a)中，其中所述第二管排段(12b)中的非成像管(11)的組合排出物的有代表性的溫度是根據(jù)與所述第一輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值和來自所述第一管排段(12a)中的成像管(10)的組合排出物的有代表性的溫度來計(jì)算的；

確定第一溫度關(guān)系，所述第一溫度關(guān)系是所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度與來自所述第一管排段(12a)中的成像管(10)的組合排出物的有代表性的溫度之間的；

制訂第二溫度關(guān)系，所述第二溫度關(guān)系是所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度與來自所述第二管排段(12b)中的非成像管(11)的組合排出物的有代表性溫度之間的，其中所述第二溫度關(guān)系是利用至少所述第一溫度關(guān)系制訂的；

根據(jù)來自所述第二管排段(12b)中的非成像管(11)的組合排出物的有代表性的溫度和所述第二溫度關(guān)系來計(jì)算所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度；以及

根據(jù)所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度和利用有代表性的排出物溫度提供所述非成像管(11)的溫度信息的相關(guān)性來計(jì)算所述非成像管(11)的溫度信息。

方面7.如方面1、方面2、方面3或方面5所述的方法，

其中獲得所述多個(gè)管(4)的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟包括：

(a)計(jì)算第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度，所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)與第一輔助收集集管(6a)可操作地連接，其中在組合排出物傳遞到主收集集管(7)之前來自所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的排出物組合在所述第一輔助收集集管(6a)中，其中所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度是根據(jù)使用表示所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的集中趨勢度量的值的相關(guān)性來計(jì)算的，其中所述相關(guān)性根據(jù)表示所述集中趨勢度量的值提供了有代表性的排出物溫度；

其中測量與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟包括

測量與所述第一輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值；以及

測量與第二輔助收集集管(6c)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值，其中非成像管(11)的第二管排段(12b)與所述第二輔助收集集管(6c)可操作地連接，其中在組合排出物傳遞到所述主收集集管(7)之前，來自所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的排出物組合在所述第二輔助收集集管(6c)中；以及

其中獲得所述多個(gè)管(4)的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息的處理步驟還包括：

確定第一溫度關(guān)系，所述第一溫度關(guān)系是所述第一管排段(12a)中的每個(gè)成像管(10)的有代表性的排出物溫度和與所述第一輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值之間的；

制訂第二溫度關(guān)系，所述第二溫度關(guān)系是所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度和與所述第二輔助收集集管(6c)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值之間的，其中所述第二溫度關(guān)系是利用至少所述第一溫度關(guān)系來制訂的；

根據(jù)與所述第二輔助收集集管(6c)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值和所述第二溫度關(guān)系來計(jì)算所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度；以及

根據(jù)所述第二管排段(12b)中的每個(gè)非成像管(11)的有代表性的排出物溫度和根據(jù)有代表性的排出物溫度來提供所述非成像管(11)的溫度信息的相關(guān)性來計(jì)算所述非成像管(11)的溫度信息。

方面8.如上述任一方面所述的方法，其中處理表示所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的值的步驟包括根據(jù)表示所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的相應(yīng)值來確定所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的溫度值。

方面9.如上述任一方面所述的方法，其中處理表示所述多個(gè)成像管(10)中的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的值和與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值以獲得所述多個(gè)管(4)的非成像管(11)的至少所述子集的溫度信息包括根據(jù)表示所述多個(gè)成像管(10)的至少所述子集(10a)的集中趨勢度量的值和與所述一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管(6a)中的組合排出物的溫度相關(guān)的值來確定所述非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度值。

方面10.如上述任一方面所述的方法，還包括

測量與位于所述爐(1)內(nèi)的多個(gè)管(4)中的一個(gè)或多個(gè)的管壁的溫度相關(guān)的值(例如，利用光學(xué)高溫計(jì)(15))；

其中與所述多個(gè)管中的所述一個(gè)或多個(gè)的所述管壁的溫度相關(guān)的值還被處理以獲得所述多個(gè)管(4)中的非成像管(11)的至少所述子集(11a)的溫度信息；以及

其中非成像管(11)的至少所述子集(11a)包括其中未測量與所述管壁的溫度相關(guān)的值的非成像管。

本方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改進(jìn)的過程管溫度的監(jiān)測以獲得改進(jìn)的爐效率以及延長過程管的操作壽命。

本方法的另一優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化的測量/監(jiān)測過程。

本方法又一優(yōu)點(diǎn)是減少了獲得爐內(nèi)過程管的溫度信息所需的熱成像裝置的數(shù)量。

本方法的再另一優(yōu)點(diǎn)是用于測量/監(jiān)測過程管的改進(jìn)的成本節(jié)約和時(shí)間節(jié)約。

該方法的進(jìn)一步的方面披露于本文中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以下的詳細(xì)說明和附圖中意識(shí)到且理解如上文所述的特征以及本方法的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1示出了從上方看時(shí)爐的剖視圖。

圖2示出了從側(cè)面看時(shí)爐的剖視圖。

圖3示出了具有用于描述該方法的示例性數(shù)學(xué)方法的假設(shè)管溫度的爐的剖視圖。

圖4示出了具有用于描述該方法的示例性數(shù)學(xué)方法的假設(shè)的有代表性的排出物溫度的爐的剖視圖。

圖5示出了具有用于描述該方法的示例性數(shù)學(xué)方法的假設(shè)的有代表性的排出物溫度的爐的剖視圖。

圖6示出了具有用于描述該方法的示例性數(shù)學(xué)方法的假設(shè)管溫度的爐的剖視圖。

圖7示出了具有用于描述該方法的示例性數(shù)學(xué)方法的假設(shè)的有代表性的排出物溫度的爐的剖視圖。

圖8示出了在爐的選定高度處相對(duì)于參考溫度的爐的測量溫度差的示范性的輪廓繪圖。

圖9示出了根據(jù)該方法的在爐的選定高度處相對(duì)于參考溫度的管的溫度差的示范性的輪廓繪圖。

在附圖中相同的附圖標(biāo)記盡可能地用來表示相同的部件。

發(fā)明詳述

接下來的詳細(xì)描述僅提供優(yōu)選的示例性實(shí)施方案，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。相反，優(yōu)選示例性實(shí)施方案的隨后的詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方案的使能描述，應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)元件的功能和布置進(jìn)行各種改變，而不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。

