CN101786064A

CN101786064A - 回收锅炉设备液枪的操作装置、回收锅炉设备及其方法

Info

Publication number: CN101786064A
Application number: CN200911000074A
Authority: CN
Inventors: H·赛尼奥; A·萨雷拉
Original assignee: Metso Power Oy
Current assignee: Valmet Power Oy
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-07-28
Also published as: CA2688910A1; FI126366B; BRPI0905149A2; US20100154691A1; FI20086215A; FI20086215A0; EP2199457A1

Abstract

本发明涉及一种用于回收锅炉设备的液枪(2)的操作装置，该操作装置包括一种用于使液枪的喷嘴(7)转移到锅炉的炉膛(1)和离开炉膛的转移机构(11)。另外，本发明也涉及一种回收锅炉设备和在回收锅炉设备中使用的方法。

Description

回收锅炉设备液枪的操作装置、回收锅炉设备及其方法

技术领域

本发明涉及到一种用于回收锅炉设备的液枪的操作装置。另外，本发明涉及一回收锅炉设备和一种在回收锅炉中使用的方法。

背景技术

废碱液(即所谓的在造纸制浆中产生的黑液)在回收锅炉中燃烧，一方面，为了回收它所含有的能量，另一方面，为了回收它所含有的化学成分而且使所述化学成分返回到循环中。

黑液在所谓的液枪区域供给到锅炉，该区域由多个液枪组成，利用所述液枪将增压的黑液带入锅炉内部。为了使用和维护液枪，一种典型的设备包括通入平台(称为主服务平台)。假如由于某些原因导致锅炉改变为正压力，在这个主服务平台上移动就会带来危险。比如，假如锅炉变得堵塞，人员在主服务平台上行走或者在液枪区域工作就可能暴露在火花的溅射下。例如当引风机无意地停止运转或者由于锁定而停止时可能发相似的情形生。锅炉负荷的改变是人工操作的，在这种情形下，邻近液枪操作是必须的。可能一个极大的缺陷是，当需要更换液枪的时候，操作者就暴露在危险的环境中。当操作液体喷嘴(比如，更换的情况，打开喷嘴的附件，打开堵塞的喷嘴)的时候，操作者就直接接触热的(125-150℃)黑液。

从工作的安全性的观点来看，液枪区域是回收锅炉的最易发生意外事故的区域之一。安全性通常针对考虑到在该区域人的活动的不同的人机或者机械解决方案被改进。

发明内容

现在，提出一种解决方案，该方案能降低操作者在液枪区域需要的工作量。

为了达到该目标，根据本发明的操作装置的基本的特征将在独立权利要求1中介绍。继而，根据本发明的回收锅炉设备的基本特征将在独立权利要求6中介绍。根据本发明的方法的基本特征将在独立权利要求11中介绍。其他的从属权利要求将介绍一些本发明的优选的实施方式。

本发明的基本的思想是提出一种回收锅炉设备中的液枪的操作装置，在这样的方式下，该操作装置包括转移机构，用于将液枪头和其中的喷嘴转移到锅炉的炉膛以及移出炉膛。

在一个实施例中，该操作装置设置成操作至少两个液枪，而且该操作装置包括用于使该操作装置从第一液枪运动到第二液枪的运动机构。

在一个实施例中，该操作装置设置成通过扫描环境来确定该操作装置的位置。

在一个实施例中，该操作装置设置成执行以下步骤中的至少一个步骤：

-关于开始或者结束液体燃烧的操作任务(比如，举例来说，操作液枪进入或者离开炉膛)

