CN103900394A - 一种工业炉窑点火用火焰检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业炉窑点火用火焰检测装置，利用火焰检测探头机构检测火焰的点火熄灭情况，再将检测到的火焰外焰的紫外线信息发送给电气控制机构的信号处理控制器，由信号处理控制器将接受收到的紫外线信号进行处理，从而控制相应的电气元件动作；当检测到外焰紫外线时，使得供能管道上设置的电磁阀处于打开状态，反之，当检测不到外焰紫外线时，电磁阀处于闭合状态，并启动显示灯，发送警报，提醒工作人员点火熄火，及时采取措施，避免造成炉窑的爆炸并保护工作人员的人身安全。

Description

一种工业炉窑点火用火焰检测装置

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，尤其涉及一种用于焙烧炉、闪速炉等工业炉窑点火用的火焰检测装置。

背景技术

有色金属冶炼生产工艺中，金精矿需要经过工业炉窑的沸腾焙烧处理后，才能进行后续的工艺处理。在金精矿沸腾焙烧过程中，炉窑的安全运行是整个工艺生产的关键。新建焙烧炉或大修重砌后的炉窑，第一次开炉前要进行烘炉。烘炉需要严格按照规定的烘炉曲线进行，在烘炉过程中要求升温速度均匀，炉内温度相差尽可能小，这样才能保证后续工序的正常进行。工业炉窑的点火升温使用油、气等可燃性物质作为燃料，配合使用鼓风系统把燃料喷入炉中对炉窑进行升温。点火升温过程中需要准确的控制燃料加入量和鼓风量，使炉内温度控制在规定的升温曲线进行。

目前，点火系统主要依靠人工控制燃料加入量和鼓风量。由于风量控制不当、燃料质量等问题容易导致灭火，而喷枪在灭火后仍然持续喷洒燃料，使炉内局部空间燃料堆积，会出现其它火源将其引燃的情况，导致炉内燃料爆燃，温度陡然升高，会对炉体安全、人身安全造成重大危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业炉窑点火用火焰检测装置，能够有效检测火焰点火熄灭情况，提高焙烧炉升温控制精度，并通过指示灯，及时提醒工作人员采取相关措施，减轻了人工劳动强度，避免不必要的物资损失及人员伤亡。

本发明采用的技术方案为：

一种工业炉窑点火用火焰检测装置，包括电气控制机构和火焰检测探头机构，火焰检测探头机构的信号输出端连接电气控制机构的信号输入端；所述的火焰检测探头机构包括紫外线火焰检测探头和观测延伸冷却管，观测延伸冷却管通过螺纹连接于紫外线火焰检测探头的探头端部；所述的电气控制机构包括信号处理控制器回路和电磁阀控制电路，信号处理控制器回路包括信号处理控制器，信号处理控制器通过第一接线端子和第二接线端子分别连接火线和零线，信号处理控制器的信号输入端连接紫外线火焰检测探头的信号输出端，信号处理控制器的第三接线端子通过切换选择开关连接火线端，信号处理控制器的第四接线端子通过时间继电器线圈连接零线端；所述的电磁阀控制电路包括电磁阀和电磁阀自锁电路，电磁阀与供能继电器线圈组成的并联电路的一端通过按钮开关连接火线端，另一端连接零线端，电磁阀设于供能管道上；电磁阀自锁电路包括串联的供能继电器常开触点和时间继电器常闭触点，电磁阀自锁电路并联于按钮开关两端。

所述的工业炉窑点火用火焰检测装置还包括熄火指示电路，熄火指示电路包括依次串联的熄火指示灯、时间继电器常开触点、蜂鸣器，熄火指示电路一端连接零线，另一端连接信号处理控制器的第一接线端子。

所述的紫外线火焰检测探头包括保护筒和设于保护筒内的紫外光敏管探头，保护筒的顶端圆周上设有内螺纹，所述的观测延伸冷却管的圆周上设有与保护筒内螺纹相匹配的外螺纹，观测延伸冷却管上设有冷封口，冷封口连接鼓风管道。

信号处理控制器的第五接线端子和第六接线端子之间设有有火指示灯。

所述的熄火指示电路并联有自动模式指示灯。

所述的电磁阀并联有供能指示灯。

本发明利用火焰检测探头机构检测火焰的点火熄灭情况，再将检测到的火焰外焰的紫外线信息发送给电气控制机构的信号处理控制器，由信号处理控制器将接受收到的紫外线信号进行处理，从而控制相应的电气元件动作；当检测到外焰紫外线时，使得供能管道上设置的电磁阀处于打开状态，反之，当检测不到外焰紫外线时，电磁阀处于闭合状态，并启动显示灯，发送警报，提醒工作人员点火熄火，及时采取措施，避免造成炉窑的爆炸并保护工作人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图；