本文所使用的冠詞“一”和“一個(gè)”在應(yīng)用于說明書和權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的實(shí)施方案中的任何特征時(shí)表示一個(gè)或多個(gè)。使用“一”和“一個(gè)”不將含義限制為單個(gè)特征，除非具體說明了這樣的限制。在單數(shù)或復(fù)數(shù)名詞或名詞短語之前的冠詞“該”表示特定的指定特征或特定指定特征，并且取決于其使用的上下文，可以具有單數(shù)或復(fù)數(shù)含義。形容詞“任何”意指一個(gè)、一些或所有任意，數(shù)量不加區(qū)分。

如本文所使用的，“多個(gè)”是指“兩個(gè)或多于兩個(gè)”。

如本文所使用的，“第一”、“第二”、“第三”等用于在多個(gè)步驟和/或特征之間進(jìn)行區(qū)分，并且不指示總數(shù)或時(shí)間和/或空間上的相對(duì)位置，除非明確說明如此。

為了幫助描述本發(fā)明，在說明書和權(quán)利要求書中可以使用方向術(shù)語來描述本發(fā)明的部分(例如，上、頂、下、底、左、右等)。這些方向性術(shù)語僅意在幫助描述和要求保護(hù)本發(fā)明，而不旨在以任何方式限制本發(fā)明。另外，在附圖中引入的附圖標(biāo)記可以在一個(gè)或多個(gè)后續(xù)附圖中重復(fù)，而在說明書中沒有額外的描述，以便為其他特征提供上下文。

本公開涉及一種用于確定爐中的多個(gè)管的溫度信息的方法。確定溫度信息的多個(gè)管可以包括小于爐中管的總數(shù)的管。在下文中參照附圖更全面地描述該方法。

圖1示出了從頂部觀察時(shí)具有位于爐1的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的過程管4的爐1的剖視圖。爐1可以是蒸汽甲烷重整器、甲醇重整器、乙烯裂化器、平臺(tái)再熱爐、輻射熱室或其它類似類型的爐、重整器或室。管4可以定位成由加熱元件或燃燒器3分開的多排。管4可以如圖所示垂直延伸，或者在爐1中水平延伸。管4可以是含催化劑的重整器管。燃燒器3可以成排布置以引入用于燃燒的燃料和氧化劑(例如，預(yù)熱空氣)，以將爐1的內(nèi)部區(qū)域的溫度升高到期望的溫度，從而完成在爐1內(nèi)部執(zhí)行的過程或活動(dòng)。管4的排和燃燒器3的排可以是基本平行的。沿著爐1的周邊是視口2，允許從爐1外部的點(diǎn)觀察和/或分析爐1內(nèi)的管4、燃燒器3和任何其它結(jié)構(gòu)或特征。成對(duì)的視口2可以定位在一排燃燒器3的相對(duì)端處的爐1的周邊上。

一個(gè)或多個(gè)熱成像裝置(例如，照相機(jī))8可以被設(shè)置成拍攝管的數(shù)字圖像。一個(gè)或多個(gè)熱成像裝置8中的每一個(gè)可以通過爐1的相應(yīng)視口2a安裝，如圖1所示。

圖2示出了從側(cè)面觀察的具有位于爐1的內(nèi)部區(qū)域中的過程管4的爐1的剖視圖。管4被示出為從爐的頂部延伸到爐的底部，其中“尾纖”在管4的出口端處連接。尾纖將過程管4連接到輔助收集集管6。形成成組的過程管4，每個(gè)組的過程管4連接到相應(yīng)的一個(gè)輔助收集集管6。因此，第一組過程管4的所有過程管4可操作地連接到第一輔助收集集管6，并且第二組過程管4的所有過程管4可操作地連接到另一個(gè)收集集管6，即連接到第二輔助收集集管6。多個(gè)過程管4可以包括一組或多組另外的，即第三組過程管、第四組過程管等過程管4，同一另一組的每個(gè)過程管4可操作地連接到相應(yīng)的另外的，即第三輔助收集集管、第四輔助收集集管等輔助收集集管6。兩個(gè)管排段可連接到共用的輔助收集集管6，如圖所示。輔助收集集管6可以連接到主收集集管7。

爐1可以在一個(gè)或多個(gè)水平或高度處具有視口2。視口2可以在每排管之間居中或者相對(duì)于管排偏移。在多于一個(gè)水平處具有視口2允許管4的更大的觀察能力。使用在至少一些管排之間的多于一個(gè)視口可以進(jìn)一步促進(jìn)管的改進(jìn)的觀察能力。

該方法包括捕獲爐1的內(nèi)部區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像，其中該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像包括與位于爐1內(nèi)的多個(gè)管4的子集相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)。

如本文所使用的子集是一集合，其每個(gè)元素是較大集合或組的元素。然后，多個(gè)管的子集是屬于多個(gè)管的總集合但包含小于多個(gè)管的集合中的總數(shù)的一組管。

數(shù)字圖像可以通過如下過程來獲得：將熱成像裝置8(例如數(shù)字相機(jī))引導(dǎo)通過視口2a(即具有熱成像裝置的視口)或爐中的孔，然后捕獲相應(yīng)的圖像信息，即，“拍攝”內(nèi)部區(qū)域的對(duì)應(yīng)部分。數(shù)字圖像可以由數(shù)字照相機(jī)或能夠捕獲數(shù)字圖像信息的任何其他裝置拍攝?？梢允褂萌魏魏线m的熱成像裝置捕獲圖像，例如，可從ametecland，lenoxinstrumentcompany，flirsystems，inc.，enertechnix，inc獲得或如us8,300,880b2或美國專利申請(qǐng)14/963644中所描述的。

熱成像裝置8可以是手持便攜式裝置或優(yōu)選地是固定安裝的裝置。熱成像裝置8可以安裝在視口中，如美國專利申請(qǐng)14/963644中所描述的。

熱成像裝置可以通過爐1的內(nèi)部區(qū)域的一部分的視口2捕獲圖像(或多個(gè)圖像)。圖像可以包括沿著圖像的左側(cè)定位的一排管4以及沿著圖像的右側(cè)定位的另一排管4。另外，圖像可以包括相對(duì)視口。相對(duì)的視口可以用于從爐1的相對(duì)壁捕獲圖像。圖像可以包括爐1的內(nèi)部區(qū)域在照相機(jī)的視場內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)和/或特征。