-导通液枪开口

-清洁喷嘴区域

-调整枪的位置

-分离液枪

-吹风清洁液枪，比如，吹向鼓风井

-清洗液枪

-更换液枪

-更换喷嘴

-黑液取样

在一个实施例中，下面提到的监测操作是自动的：

-在液体喷射期间监测液枪在它的位置或在炉膛内是安全的

-假如数值“在炉膛内的枪的枪保持器的限位开关”不再有效的时候停止液体喷射到所述枪

-在压力改变的基础上监测管道系统的泄漏。

在一个实施例中，该操作装置包括计算机可视机构，而且通过该计算机可视机构确定以下各项中的至少一部分：

-通过液枪形成的喷射形式

-液滴的尺寸

-液枪的导通需要

-液枪的更换需要

在一个实施例中，用于连接液枪的阀门是自动化的。

在一个实施例中，回收锅炉设备包括：

-能用于关闭液枪开口的盖

-使该盖运动的转移装置

在一个实施例中，液枪以它们能被拔出的形式被布置在保持器中。被连接用于喷射黑液的阀门是自动的，使得液体喷射能够通过分布式控制系统(DCS)相继地被控制开始，比如，每次一个液枪。

在一个实施例中，该结构包括一个或多个自动机械，所述自动机械主要在黑液枪区域中在主服务平台上执行不同的动作。自动机械被连接到该设备的控制系统的其余部分，比如，举例来说，分布式控制系统。优选地，自动机械在炉膛内沿着导轨或者类似物循环。在一个实施例中，包括执行机构的该操作装置是活动的6轴自动机械单元。

在一个实施例中，液枪的工作与该区域的其余部分通过隔板或者遮光板分离。

单独的和不同组合形式的上文所述设置的不同实施例提供了多种优势。根据其实施情况，一个单个的应用可能包含下面一个或者多个优点。

-使用的安全性被提高

-人上进行的操作被最小化

-邻近枪的工作时间显著降低。剩余的必须维持的观察比以前更安全

-人员受伤的危险被降低

-有关黑液枪的操作以受控的方式并始终以同样的方式执行

-误操作的几率降低

-可用性提高

附图说明

以下，本发明将参考所附的原理图进行更详细的描述，其中

附图1显示回收锅炉设备的原理

附图2显示液枪区域的细节

附图3显示操作单元的另一个实施例

为了清晰，附图仅仅显示了能够理解发明的必要的细节。为了强调本发明的特征，在附图中那些对于理解本发明不是必须的但是对本领域技术人员来说是显而易见的结构和细节已经被省略了。

具体实施方式

图1从原理上显示了回收锅炉设备。该设备包括炉膛1，待燃烧的黑液由液枪2供给到这里。附图显示了液枪区域3在该设备的下部。液枪区域3通常包括所谓的使用和维护液枪2的主服务平台。在液枪区域3以下是熔融物溜槽区域4。在该实施例中，在液枪区域3上部依次是空气供给平台5。根据应用情况，空气供给平台5的数量和位置可以是不同的。该附图相互关联之间的不同的部分不是根据精确的尺寸来标示的，因为该附图的目的仅仅是为了显示本发明的液枪区域3的位置。

附图2显示了液枪区域3的细节。该附图显示了液枪2在邻近该锅炉的壁6的区域中的布置。液枪2的输出端包括喷嘴7，黑液从此处供给并脱离液枪。在该附图中，液枪2的头部和连接到液枪2头部的喷嘴7处在内部位置并被安置在炉膛1的内部，也即，液枪处在使用位置。液枪开口8在锅炉的壁6内形成，以将液枪2放置在炉膛1内。当液枪2的头部和连接到液枪2头部的喷嘴7在外部位置(维护位置)，即在炉膛1的外部时，液枪开口8能够便利地通过盖9进行关闭。

根据附图2的实施例，液枪2被放置在保持器10中，使得液枪能够通过活动的保持器进行运动。这样，液枪2的头部和液枪的喷嘴7能够被拔出。保持器10通过执行机构11运动，比如，举例来说，马达、气缸或者自动机械(自动机械在附图3中显示)。在该实施例这种，保持器10和执行机构11形成了液枪2的操作装置而执行机构11作为转移机构来操作。液枪开口8的盖9也通过执行机构12进行运动，比如，举例来说，马达、气缸或者自动机械(自动机械在附图3中显示)。

