焦炭是钢铁生产的主要原材料,焦炉是生产焦炭的工业窑炉。炼焦温度是焦炉加热控制中最重要的过程指标,对温度的控制决定焦炭的产量和质量。由于生产环境和技术的限制,目前大多数焦化厂仍依赖于人工测温。传统的人工测温方法采用手持式红外测温仪在炉顶对焦炉立火道温度进行测量,环境温度高,粉尘大,测量频次高,任务艰巨,温度数据完整性易受加煤影响,测量精度依赖于人工经验,经常导致测量结果不准确,导致焦炉温度难以准确控制,焦炭产量和质量波动大。因此,焦炉生产急需一种精准高效的自动化测温方法代替人工测温,以彻底解决焦炉温度测量精度和测量效率低的问题。实现焦炉温度测量的自动化,提高测量效率和精度是提高炼焦过程自动化和精细化的关键所在。为了实现炼焦过程中焦炉温度场数据的准确测量,本文设计了一套焦炉直行温度自动采集及分析系统。系统由上位机、服务器、Zig Bee网络、巡检机器人及其辅助设备组成。上位机与服务器用于人机交互,包括发送指令、温度显示、数据储存等功能;Zig Bee网络实现了巡检机器人与上位机的通讯;巡检机器人搭载双色红外高温计,能够获取立火道径向温度分布曲线,并通过分析获得准确的立火道温度。巡检机器人具有多种工作模式:自动模式、手动模式和遥控模式,以满足不同的测温要求。系统具备温度自动快速测量、全方位信息采集与设备监控、电池管理、设备故障诊断、行进故障诊断、故障报警等功能,实现了全自动化精准测温;上位机与巡检机器人的协同配合,能够对焦炉温度场进行温度采集与深入分析,给出准确的直行温度及温度场分布,并以多种方式清晰地呈现出来。焦炉温度场分布情况分析完全取决于立火道温度的测量结果。系统测得的温度与人工实测温度对比结果表明该系统运行稳定、可靠,能够准确获取焦炉立火道温度,进而对整个焦炉温度场进行分析,作为焦炉工艺参数调整、保证焦炭质量的重要依据。最后,基于系统连续运行采集的温度数据,本文分析了立火道径向温度分布,总结出三种典型的温度分布,并给出了主要的影响因素。对于整体温度场分布,本文在时间和空间两个维度上分析了焦炉温度场分布规律和温度变化趋势,以此为依据,建立ARIMA温度预测模型对焦炉温度进行预测。预测结果表明此模型能够准确预测温度变化趋势,对焦炉温度调控具有重要的指导意义。