在圖像中捕獲的內(nèi)部區(qū)域的部分可以重疊或包括在從其他視口拍攝的一個(gè)或多個(gè)其他圖像中捕獲的內(nèi)部區(qū)域的類似部分。換句話說，在一個(gè)圖像中示出的內(nèi)部區(qū)域的部分可以包括也在一個(gè)或多個(gè)其他圖像中示出的結(jié)構(gòu)或特征。例如，從相鄰視口2拍攝的圖像可以從不同角度顯示一些相同的管4。類似地，從相對(duì)視口2拍攝的圖像可以以不同角度顯示一些相同的管。此外，圖像不需要對(duì)應(yīng)或映射到內(nèi)部區(qū)域的特定或排他的區(qū)域，并且可以顯示內(nèi)部區(qū)域的基本相似的區(qū)域或部分。

結(jié)合在熱成像裝置中的成像器或傳感器可以包括記錄在像素處接收的光的強(qiáng)度的像素。相機(jī)中的像素?cái)?shù)量對(duì)應(yīng)于相機(jī)的分辨率。照相機(jī)可以具有任何合適的分辨率，例如，大約1兆像素(大約1百萬像素)到大約10兆像素(大約1000萬像素)之間的分辨率或更大的分辨率。成像器或傳感器中的每個(gè)像素可以具有記錄光強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)組件或通道。成像器或傳感器的每個(gè)像素可以具有三個(gè)分量或通道，其可以對(duì)應(yīng)于紅色(r)，綠色(g)和藍(lán)色(b)通道。像素的通道或分量可以被配置成在記錄光的強(qiáng)度時(shí)更容易接受某些預(yù)定頻率的光，并且較少接受其它預(yù)定頻率的光。換句話說，在某些預(yù)定頻率的光可以比在其他預(yù)定頻率的光更有助于總體強(qiáng)度測量。當(dāng)捕獲圖像時(shí)，每個(gè)像素的每個(gè)通道或分量的記錄強(qiáng)度被存儲(chǔ)為圖像數(shù)據(jù)或像素?cái)?shù)據(jù)。像素可以被配置為測量可見光譜中的光的強(qiáng)度?？商娲兀齻€(gè)通道(rgb)中的每一個(gè)可以被配置為測量近紅外光譜范圍中的光的強(qiáng)度。

在獲得爐1的圖像之后，可以將用于每個(gè)圖像的對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)加載到計(jì)算機(jī)或其它處理裝置中用于額外的處理和分析。

單個(gè)熱成像裝置可以用于捕獲爐1的內(nèi)部區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。利用單個(gè)熱成像裝置捕獲所有圖像可以增加后續(xù)的處理和分析的一致性，因?yàn)閳D像是在均勻的裝置條件下捕獲的，例如對(duì)噪聲電平的均勻的信號(hào)和對(duì)不同波長的均勻的靈敏度。

可替代地，可以使用多個(gè)熱成像裝置8并引導(dǎo)通過爐1的不同視口2，以捕獲爐的內(nèi)部區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。熱成像裝置可以各自對(duì)管4進(jìn)行重復(fù)的周期性測量，以獲得一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)字圖像。圖像數(shù)據(jù)的后續(xù)處理和分析應(yīng)考慮熱成像裝置條件的差異，例如由于裝置和/或裝置模型之間的條件差異導(dǎo)致的對(duì)不同波長的靈敏度的差異和信噪比的差異?？赡苄枰紤]熱成像裝置條件的差異，以使從一個(gè)熱成像裝置獲取的圖像數(shù)據(jù)與從另一熱成像裝置獲取的圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。

當(dāng)捕獲爐1的內(nèi)部區(qū)域的圖像時(shí)，照相機(jī)可以包括一個(gè)或多個(gè)濾波器，以防止或減少某些波長的光到達(dá)成像器或傳感器。成像器或傳感器可以包括電荷耦合器件(ccd)和/或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件。濾波器可以被設(shè)計(jì)成允許預(yù)定波長的期望百分比的光通過濾波器并到達(dá)傳感器。濾波器可以被設(shè)計(jì)成允許更少的光，即小于50％的光，以小于預(yù)定波長的波長穿過濾波器，并且允許更多的光，即大于光的50％，以大于預(yù)定波長的波長穿過濾波器。預(yù)定波長可以是約715nm。預(yù)定波長可以在約300nm或更小和/或1000nm或更大之間。

可以使用如us8,300,880中描述的失真校正來校正圖像。

可以使用計(jì)算機(jī)處理圖像以校正從特定位置的任何旋轉(zhuǎn)或偏差(“旋轉(zhuǎn)校正”)，例如，如在us8,300,880中描述的“居中位置”。用于旋轉(zhuǎn)校正的任何合適的方法可以結(jié)合本方法使用。

可以使用計(jì)算機(jī)來處理“校正的”圖像，以檢測或確定圖像中的管4的邊緣和/或任何其他期望的特征，例如，相對(duì)的視口2?？梢愿鶕?jù)us8,300,880中描述的爐1的幾何模型來調(diào)整或修改管4的檢測到的邊緣和來自圖像的檢測到的特征。

該方法包括在一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中識(shí)別多個(gè)管4的子集中的多個(gè)成像管10。可以通過一個(gè)或多個(gè)視口2獲得一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。如圖1所示，熱成像裝置8位于視口2a處。圖1示出當(dāng)從視口2a拍攝圖像時(shí)熱成像裝置8的視場9。如在圖1中可以看出的。如圖1所示，熱成像裝置8的視場9包括成像管10。爐1中的多個(gè)管4包括成像管10和非成像管11。成像管10是在一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中的至少一個(gè)中檢測到的，非成像管11在一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中的任一個(gè)中未檢測到。顯然，當(dāng)從更不同的視口獲得更多的數(shù)字圖像時(shí)，存在更多的成像管。在本方法中，至少一些管4是非成像管。

該方法包括處理與多個(gè)成像管10相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)的一部分，以獲得在多個(gè)數(shù)字圖像中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中表示多個(gè)成像管10的至少子集10a的集中趨勢度量的值。。

該方法包括處理表示多個(gè)成像管10的至少子集10a的集中趨勢度量的值，以獲得成像管10的至少子集10a的溫度信息。該步驟可以包括根據(jù)表示多個(gè)成像管10的至少子集10a的集中趨勢度量的對(duì)應(yīng)值來確定多個(gè)成像管10的至少子集10a的溫度值。