与黑液的喷射相关的阀门13是自动化的。有利的是，阀门13的自动化使得液体喷射能够通过分布式控制系统(DCS)以依序控制的方式(比如，每次一个液枪2)被启动。

通过执行机构11移动液枪2和自动控制阀门13能够提供不同的功能。举例来说，当从炉膛1移走液枪2时，无论是为了维修、降低负荷或者别的原因，执行以下的操作：黑液进料以依序控制的方式被关闭并且喷嘴7通过吹蒸汽清洁；确认无压；喷嘴通过执行机构被拉动到外部位置而且枪开口8的盖9通过执行机构12被关闭。在此之后液枪2处在相对安全的可操作的位置。

根据附图2的应用，以下的操作被有利地自动化：

-操作液枪进入或离开炉膛

-根据所需的准备开始或者停止喷射

-在液体喷射期间，监控液枪的位置，以保证液枪在它的位置和在炉膛内部是安全的

-假如枪保持器的限位开关的“枪在炉膛内”的数值不再有效，停止液体喷射

-根据压力的改变监测管道系统的泄漏

-从监控室调整枪的位置

-导通液枪开口

-清洗管和液枪

可以使用不同的机械、电气和/或光学开关及控制器(比如，举例来说，不同的限位开关)来识别枪保持器10的位置。

图3显示了用于锅炉的液枪2的操作装置的另一实施例。在这个实施例中，操作装置包括活动的操作单元14，它能在路径15上运动而且操作装置的操作通过控制单元(未显示)控制。在图中，路径15由在服务平台的底板上的导轨形成。该操作单元依次由拖架16和操作部件17形成，这将在在后文中更详细地描述。操作单元能够沿着水平平行于锅炉的壁6的路径15运动。

路径15(在这里指的是引导操作单元14的拖架16的结构)也能够以多种方式来实现。路径15可以是例如：引导杆或者轨道，它能够引导和支撑操作单元14。不需要实际的结构路径15来实现活动的操作单元14也是可能的，在这种情况下，操作单元可以例如在服务平台的运动区域上运动。

在一个实施例中，路径15被附连于锅炉的壁6。通过将导轨附连于锅炉的壁6，导轨和液枪2的相互位置与壁的温度无关地维持实质上恒定。当温度由于材料的热膨胀而改变的时候，锅炉的壁6的尺寸通常会改变。操作单元14最好主要地布置在导轨15下面，也即，操作单元采用从导轨悬挂的方式。有利的是，导轨15能够尽可能畅通无阻地运动到导轨下方的区域。在一些实施例中，导轨15能够被放置在操作单元14的下方或者也能够位于操作单元的侧面。以其他的方式放置导轨15也是可能的，但是由于不同部分的位置因热膨胀引起的变化必须与其他的一些解决方案一起被考虑。

在路径15上运动的操作单元14包括上面提到的拖架16和操作部件17。在该实施例中，操作单元14也可以作为转移机构进行操作。操作单元14通过该操作装置的拖架16与路径15连接，而且操作单元可以通过执行机构(比如，举例来说，电动马达)平行于锅炉的壁6水平地移动。根据举例的实施例，拖架16被布置成沿着路径15运动。拖架16和/或路径15包括适当的转移结构和滑行结构，通过上述结构，拖架16能够从一个位置运动到另一个位置。操作部件17连接到拖架16以使得操作部件至少可以向着锅炉运动和离开锅炉，有利的是也能够竖直地运动。在该实例中，拖架16和操作部件17通过第一枢轴(铰接结构)彼此连接，比如，举例来说：齿轮系统。该第一枢轴能够使得该操作部件17能够相对于该枢轴(齿轮系统)的轴线转动，在这种情况下，该操作部件17的头部能够在高度方向运动。在一个实施例中，操作部件17也能够相对于拖架水平转动。在一个优选的实施例中，操作装置包括6轴自动机械单元，在该种情况下，实现多方面的运动是可能的。优选地，该自动机械单元被安置在活动的拖架16中，自动机械单元通过该拖架能够向合适的位置运动。自动机械单元能够被用作转移机构，利用该自动机械单元可以使液枪2和盖9运动。