图2为本发明的火焰检测探头机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括电气控制机构和火焰检测探头机构，火焰检测探头机构的信号输出端连接电气控制机构的信号输入端；所述的火焰检测探头机构包括紫外线火焰检测探头和观测延伸冷却管9，紫外线火焰检测探头包括保护筒5和设于保护筒5内的紫外光敏管探头，保护筒5的顶端圆周上设有内螺纹，观测延伸冷却管9的圆周上设有与保护筒5内螺纹相匹配的外螺纹，观测延伸冷却管9上设有冷封口7，冷封口7连接鼓风管道，观测延伸冷却管9通过螺纹连接于紫外线火焰检测探头的探头端部。电气控制机构包括信号处理控制回路和电磁阀控制电路，信号处理控制回路包括信号处理控制器B，信号处理控制器B通过第一接线端子a和第二接线端子b分别连接火线L和零线N，信号处理控制器B的信号输入端连接紫外线火焰检测探头的信号输出端，信号处理控制器B的第三接线端子c通过切换选择开关SB1连接火线L端，信号处理控制器B的第四接线端子d通过时间继电器线圈KH1连接零线N端，信号处理控制器B的第五接线端子e和第六接线端子f之间设有有火指示灯L4；所述的电磁阀控制电路包括电磁阀KH和电磁阀自锁电路，电磁阀KH与供能继电器线圈KH2组成的并联电路的一端通过按钮开关SB2连接火线L端，另一端连接零线N端，电磁阀KH并联有供能指示灯L1，电磁阀KH设于供能管道上；电磁阀自锁电路包括串联的供能继电器常开触点KH21和时间继电器常闭触点KH11，电磁阀自锁电路并联于按钮开关SB2两端。工业炉窑点火用火焰检测装置还包括熄火指示电路，熄火指示电路包括依次串联的熄火指示灯L3、时间继电器常开触点KH12、蜂鸣器F1，熄火指示电路一端连接零线N，另一端连接信号处理控制器B的第三接线端子c上，熄火指示电路并联有自动模式指示灯L2L2。

下面结合图1和图2，具体说明本发明的工作原理：

首先，工业炉窑在升温过程中需要可燃性物质作为燃料，目前工业中使用较多的为天然气、柴油等，它们在燃烧过程中的火焰分为：焰心、内焰、外焰三部分。焰心光谱集中在红外区，内焰光谱集中在可见光部分，外焰光谱集中在紫外区。如果使用红外线和可见光检测技术，容易受到炉内耐火墙产生的红外线信号的干扰，并且光电管耐温低，性能不稳定。所以，本发明使用紫外线检测技术，可靠性强，灵敏度高。

本发明的紫外线火焰检测探头使用紫外光敏管的紫外线检测技术，对火焰外焰进行检测。紫外光敏管是一种固态脉冲器件，其发出的脉冲信号与紫外辐射频率成正比例。当火焰辐射到紫外光敏管上的紫外光线足够强时，就产生“雪崩”脉冲电流，其频率与紫外光线强度有关，最高达几千赫兹。当灭火时，不会产生脉冲信号，此脉冲信号经过信号处理控制器处理后发出相应的动作信号。所述的信号处理控制器主要采用CPU芯片或者其他芯片制作，优选HJ10火焰检测器，属于现有技术，在此不再赘述。

如图2所示，本发明的焙烧炉火焰检测探头机构及点火装置，点火装置包括喷枪1，喷枪1上设有进油口2、进风口3和喷嘴4。其中，紫外线火焰检测探头要检测炉窑内的火焰6，为了防止炉窑内的高温气体损坏紫外光敏管探头，在紫外光敏管探头外围设置保护筒5及观测延伸冷却管9。将观测延伸冷却管9的一端嵌入炉窑墙体8内，另一端及冷风口在炉窑腔外，并且，安装观测延伸冷却管9时，需要使得观测延伸冷却管9与火焰6保持一定的检测夹角Ө，即观测延伸冷却管9可以安装在距离喷枪X的圆周任意位置。夹角Ө的确定可以按照以下方式获得：设喷枪口与火焰外沿距离为X，设观测延伸冷却管9安装位置与喷枪轴线的距离为Y，设观测延伸冷却管9与喷枪安装角度为Ө，则tanӨ=Y/X，求得Ө=arctan（Y/X）。观测延伸冷却管9安装角度的准确能够确保探头最大程度的检测到喷枪出口火焰的外焰。在利用紫外光敏管探头观测火焰6时，通过转动紫外光敏管探头外围的保护筒5，这样可以通过旋转调节紫外线火焰检测探头观测炉膛内的范围，从而调节火焰检测的范围。