基于來自一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像的像素?cái)?shù)據(jù)確定成像管10的溫度信息。為了確定圖像中的成像管10的溫度值，處理對(duì)應(yīng)成像管10的段中的像素?cái)?shù)據(jù)，以確定表示集中趨勢度量的值，然后可以將該值其與溫度相關(guān)聯(lián)。溫度或溫度值是管的代表性的值。管溫度沿管長度變化?？赡苄枰诳深A(yù)期最高管溫度的位置處確定管的溫度信息。

像素?cái)?shù)據(jù)(例如，強(qiáng)度值)的處理開始于從段中的像素的像素?cái)?shù)據(jù)獲得表示對(duì)于每個(gè)通道或分量的集中趨勢度量的值。表示集中趨勢度量的值可以是像素?cái)?shù)據(jù)的中值。可替代地，表示集中趨勢度量的值可以是從像素?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)出的均值、魯棒均值、模式或其他統(tǒng)計(jì)度量。然后將表示每個(gè)通道或分量的集中趨勢度量的值與溫度值相關(guān)。

從表示集中趨勢度量的值確定的段的溫度值也可以被分配不確定性值。不確定性值可以量化所確定的溫度值的置信度。許多因素例如管距照相機(jī)的距離(路徑長度“d”)、照相機(jī)角度(由照相機(jī)的中心線和成像管10的位置“α”形成)、在代表管的段中像素的數(shù)量，可以影響溫度值確定的置信度。如果像素?cái)?shù)據(jù)包括多個(gè)通道或分量，則可以使用統(tǒng)計(jì)平均技術(shù)(例如，平均，加權(quán)平均等)對(duì)每個(gè)通道或分量的溫度值進(jìn)行平均，以獲得該段的單個(gè)溫度值，其對(duì)應(yīng)于成像管10。

為了獲得溫度值和像素?cái)?shù)據(jù)之間的相關(guān)性，可以形成已知溫度和像素?cái)?shù)據(jù)之間的關(guān)系并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫或其他存儲(chǔ)器設(shè)備中，以便將來訪問。獲得像素?cái)?shù)據(jù)和溫度之間的關(guān)系的一種技術(shù)涉及捕獲內(nèi)部區(qū)域的圖像，然后在圖像捕獲之后不久，獲取對(duì)應(yīng)于圖像的內(nèi)部區(qū)域的部分中的管的溫度測量。管的溫度測量可以用光學(xué)高溫計(jì)或其它合適的裝置來進(jìn)行。然后將表示對(duì)應(yīng)于管4的圖像的集中趨勢度量的值與溫度測量值進(jìn)行比較，以建立溫度和像素值之間的相關(guān)性或關(guān)系。獲得管4的溫度信息的其它技術(shù)也可用于建立與像素值的關(guān)系或相關(guān)性。一旦建立了溫度和像素值之間的關(guān)系或相關(guān)性，則該相關(guān)性可以用于圖像的后續(xù)處理。

或者，代替確定每個(gè)圖像中的每個(gè)成像管10的溫度值，可以以類似于上面討論的方式繼續(xù)對(duì)分段像素?cái)?shù)據(jù)或表示集中趨勢度量的值進(jìn)行處理(包括應(yīng)用不確定性值)以生成像素?cái)?shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)值中的爐1的表示。然后可以使用上述關(guān)系或相關(guān)性將爐的表示中表示集中趨勢度量的像素?cái)?shù)據(jù)或值轉(zhuǎn)換為溫度，以基于溫度值獲得爐的表示。

多變量回歸方法(例如部分最小二乘法)可用于建立獨(dú)立溫度測量可用的特定管的溫度與來自圖像的像素?cái)?shù)據(jù)之間的相關(guān)性。該相關(guān)性可以并入變量，變量包含但不限于通道像素值，例如，r,g,b值,d,α，其它適合的可量化測量值，和/或其組合。例如，管溫度的相關(guān)值可以表示為(關(guān)于管j)，獨(dú)立變量為xij，其中i表示來自變量部分列表的第i個(gè)變量，其中與管溫度相關(guān)聯(lián)的其它變量可以包括前一管和下一管的r,g,b。在預(yù)定位置處管4的溫度可以表示為具有未知系數(shù)ai的這些變量的線性組合，使得給定一組獨(dú)立的溫度測量值tj，其中j＝1,2,...,n，其可以來自高溫計(jì)，可以通過最小化實(shí)際數(shù)據(jù)與在最小二乘意義上的預(yù)測之間的誤差來確定未知系數(shù)：

這些評(píng)估可以借助標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)軟件工具(例如，)來系統(tǒng)地進(jìn)行。評(píng)估的最終結(jié)果可以生成來自圖像數(shù)據(jù)與管4的溫度之間在最小二乘意義上的相關(guān)允許進(jìn)行圖像中的所有管的溫度估計(jì)(而不僅僅是那些獨(dú)立溫度測量值可用的管)。

該方法包括從多個(gè)管4中的每一個(gè)取出排出物。反應(yīng)物氣體混合物，例如包含蒸汽和一種或多種烴的重整器進(jìn)給氣體混合物可以被引入管4中。反應(yīng)物氣體混合物可以在管4內(nèi)包含的催化劑的存在下在管4內(nèi)反應(yīng)?？梢詮墓?中取出排出物，例如包含h2，co，co2和h2o的重整物，并將其送到各自的輔助收集集管6。

該方法包括將從多個(gè)管中的每一個(gè)收回的排出物收集在多個(gè)輔助收集集管6中。多個(gè)輔助收集集管6中的每一個(gè)可操作地連接到多組多個(gè)管4的相應(yīng)組。在每個(gè)輔助收集集管6中從每組收集的排出物在每個(gè)輔助收集集管6中形成相應(yīng)的組合排出物。

例如，如圖1所示，來自成像管10的子集10a的排出物和來自非成像管11的子集11a的排出物被傳送到輔助收集集管6a，以在輔助收集集管6a中形成組合排出物。第一輔助收集集管6a可操作地連接到由成像管10的子集10a和非成像管11的子集11a組成的多個(gè)管4的第一組。來自成像管10的子集10b的排出物和來自非成像管11的子集11b的排出物被傳送到輔助收集集管6b，以在輔助收集集管6b中形成組合排出物。第二輔助收集集管6b可操作地連接到由成像管10的子集10b和非成像管11的子集11b組成的多個(gè)管4的第二組。

該方法包括將在每個(gè)相應(yīng)的輔助收集集管6中收集的排出物傳送到主收集集管7。該排出物可以通過主收集集管7輸送到下游處理單元操作。在產(chǎn)氫的情況下，排出物(重整物)可以被傳送到各種熱交換器、變換反應(yīng)器和組分分離器，例如變壓吸附單元。