由于执行机构产生了操作装置的动力，可以使用适应这一目的装置，比如，举例来说，不同的电动马达、液压和气动的执行机构，并且它们的运动方向能够举例来说是线性的或旋转的。执行机构能够以不同的方式被放置。举例来说，它们能连同拖架16被集中的安置，动力从此处以适当的结构被传递到臂部和其他需要的目标位置。执行机构也能够被安置在操作装置和/或操作单元14的不同的位置，在这种情况下，举例来说，产生臂部运动的执行机构可以设置在臂部中或者与臂部连接。

为了确定操作单元14的位置，使用不同的解决方案是可能的。路径15能包括识别结构，通过该识别结构能够确定操作单元14的位置和/或定位。在一个实施例中，该定位通过计算机的可视化来进行，而且在一个应用中测量部件被使用，而且基于从测量部件接收到的测量信息来确定位置。使用不同的机械、电气和/或光学开关和控制器(比如，举例来说，不同的限位开关)是可能的。

由于计算机的可视化，举例来说，可以使用相机记录实质上在可见光的波长上的目标。也可以使用传感器，该传感器在其他的一些波长区域形成图像，比如，举例来说，IR区域。一个实施例使用计算机可视化，它利用了从多个不同的波长区域接收到的信息。

在一个实施例中，操作单元14通过利用操作部件17扫描目标来确定其自身相对于该目标的位置。根据检测到的特征，位置被确定而且形成坐标。在这之后，该操作所需要的路径适应于该坐标。在一个优选的实施例中，计算机可视化和扫描被使用以确定位置。这样，如果需要，根据由计算机可视化和/或扫描枪测到的特征，就可以确定位置并形成坐标。

操作装置的操作通过控制单元控制。该控制单元能够以不同的方式实施。举例来说，控制单元的功能能够通过程序设计来实施，而且该程序可以存储在自身的数据处理单元中也可以与一些别的程序一起存储在的数据处理单元中。在一个应用中，这个控制单元的命令是另一套锅炉使用控制程序的命令集的一部分。基于程序的控制使得能够考虑不同目标的各个特性和它们对操作的可能影响。

执行该基于程序的控制可以以不同的方式实施，比如，举例来说，通过单独地输入命令到控制单元或者通过向控制单元引导或教导期望的功能。在该程序设计中，除了其他因素之外，操作部件17的运动的路径和关于拖架16信息被确定。

该程序包括执行操作方法所需的必须的命令。该方法可以包括，比如，工作阶段，利用所述工作阶段可以控制该操作装置，使得：

-通过计算机可视化确定由液枪形成的喷射的形式

-通过例如附连于自动机械的内窥镜相机确定液滴的尺寸

-通过计算机可视化确定液枪是否需要导通

-通过计算机可视化确定液枪是否需要更换

-执行与开启和停止液体燃烧相关的操作任务

-导通液枪开口

-清洁喷嘴区域

-调整液枪的位置

-在接收到许可后，分离液枪

-吹风清洁液枪，比如，吹向鼓风井

-清洗液枪

-更换液枪

-更换喷嘴

-黑液取样

在一个实施例中，操作单元14能手动控制。这样，人员可以以适当的方式控制操作单元14的操作和运动。举例来说，这样可以考虑到不寻常的情形。举例来说，通过便携式控制单元或者通过来自控制室的远程使用，就能够进行控制。远程使用通常需要接收图像信息，这就是为什么有利地要在操作单元中安装至少一个相机的原因，由该相机产生的信息被传递到控制室。

在一个实施例中，在锅炉的一个壁上有一个控制单元14。在另一个实施例中，在锅炉的一个壁上依次有两个或多个控制单元14。这样，可以在维护一个控制单元14的同时使用另一个控制单元。使用多个控制单元14也使得能够以不同的方式装备这些控制单元，在这种情况下，在不同的情形下，使用不同配置的控制单元是可能的。

液枪2的工作区域可以通过隔板或者遮光板18与该区域的其余区域隔离，通过所述隔板或遮光板可以安全地监控操作装置的操作，比如，举例来说，监控自动机械和锅炉的燃烧。图3通过虚线显示了可以开启的保护壁18的优选的位置。优选地，该隔板或遮光板18能部分地开启，使得能够容易地以液枪区域3的期望的限定区域内的必要操作为目标。