紫外线火焰检测探头将检测到的紫外线信息发送给信号处理控制器B，如图1所示，点火启动时，将切换选择开关SB1投入到手动模式，启动按钮开关SB2（按钮开关属于瞬间接触，当人员手动按下按钮时，接通电路；松开按钮时，断开电路），供能继电器线圈KH2吸合，且电磁阀KH动作，打开供能管道。此时，供能继电器常开触点KH21闭合、时间继电器常闭触点KH11不动作，形成自锁回路，燃料供能管道持续打开。开始点火，当紫外线火焰检测探头检测到火焰6时，信号处理控制器B上有火指示灯L4会亮，第三接线端子c、第四接线端子d保持断开状态，此时将运行模式切换选择开关SB1投入自动控制模式（即切换选择开关SB1处于闭合状态），自动模式指示灯L2亮起，火焰检测系统进入自动检测报警状态。当炉内火焰燃烧正常时，紫外线火焰检测探头能检测到火焰的外焰发出的紫外线，发出脉冲信号，信号处理控制器B不动作，电磁阀KH持续打开，保证燃料的正常喷洒，此时，供能指示灯L1持续亮；当炉内火焰熄灭时，紫外线火焰检测探头检测不到火焰的外焰发出的紫外线，信号处理控制器B发出灭火指示的信号，信号处理控制器B的第三接线端子c和第四接线端子d接通，时间继电器线圈KH1通电延时，如果延时过程中紫外线火焰检测探头再次检测到火焰，信号处理控制器B的第三接线端子c和第四接线端子d断开，时间继电器线圈KH1断电不动作，电磁阀KH不动作；如果在延时过程中，紫外线火焰检测探头一直检测不到火焰，则时间继电器线圈KH1吸合，时间继电器常闭触点KH11断开，供能继电器线圈KH2断开，电磁阀KH关闭，燃料管道被关闭。同时时间继电器常开触点KH12闭合，熄火指示灯L3及自动模式指示灯L2发出灭火报警。电气控制机构具有灭火延时报警功能，采用时间继电器控制电磁阀KH动作，当火焰检测探头检测到火焰熄灭时，输出信号开关闭合，时间继电器线圈KH1通电延时，如果延时过程中火焰检测探头再次检测到火焰，则时间继电器线圈KH1不动作，电磁阀KH不动作；如果在延时过程中，火焰检测探头一直检测不到火焰，则时间继电器线圈KH1得电，其时间继电器常闭触点KH11断开电磁阀KH，关闭燃料管道。这样可以有效避免焙烧炉内火焰飘动导致探头短时间内检测不到紫外线而产生的误动作。

Claims (6)

1.一种工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：包括电气控制机构和火焰检测探头机构，火焰检测探头机构的信号输出端连接电气控制机构的信号输入端；所述的火焰检测探头机构包括紫外线火焰检测探头和观测延伸冷却管，观测延伸冷却管通过螺纹连接于紫外线火焰检测探头的探头端部；所述的电气控制机构包括信号处理控制器回路和电磁阀控制电路，信号处理控制器回路包括信号处理控制器，信号处理控制器通过第一接线端子和第二接线端子分别连接火线和零线，信号处理控制器的信号输入端连接紫外线火焰检测探头的信号输出端，信号处理控制器的第三接线端子通过切换选择开关连接火线端，信号处理控制器的第四接线端子通过时间继电器线圈连接零线端；所述的电磁阀控制电路包括电磁阀和电磁阀自锁电路，电磁阀与供能继电器线圈组成的并联电路的一端通过按钮开关连接火线端，另一端连接零线端，电磁阀设于供能管道上；电磁阀自锁电路包括串联的供能继电器常开触点和时间继电器常闭触点，电磁阀自锁电路并联于按钮开关两端。

2.根据权利要求1所述的工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：所述的工业炉窑点火用火焰检测装置还包括熄火指示电路，熄火指示电路包括依次串联的熄火指示灯、时间继电器常开触点、蜂鸣器，熄火指示电路一端连接零线，另一端连接信号处理控制器的第一接线端子。

3.根据权利要求2所述的工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：所述的紫外线火焰检测探头包括保护筒和设于保护筒内的紫外光敏管探头，保护筒的顶端圆周上设有内螺纹，所述的观测延伸冷却管的圆周上设有与保护筒内螺纹相匹配的外螺纹，观测延伸冷却管上设有冷封口，冷封口连接鼓风管道。

4.根据权利要求3所述的工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：信号处理控制器的第五接线端子和第六接线端子之间设有有火指示灯。

5.根据权利要求4所述的工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：所述的熄火指示电路并联有自动模式指示灯。

6.根据权利要求5所述的工业炉窑点火用火焰检测装置，其特征在于：所述的电磁阀并联有供能指示灯。

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