該方法包括測量與多個(gè)輔助收集集管6中的一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。與每個(gè)輔助收集集管中的組合排出物的溫度相關(guān)的值可以使用溫度傳感器5來測量?？梢允褂脽犭娕蓟蛴糜跍y量溫度的任何其它合適的溫度傳感器來測量與組合排出物的溫度相關(guān)的值。例如，如圖1所示，溫度傳感器5a設(shè)置成測量與來自輔助集管6a的組合排出物的與溫度相關(guān)的值。溫度傳感器可以對(duì)來自輔助集管6的組合排出物進(jìn)行重復(fù)的周期性測量，以獲得在一段時(shí)間內(nèi)的與溫度相關(guān)的值。

該方法包括處理表示多個(gè)成像管10的至少子集10a的集中趨勢度量的值以及與一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值，以獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息。該步驟可以包括根據(jù)表示多個(gè)成像管10的至少子集10a的集中趨勢度量的相應(yīng)值和與一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值來確定多個(gè)非成像管11的至少子集11a的溫度值。

非成像管的至少子集的有用的溫度信息可以被獲得，即使沒有利用熱成像裝置對(duì)非成像管進(jìn)行直接測量。優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，因?yàn)樾枰^少的熱成像裝置來得到爐內(nèi)管溫度的近似完整的圖片。

還可以獲得的非成像管的溫度信息。該方法可以對(duì)于爐的其它部分重復(fù)進(jìn)行，直至獲得爐內(nèi)所有管的溫度信息。然而，即使對(duì)于爐的所有管未能獲得溫度信息，也有益處。例如，可以得知爐的某些區(qū)域尤其易于過熱。該方法則僅應(yīng)用于爐內(nèi)易于發(fā)生過熱的這個(gè)區(qū)域中。

該方法隨后還可以包括測量與多個(gè)輔助收集集管6的一個(gè)或多個(gè)附加的輔助收集集管6b中的每一個(gè)的組合排出物的溫度相關(guān)的值。如圖1所示，溫度傳感器5b可以設(shè)置成測量與來自輔助收集集管6b的組合排出物的溫度相關(guān)的值。

在獲得非成像管的至少子集的溫度信息的處理步驟中，可以與使用一個(gè)或多個(gè)附加的輔助收集集管6b中的每一個(gè)的組合排出物的溫度相關(guān)的值。例如，多個(gè)成像管10a的子集結(jié)合與來自輔助集管6a的組合排出物的溫度相關(guān)的值使用以獲得非成像管11a的溫度信息，并且多個(gè)成像管10b的子集結(jié)合與來自輔助集管6b的組合排出物的溫度相關(guān)的值使用以獲得非成像管11b的溫度信息。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：計(jì)算第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的代表性的排出物溫度。第一管排段12a中的每個(gè)成像管10可操作地連接到輔助收集集管6a，并且在組合排出物被傳送到主收集集管7之前，來自第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的排出物組合在輔助收集集管6a中。第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的有代表性的排出物溫度可根據(jù)利用表示第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的集中趨勢度量的值的相關(guān)性來計(jì)算。該相關(guān)性根據(jù)表示集中趨勢度量的值來提供有代表性的排出物溫度。

如本文所使用的，相關(guān)性是基于理論和/或數(shù)據(jù)建立的任意關(guān)系。該相關(guān)性可以以等式形式和/或查找表或類似的方式來表示。

可以根據(jù)考慮到不同流量的計(jì)算機(jī)模擬，模型和/或來自爐的測量數(shù)據(jù)來形成相關(guān)性。相關(guān)性可以使用描述從熱燃燒產(chǎn)物氣體到管4的熱傳遞過程的模型。模型可以考慮管中的不同熱傳遞模式(輻射，傳導(dǎo)和對(duì)流)和化學(xué)反應(yīng)。相關(guān)性可以能夠預(yù)測每個(gè)單獨(dú)管的管壁和過程排出物之間的溫度差。可以使用實(shí)驗(yàn)測量的管壁溫度和測量的工藝氣體溫度來調(diào)整和驗(yàn)證相關(guān)性。

用于形成相關(guān)性的重整器模型在本領(lǐng)域中是已知的，例如，grotendorst等人，“computer-aidedmodelingandsimulationofthethermodynamicsofsteamreforming，”mathematicsandcomputersinsimulation，pp.1-21，1738(1999)和dalatham等人，“mathematicalmodelingofaindustrialsteam-methanereformerforon-linedeployment，”fuelprocess.technol.(2011)，doi：10.1016/j.fuproc.2011.04.001。

參考圖3和圖4描述該數(shù)學(xué)步驟。圖3示出了具有假設(shè)管溫度的簡化爐。成像管10a的子集被分配1600、1588和1576的溫度。溫度單位無關(guān)緊要，因?yàn)檫@僅僅是如何進(jìn)行計(jì)算的說明。溫度可以從包括與成像管子集10a相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像獲得。非成像管11a的溫度是從成像管10a的溫度和組合排出物溫度預(yù)測的溫度。

對(duì)于該說明性計(jì)算，假設(shè)排出物溫度和管溫度之間的簡單相關(guān)性，其中排出物溫度比管溫度低70。然后，管排段中每個(gè)成像管的代表性的排出物溫度為1530、1518和1506。排出物溫度的這些值顯示在圖4中。

獲得多個(gè)管4中的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：利用第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的有代表性的排出物溫度來計(jì)算來自第一管排段12a中的成像管10的組合排出物的有代表性的溫度。有代表性的組合排出物溫度可以是任何類型的平均值，例如均值或加權(quán)均值?？筛鶕?jù)需要利用質(zhì)量守恒或僅利用管的均值來確定代表性的組合溫度。

為示例性的計(jì)算，將使用簡單的均值。1530、1518和1506的均值是1518。

測量與一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟可以包括測量與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。

為示例性的計(jì)算，與輔助收集集管中的組合排出物的溫度相關(guān)的值被賦值1507。該溫度對(duì)應(yīng)于例如通過輔助收集集管中的溫度傳感器測得的組合排出物的溫度。

獲得多個(gè)管4中的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：計(jì)算來自與第一輔助收集集管6a可操作地連接的第二管排段12a中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度。在組合排出物被傳送到主收集集管7之前，來自第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的排出物組合在第一輔助收集集管6a中。根據(jù)與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值和來自第一管排段12a中的成像管10的組合排出物的有代表性的溫度來計(jì)算來自第二管排段12b中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度。

