CN105021287B - 一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，由长筒状内窥镜头、红外CCD相机、冷却系统、支架和滑动装置组成，镜头通过固定环支撑于风夹管内套管内壁，固定环周向布有一圈通气孔，风夹管外套管外壁通过滑动装置连接在支架的导轨上，镜头可随风夹管沿镜头轴向移动，镜头后端通过调节法兰与风夹管内套管外壁连接，镜头可通过调节法兰调整图像方向和视场角，红外CCD相机外部套有空冷壳，在支架前缘有一环形风槽，在风夹管、空冷壳和环形风槽上设有冷却压缩空气的进气口，冷却压缩空气通过风夹管流入炉膛，形成保护气模，隔绝炉内高温烟气的热量进入镜头，并削弱烟气中飞灰对镜头的污染作用，从而实现对内窥镜头的冷却和保护。

Description

一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统

技术领域

本发明涉及一种电站锅炉温度监测镜头冷却装置，尤其是涉及一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统。

背景技术

电站锅炉四管等重要部件不仅承受温度高，而且对超温尤为敏感，由于接触式温度测量的局限性和管壁温度测量的困难性，大型电站锅炉高温受热面的超温爆管事故时有发生，并且占锅炉事故的比例非常大，因此高温受热件壁温的在线监测是锅炉安全稳定运行亟待解决的问题；此外，温度场的测量对污染物的生成、锅炉的控制和燃烧诊断都具有极为重要的意义。

电站锅炉内窥式壁温监测摄像头是一种能安装在电站锅炉外壁上的壁温图像采集装置，红外相机的镜头伸入锅炉内部用于在线监视锅炉内多处壁温状况。温度监测镜头伸入电站锅炉内监视锅炉内壁温的温度状况时，一方面辐射和高温烟气的热量导致镜头和红外相机温度升高，进而对镜头的工作性能产生影响，另一方面高温烟气和炉内飞灰也严重干扰镜头的安全状况。

本装置可以使监测镜头处于稳定的工作环境，并且吹散镜头端部的灰尘颗粒，使得灰尘颗粒远离镜头端部。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，其能在保证对镜头冷却的同时还可以减少高温烟气和炉内飞灰对镜头安全状况的影响。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，所述的检测装置包括通过专用接口连接的高温内窥镜头(1)和红外CCD相机(2)，其特征是：所述的高温内窥镜头(1)为长筒状，所述的冷却系统包括：

一支架，支架上设有滑动装置(4)，滑动装置包括导轨(42)、以及带有驱动机构并可在导轨上前后滑动的滑块(41)；在导轨的前方竖有中间开孔的合金板44，所述的合金板后面设有环形风槽(43)；

一风夹管(34)，包括内套管(342)和外套管(342)，内、外套管之间留有空隙形成第一通道，所述外套管的后端壁上开有第一进风口343、前端为第一出风口344；

所述的风夹管固定支承在所述的滑动装置滑块(41)上，风夹管前端可通过环形风槽(43)和竖立的合金板开孔伸进伸出；

所述的长筒状高温内窥镜头(1)通过调节法兰(31)、固定法兰(32)和固定环(33)设置在风夹管(34)的内套管342内：调节法兰(31)与长筒状高温内窥镜头(1)后端固连，固定法兰(32)与风夹管(34)后端固连，固定环(33)的内孔套在长筒状的内窥镜头(1)外、外沿则滑动支承在风夹管(34)的内套管(342)内壁、环面上沿轴向布置有通气孔；长筒状高温内窥镜头(1)外表面与所述的内套管内表面之间留有空隙；

所述检测装置的红外CCD相机(2)外设置有空冷壳(35)，所述空冷壳(35)的前端开口与风夹管(34)后端固连，所述空冷壳(35)与内套管(342)内壁及长筒状高温内窥镜头(1)外壁之间的间隙设置成第二条通道，空冷壳(35)后端设有进风口351，内套管(342)前端为第二出气口(345)；