结合上文描述的应用和实施例以使得产生的解决方案包含两个或者更多个上文描述的结构和/或操作模式也是可能的。

通过以不同的方式结合上文中介绍的与本发明不同实施例相关的模式和结构，根据本发明的精神产生不同于本发明的实施例也是可能的。因此，上文提到的实施例不解释为本发明的限制，但是本发明的实施例在所附权利要求记载的本发明特征的范围内能够自由变化。

Claims

1.一种回收锅炉设备的液枪的操作装置，其特征在于，该操作装置包括用于使液枪的喷嘴转移到锅炉的炉膛和离开炉膛的转移机构。

2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，该操作装置被布置成操作至少两个液枪，并且该操作装置包括使该操作装置从第一液枪运动到第二液枪的运动机构。

3.根据权利要求1或2所述的操作装置，其特征在于，该操作装置包括计算机可视机构，而且通过该计算机可视机构确定以下各项中的至少一些：

-液枪形成的喷射的形式

-液滴的尺寸

-导通液枪的需要

-更换液枪的需要。

4.根据前述权利要求1-3的任一项所述的操作装置，其特征在于，该操作装置被布置成通过扫描周围的环境来确定该操作装置的位置。

5.根据前述权利要求1-4的任一项所述的操作装置，其特征在于，该操作装置被布置成执行以下各项中的至少一项：

-启动和停止与液体燃烧相关的操作任务

-导通液枪开口

-清洁喷嘴区域

-调整枪的位置

-分离液枪

-吹风清洁液枪，比如，吹向鼓风井

-清洗液枪

-更换液枪

-更换喷嘴

-黑液取样。

6.一种回收锅炉设备，该回收锅炉设备包括液枪区域，其中，液枪的喷嘴通过液枪开口到达炉膛，而且该区域包括用于液枪的至少一个操作装置，其特征在于，该操作装置包括用于使液枪的喷嘴转移到锅炉的炉膛和离开炉膛的转移机构。

7.根据权利要求6所述的回收锅炉设备，其特征在于，该操作装置被布置成操作至少两个液枪，该操作装置包括使该操作装置从第一液枪运动到第二液枪的运动机构。

8.根据权利要求6或7所述的回收锅炉设备，其特征在于，该操作装置包括计算机可视机构，而且通过该计算机可视机构确定以下各项中的至少一些：

-液枪形成的喷射的形式

-液滴的尺寸

-导通液枪的需要

-更换液枪的需要。

9.根据前述权利要求6-8的任一项所述的回收锅炉设备，其特征在于，用于连接液枪的阀门是自动化的。

10.根据前述权利要求6-8的任一项所述的回收锅炉设备，其特征在于，该回收锅炉设备包括

-能用于关闭液枪开口的盖

-使该盖运动的转移机构。

11.一种用于回收锅炉设备的方法，其中，黑液通过液枪开口被液枪供给到炉膛，其特征在于，通过执行机构使液枪的喷嘴转移到锅炉的炉膛和离开炉膛。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，多个液枪由包括执行机构的操作装置被单独地转移。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，利用包括执行机构的操作装置执行以下任务的至少一项：

-确定液枪形成的喷射的形式

-确定液滴的尺寸

-确定液枪是否需要导通

-确定液枪是否需要更换

-执行与启动和停止液体燃烧相关的操作任务

-导通液枪开口

-清洁喷嘴区域

-调整枪的位置

-分离液枪

-吹风清洁液枪，比如，吹向鼓风井

-清洗液枪

-更换液枪

-更换喷嘴

-黑液取样。

14.根据前述权利要求11-13的任一项所述的方法，其特征在于，液枪开口的盖由同样的执行机构开启和关闭，该执行机构使得液枪的喷嘴转移到锅炉的炉膛和离开锅炉。

15.根据前述权利要求11-14的任一项所述的方法，其特征在于，该包括执行机构的操作装置是活动的6轴自动机械单元。