來自第一管排段12a的排出物和來自第二管排段12b的排出物貢獻(xiàn)于與輔助收集集管中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。來自第一管排段12a的貢獻(xiàn)從來自與組合排出物的溫度相關(guān)的值中減去以確定第二管排段12b的貢獻(xiàn)。簡單均值法將用于實(shí)施例，可以可替代地使用更復(fù)雜的關(guān)系。來自第一管排段和第二管排段的組合排出物的均值溫度是1507。來自第一管排段12a中的成像管10的組合排出物的有代表性的溫度是1518。然后，來自第二管排段12b中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度是1496(即，對(duì)于來自成像管和非成像管的組合排出物，成像管的均值是1518，非成像管的均值是1496)。

獲得多個(gè)管4中的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括基于管位置來確定第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的有代表性的排出物溫度與來自第一管排段12a的成像管10的組合排出物的有代表性的溫度之間的第一溫度關(guān)系。為示例說明的目的，第一溫度關(guān)系將是管的有代表性的排出物溫度與管排段中的組合排出物的有代表性的溫度之間的相對(duì)差。然后，例如，第一管排段12a中的最靠近主集管7的管的排出物溫度差是+12(即，1530-1518)。中間的管的排出物溫度差是0(即，1518-1518)。最靠近爐壁的管的排出物溫度差是-12(即，1506-1518)。從主集管7到爐壁的排出物溫度差曲線是(+12,0,-12)。

獲得多個(gè)管4中的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括制訂第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的有代表性的排出物溫度與來自第二管排段12b中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度之間的第二溫度關(guān)系?？苫跔t中的相對(duì)管位置利用至少第一溫度關(guān)系來制訂第二溫度關(guān)系。

為示例說明的目的，第二溫度關(guān)系將使用基于相對(duì)管位置來自第一溫度關(guān)系的排出物溫度差。對(duì)于第二溫度關(guān)系，來自第二管排段12b中最靠近主集管7的非成像管的排出物將被賦予溫度差值12，來自中間非成像管的排出物將被賦予溫度差值0，來自第二管排段12b中最靠近爐壁的非成像管的排出物被賦予溫度差值-12。這是基于成像管在爐中的位置為成像管所確定的相同的排出物溫度差曲線(+12,0,-12)。

獲得多個(gè)管4中的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：利用來自第二管排段12b中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度和第二溫度關(guān)系來計(jì)算第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的有代表性的排出物溫度。

利用為非成像管所確定的溫度差曲線(+12,0,-12)和來自第二管排段12b中的非成像管11的組合排出物的有代表性的溫度(即，1496)，最靠近主集管7的非成像管的有代表性的排出物溫度是1508(即，1496+12)，在中間的非成像管的有代表性的排出物溫度是1496(即，1496+0)，并且最靠近爐壁的非成像管的有代表性的排出物溫度是1484(即，1496-12)。有代表性的排出物溫度的這些值顯示在圖4中。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：利用第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的有代表性的排出物溫度和利用有代表性的排出物溫度提供非成像管11的溫度信息的相關(guān)性來計(jì)算非成像管11的溫度信息。

利用有代表性的排出物溫度來提供非成像管11的溫度信息的相關(guān)性可以從來自爐的模型和/或數(shù)據(jù)得到。這些可以是用于開發(fā)利用表示集中趨勢度量的值提供有代表性的排出物溫度的相關(guān)性的相同的模型和/或數(shù)據(jù)。

為該示例說明的計(jì)算，將假設(shè)管溫度與排出物溫度之間的簡單的相關(guān)性，其中管溫度比排出物溫度大70。然后，對(duì)于最靠近主集管的管，非成像管的溫度信息被發(fā)現(xiàn)是1578(即，1508+70)，對(duì)于中間的管，非成像管的溫度信息被發(fā)現(xiàn)是1566(即，1496+70)，而對(duì)于最靠近爐壁的管，非成像管的溫度信息被發(fā)現(xiàn)是1554(即，1484+70)。

除了第一溫度關(guān)系之外，可以利用第三溫度關(guān)系基于爐中另一相鄰排管的溫度和相對(duì)管位置來制訂第二溫度關(guān)系。參考圖5來說明該示例計(jì)算的擴(kuò)展。來自相鄰管排段的排出物的溫度是1600、1500和1460。該管排段的溫度均值是1520。相對(duì)于該管排段的均值溫度的溫度差曲線是(+80,-20,-60)。

該第二溫度關(guān)系則可以是第一溫度關(guān)系的溫度差曲線和第三溫度關(guān)系的溫度差曲線的加權(quán)組合。為該示例的計(jì)算，我們將假設(shè)均等加權(quán)。

基于它們在爐中在第一溫度關(guān)系中的位置為成像管確定的溫度差曲線是(+12,0,-12)。然后，最接近主集管7的管的溫度差為(0.5)*80+(0.5)*12＝+46。同樣，對(duì)于中間管，溫度差為(0.5)*20+(0.5)*0＝-10，對(duì)于最靠近爐壁的管，溫度差為(0.5)*60+(0.5)*-12＝-35。對(duì)于非成像管確定的溫度曲線則是(+46，-10，-36)。得到的代表性排出物溫度由平均溫度1496計(jì)算，為1542、1486和1460，其值示于圖5中。

如果需要，可以進(jìn)一步擴(kuò)展計(jì)算以包括來自遠(yuǎn)離非成像管的管的加權(quán)貢獻(xiàn)。雖然在說明性計(jì)算中，使用來自相鄰成像管的溫度信息確定非成像管的溫度信息，但是如果需要，可以包括使用更遠(yuǎn)的管溫度的次級(jí)效應(yīng)。

非成像管11的溫度信息可以如前面根據(jù)每個(gè)非成像管11的代表性排出物溫度和相關(guān)性計(jì)算，所述相關(guān)性根據(jù)代表性的排出物溫度提供非成像管11的溫度信息。

這里示出的說明性計(jì)算僅是如何使用與組合排出物的溫度(即，輔助收集集管中的測量溫度)相關(guān)的值和表示成像管的集中趨勢度量的值來計(jì)算非成像管溫度的溫度信息的實(shí)施例。