所述调节法兰(31)与固定法兰(32)之间为螺纹连接，通过调整调节法兰(31)和固定法兰(32)的间距可以实现长筒状高温内窥镜头(1)的旋转角度和视场角，具体结构为：调节法兰(31)的前端面上固定有一外螺纹管，外螺纹管与所述固定法兰(32)内孔面的内螺纹螺纹连接。

所述的环形风槽(43)结构为：用槽钢围成槽钢开口朝向环心的圆环，，外径处设有第三进风口431；环形风槽(43)与外套管(341)外壁之间的间隙设置成第三条通道，外套管(341)外壁与所述环形风槽和合金板内孔之间为第三出气口(346)。

所述的第一通道的第一进气口(343)接入冷却压缩空气，如此可在第一条通道内形成冷却气膜，带走由外套管(341)上传导和辐射的热量，降低内套管(342)上的温度水平；所述第一出气口(344)设置成向内倾斜一定倾角的环形出口，压缩空气经第一条通道吹出后形成的气膜可以阻止高温烟气进入镜头。

所述的第二通道的第二进气口(351)接入经过二次过滤的冷却压缩空气，减少了压缩空气中的水、颗粒、油等对红外CCD相机(2)和长筒状高温内窥镜头(1)的腐蚀和污染，带走内套管(342)及红外CCD相机(2)工作产生的热量，所述第二条通道内的固定环(33)在保证气体流过的同时还起到支撑作用，减小了由冷却压缩空气流动带来的长筒状高温内窥镜头(1)的振动，第二出气口(345)的气流经过长筒状高温内窥镜头(1)的前端，可以吹掉落在长筒状高温内窥镜头(1)前端镜片上的灰尘，提高了在线监测的效果。

所述的第三条通道的第三进气口(431)接入冷却压缩空气后，经过第三条通道在外套管(341)外侧形成一道冷却气膜流入电站锅炉内，大大削弱锅炉内的高温烟气对外套管(341)的对流加热作用。

有益效果：本发明能在保证对镜头冷却的同时还可以减少高温烟气和炉内飞灰对镜头安全状况的影响，另外，本装置结构简单，降低了镜头和相机对工作温度的要求，可保证电站锅炉高温壁面温度检测系统的持续稳定运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中固定法兰的结构示意图；

图3是本发明中固定环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统实施例，参见图1、图2和图3，检测装置包括通过专用接口连接的高温内窥镜头1和红外CCD相机2，高温内窥镜头1为长筒状，冷却系统则包括有：

一支架，支架上设有滑动装置4，滑动装置包括导轨42、以及带有驱动机构并可在导轨上前后滑动的滑块41；在导轨的前方竖有中间开孔的合金板44，合金板后面设有环形风槽43；

一风夹管34，包括内套管342和外套管342，内、外套管之间留有空隙形成第一通道，外套管的后端壁上开有第一进风口343、前端为第一出风口344。

风夹管固定支承在滑动装置滑块41上，风夹管前端可通过环形风槽43和竖立的合金板开孔伸进电站锅炉。

长筒状高温内窥镜头1通过调节法兰31、固定法兰32和固定环33设置在风夹管34的内套管342内：调节法兰31与长筒状高温内窥镜头1后端固连，固定法兰32与风夹管34后端固连，固定环33的内孔套在长筒状的内窥镜头1外、外沿则滑动支承在风夹管34的内套管342内壁、环面上沿轴向布置有通气孔；长筒状高温内窥镜头1外表面与内套管内表面之间留有空隙。

检测装置的红外CCD相机2外设置有空冷壳35，空冷壳35的前端开口与风夹管34后端固连，空冷壳35与内套管342内壁及长筒状高温内窥镜头1外壁之间的间隙设置成第二条通道，空冷壳35后端设有进风口351，内套管342前端为第二出气口345；

调节法兰31与固定法兰32之间为螺纹连接，通过调整调节法兰31和固定法兰32的间距可以实现长筒状高温内窥镜头1的旋转角度和视场角，具体结构为：调节法兰31的前端面上固定有一外螺纹管，外螺纹管与所述固定法兰32内孔面的内螺纹螺纹连接。