如果不同排的管不共用共同的輔助集管，計(jì)算可以略微簡化，但是方法相似。參考圖6和圖7示出了說明性的計(jì)算。在圖6和圖7中，第一輔助收集集管6a可操作地連接到由第一管排段12a構(gòu)成的第一組多個(gè)管4。第二輔助收集集管6c可操作地連接到由第二管排段12b構(gòu)成的第二組多個(gè)管4。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括計(jì)算第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的代表性的排出物溫度。第一管排段12a中的每個(gè)成像管10可操作地連接到第一輔助收集集管6a中，并且在組合排出物被傳送到主收集集管7之前，來自第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的排出物組合在第一輔助收集集管6a中。第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的代表性的排出物溫度可以根據(jù)使用表示第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的集中趨勢度量的值的相關(guān)性來計(jì)算。該相關(guān)性根據(jù)表示集中趨勢度量的值提供了代表性的排出物溫度。

參考圖6和圖7說明該數(shù)學(xué)步驟。圖6示出了具有假設(shè)管溫度的簡化爐。成像管子集10被賦予溫度1600，1588和1576。非成像管11a的溫度是根據(jù)成像管10的溫度和組合排出物溫度預(yù)測的溫度。

為該說明性的計(jì)算，將假設(shè)排出物溫度與管溫度之間的簡單的相關(guān)性，其中排出物溫度比管溫度小70。然后，管排段中的每個(gè)成像管的代表性的排出物溫度是1530，1518和1506。排出物溫度的這些值顯示在圖7中。

測量與一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟可以包括：測量與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值應(yīng)當(dāng)近似等于管排段中的每個(gè)成像管的代表性的排出物溫度的組合值。比較可用于提供用來由管溫度確定排出物溫度的相關(guān)性的正確性的指示。為該說明性的示例，代表性的排出物溫度的均值和與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的測量值相同，為1518。

測量與一個(gè)或多個(gè)輔助收集集管6中的組合排出物的溫度相關(guān)的值的步驟可以包括：測量與第二輔助收集集管6c中的組合排出物的溫度相關(guān)的值。如圖6和圖7所示，非成像管11的第二管排段12b操作性地連接到第二輔助收集集管6c。在組合排出物被傳送到主收集集管7之前，來自第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的排出物組合在第二輔助收集集管6c中。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括確定第一溫度關(guān)系，該第一溫度關(guān)系是基于管位置的第一管排段12a中的每個(gè)成像管10的代表性的排出物溫度和與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值之間的。為說明的目的，第一溫度關(guān)系將是管的代表性的排出物溫度和與第一輔助收集集管6a中的組合排出物的溫度相關(guān)的值之間的相對(duì)差。然后，例如，第一管排段12a中最靠近主集管7的管的排出物溫度差是+12(即，1530-1518)。中間的管的排出物溫度差是0(即，1518-1518)。最靠近爐壁的管的排出物溫度差是-12(即，1506-1518)。來自爐壁的主集管7的排出物溫度差曲線是(+12,0,-12)。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括制訂第二溫度關(guān)系，該第二溫度關(guān)系是第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的代表性的排出物溫度和與第二輔助收集集管6c中的組合排出物的溫度相關(guān)的值(即，1520)之間的。該第二溫度關(guān)系是利用至少第一溫度關(guān)系基于爐中的相對(duì)管位置來制訂的。

為說明的目的，第二溫度關(guān)系將使用基于相對(duì)管位置的來自第一溫度關(guān)系的排出物溫度差。對(duì)于第二溫度關(guān)系，來自第二管排段12b中的最靠近主集管7的非成像管的排出物將被賦予溫度差值12，來自中間非成像管的排出物將被賦予溫度差值0，來自第二管排段12b中的最靠近爐壁的非成像管的排出物將被賦予溫度差值-12。這是基于成像管在爐中的位置為成像管所確定的相同的排出物溫度差曲線(+12,0,-12)。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：根據(jù)與第二輔助收集集管6c中的組合排出物的溫度相關(guān)的值和第二溫度關(guān)系來計(jì)算第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的代表性的排出物溫度。

利用對(duì)于非成像管確定的溫度差曲線(+12,0,-12)和與第二輔助收集集管6c中的組合排出物的溫度相關(guān)的值(即，1520)，最靠近主集管7的非成像管的代表性的排出物溫度是1520+12(即，1532)，對(duì)于中間的非成像管的代表性的排出物溫度是1520+0(即，1520)，對(duì)于最靠近爐壁的非成像管的代表性的排出物溫度是1520-12(即，1508)。在圖7中示出了代表性的排出物溫度的這些值。

獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息的處理步驟可以包括：根據(jù)第二管排段12b中的每個(gè)非成像管11的代表性的排出物溫度和相關(guān)性來計(jì)算非成像管11的溫度信息，所述相關(guān)性由代表性的排出物溫度來提供非成像管11的溫度信息。

由代表性的排出物溫度提供非成像管11的溫度信息的相關(guān)性可以從來自爐的模型和/或數(shù)據(jù)得出。這些可以是用于形成所述相關(guān)性的相同的模型和/或數(shù)據(jù)，該相關(guān)性由表示集中趨勢度量的值來提供代表性的排出物溫度。

為該說明性的計(jì)算，將假設(shè)管溫度與排出物溫度之間的簡單的相關(guān)性，其中管溫度比排出物溫度大70。然后，對(duì)于最靠近主集管的管，發(fā)現(xiàn)非成像管的溫度信息是1602(即，1532+70)，對(duì)于中間的管，非成像管的溫度信息是1590(即，1520+70)，對(duì)于最靠近爐壁的管，非成像管的溫度信息是1578(即，1508+70)。

該方法利用了補(bǔ)充溫度測量值，例如，來自光學(xué)高溫計(jì)或類似裝置的溫度測量值。圖1示出了光學(xué)高溫計(jì)15。

該方法還可以包括，例如利用光學(xué)高溫計(jì)15，對(duì)于位于爐1內(nèi)的多個(gè)管4中的一個(gè)或多個(gè)，測量與管壁的溫度相關(guān)的值。管壁可以是成像管10或非成像管11。

還可以處理與多個(gè)管中的一個(gè)或多個(gè)的管壁的溫度相關(guān)的值以獲得多個(gè)管4的非成像管11的至少子集11a的溫度信息，其中非成像管11的至少子集11a包括不測量與管壁的溫度相關(guān)的值的非成像管(即，使用光學(xué)高溫計(jì)溫度信息來獲得光學(xué)高溫計(jì)未測量的一些非成像管的溫度信息)。

熱成像裝置能夠移動(dòng)到不同的視口2來捕獲爐1的內(nèi)部區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像可以包括與位于爐1內(nèi)的多個(gè)管4的不同的子集相關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)?？梢栽趤碜圆煌囊暱诘囊粋€(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像中識(shí)別多個(gè)成像管。方法中的其余的步驟可根據(jù)實(shí)際情況來應(yīng)用。來自較早的視口捕獲的熱成像裝置的成像管和/或非成像管的歷史數(shù)據(jù)可用于每個(gè)成像管的代表性的排出物溫度之間的第一溫度關(guān)系和/或每個(gè)非成像管的代表性的排出物溫度之間的第二溫度關(guān)系的制訂中。

爐1內(nèi)的成像管和非成像管的溫度信息可以顯示為輪廓繪圖或其它適合(彩色)的圖形表示。圖9示出了在預(yù)定高度處爐1的管4的溫度差信息的示范性的輪廓繪圖。該繪圖可以識(shí)別單個(gè)的過程管和管排。

本文公開的方法可應(yīng)用于爐1內(nèi)的多個(gè)高度且可用于生成三維視圖或溫度數(shù)據(jù)的表示。視口2可以位于爐1的上部和下部中。利用爐1的上部和下部中的兩個(gè)視口執(zhí)行上述方法容許生成爐1的上部和下部的繪圖。利用相關(guān)性和/或模型并入各高度處的預(yù)期溫差的附加的計(jì)算可并入三維繪圖中。并入預(yù)期溫差容許繪圖考慮到具體的管4的異常?？梢詮膱D像中分析在不同高度處的多排段。在不同的高度處使用多段還能夠用于生成溫度信息的三維表示。

在本方法的范圍內(nèi)的實(shí)施方案可以包括程序產(chǎn)品，程序產(chǎn)品包括用于實(shí)施機(jī)器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者其中存儲(chǔ)有實(shí)施機(jī)器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的機(jī)器可讀介質(zhì)。該機(jī)器可讀介質(zhì)可以是由通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或具有處理器的其它機(jī)器訪問的任何可用的介質(zhì)。通過示例的方式，該機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括ram、rom、eprom、eeprom、cd-rom或其它光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)裝置、或者任何其它能夠用于承載或存儲(chǔ)呈機(jī)器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的期望的程序代碼且能夠由通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或具有處理器的其它機(jī)器訪問的介質(zhì)。當(dāng)信息在網(wǎng)絡(luò)或另一通信連接(或者是硬接線的、無線的或硬接線或無線的組合)轉(zhuǎn)移或提供給機(jī)器時(shí)，該機(jī)器正確地將該連接視為機(jī)器可讀介質(zhì)。因此，任何這樣的連接被恰當(dāng)?shù)胤Q為機(jī)器可讀介質(zhì)。上述的組合也包含在機(jī)器可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。機(jī)器可執(zhí)行指令包括例如使得通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚頇C(jī)器執(zhí)行某些功能或某組功能的指令和數(shù)據(jù)。

具有爐中多個(gè)管的溫度信息對(duì)于爐控制是很重要的。響應(yīng)于確定多個(gè)管的溫度信息，可以調(diào)節(jié)氧化劑(空氣)和/或燃料到燃燒器3的流速。

具有用于爐中的多個(gè)管的溫度信息對(duì)于改進(jìn)的爐效率和可靠性可以是重要的，從而避免過早的管故障和隨后的生產(chǎn)中斷。爐子操作通常受最高管溫度的限制，而效率與平均管溫度相關(guān)。即使在操作條件(生產(chǎn)率，進(jìn)給性質(zhì)變化和其他控制參數(shù))的變化期間，在整個(gè)爐子中的均勻管溫度也是優(yōu)選的。整個(gè)爐子的半連續(xù)溫度信息有助于操作者保持高的平均管溫度而不過熱，因此提供高的操作效率。管的使用壽命取決于管金屬的工作溫度。在爐活動(dòng)期間記錄管壁溫度將能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的管壽命估計(jì)。

實(shí)施例

對(duì)于具有8排管，每排46管的重整爐獲得熱圖像。熱成像裝置被安裝以便在爐中所有管是成像管。

輔助收集集管收集來自半排管中的相應(yīng)對(duì)的排出物，如圖1、圖2和圖3所描繪的。利用熱電偶來測量每個(gè)輔助收集集管的組合排出物的溫度。

圖8示出了在爐的選定高度處相對(duì)于參考溫度的管的測量溫度差的示范性的輪廓繪圖。捕獲全部圖像，使得在圖8中的輪廓繪圖中沒有非成像管。

利用僅來自安裝在排2與排3之間的視口處以及排6與排7之間的視口處的兩個(gè)熱成像裝置的信息以及輔助收集集管中測得的溫度來說明本方法。因此，排2、3、6和7是成像管排，排1、4、5和8是非成像管排。

本方法用于確定(假設(shè)的)非成像管的溫度。結(jié)果繪制于圖9中，示出了在爐的相同的選定高度處相對(duì)于圖8中所示的相同的參考溫度的管的溫度差的示范性的輪廓繪圖。在圖9中，利用本方法獲得溫度輪廓。

從圖8和圖9中顯然看出，溫度輪廓彼此非常相似，并且利用本方法極好地捕獲到熱區(qū)和冷區(qū)。利用本方法獲得的溫度圖對(duì)于引導(dǎo)爐操作和評(píng)估爐壽命是令人滿意的。

雖然僅示出和描述了本發(fā)明的某些特征和實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多修改和改變(例如，各種元件的尺寸、維度、結(jié)構(gòu)、形狀和比例的變化，值的參數(shù)(例如，溫度、壓力等)、安裝布置、材料的使用、顏色、方位等)，而實(shí)質(zhì)上不偏離權(quán)利要求書中所記載的主題的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)替代實(shí)施方案，任何過程或方法步驟的順序或次序可以改變或重新排序。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有這樣的修改和改變。此外，為了提供示例性實(shí)施方案的簡潔描述，可能未描述實(shí)際的實(shí)現(xiàn)的所有特征(即，與當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式無關(guān)的那些特征，或與實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的發(fā)明無關(guān)的那些特征)。應(yīng)當(dāng)理解，在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可以做出許多實(shí)現(xiàn)特定的決定。這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開的普通技術(shù)人員而言，將是設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)，而無需過度的實(shí)驗(yàn)。