具体的环形风槽43结构为：用槽钢围成槽钢开口朝向环心的圆环，，外径处设有第三进风口431；环形风槽43与外套管341外壁之间的间隙设置成第三条通道，外套管341外侧与所述环形风槽和合金板内孔之间为第三出气口346。

第一通道的第一进气口343接入冷却压缩空气，如此可在第一条通道内形成冷却气膜，带走由外套管341上传导和辐射的热量，降低内套管342上的温度水平；第一出气口344设置成向内倾斜一定倾角的环形出口，压缩空气经第一条通道吹出后形成的气膜可以阻止高温烟气进入镜头。

第二通道的第二进气口351接入经过二次过滤的冷却压缩空气，减少了压缩空气中的水、颗粒、油等对红外CCD相机2和长筒状高温内窥镜头1的腐蚀和污染，带走内套管342及红外CCD相机2工作产生的热量，所述第二条通道内的固定环33在保证气体流过的同时还起到支撑作用，减小了由冷却压缩空气流动带来的长筒状高温内窥镜头1的振动，第二出气口345的气流经过长筒状高温内窥镜头1的前端，可以吹掉落在长筒状高温内窥镜头1前端镜片上的灰尘，提高了在线监测的效果。

第三条通道的第三进气口431接入冷却压缩空气后，经过第三条通道在外套管341外侧形成一道冷却气膜流入电站锅炉内，大大削弱锅炉内的高温烟气对外套管341的对流加热作用。

Claims (4)

1.一种电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，所述的检测装置包括通过专用接口连接的高温内窥镜头（1）和红外CCD相机（2），其特征是：所述的高温内窥镜头（1）为长筒状，所述的冷却系统包括：

一支架，支架上设有滑动装置，滑动装置包括导轨（42）、以及带有驱动机构并可在导轨上前后滑动的滑块（41），在导轨前方竖有中间开孔的合金板（44），所述的合金板后面设有环形风槽（43）；

一风夹管（34），包括内套管（342）和外套管（342），内、外套管之间留有空隙形成第一通道，所述外套管的后端壁上开有第一进风口（343）、前端为第一出风口（344）；

所述的风夹管固定支承在所述的滑动装置滑块（41）上，风夹管前端可通过环形风槽（43）和竖立的合金板开孔伸进伸出；

所述的长筒状高温内窥镜头（1）通过调节法兰（31）、固定法兰（32）和固定环（33）设置在风夹管（34）的内套管（342）内：调节法兰（31）与长筒状高温内窥镜头（1）后端固连，固定法兰（32）与风夹管（34）后端固连，固定环（33）的内孔套在长筒状内窥镜头（1）外、外沿则滑动支承在风夹管（34）的内套管（342）内壁、环面上沿轴向布置有通气孔；长筒状高温内窥镜头（1）外表面与所述的内套管内表面之间留有空隙；

所述检测装置的红外CCD相机（2）外设置有空冷壳（35），所述空冷壳（35）的前端开口与风夹管（34）后端固连，所述空冷壳（35）与内套管（342）内壁及长筒状高温内窥镜头（1）外壁之间的间隙设置成第二通道，空冷壳（35）后端设有进风口（351），内套管（342）前端为第二出气口（345）；

所述调节法兰（31）与固定法兰（32）之间为螺纹连接，通过调整调节法兰（31）和固定法兰（32）的间距实现长筒状高温内窥镜头（1）的旋转角度和视场角，具体结构为：调节法兰（31）的前端面上固定有一外螺纹管，外螺纹管与所述固定法兰（32）内孔面的内螺纹螺纹连接；

所述的环形风槽（43）结构为：用槽钢围成槽钢开口朝向环心的圆环，外径处设有第三进风口（431）；环形风槽（43）与外套管（341）外壁之间的间隙设置成第三条通道，外套管（341）外壁与所述环形风槽和合金板内孔之间为第三出气口（346）。

2.根据权利要求1所述的电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，其特征是：所述的第一通道的第一进气口（343）接入冷却压缩空气，所述第一出气口（344）设置成向内倾斜一定倾角的环形出口。

3.根据权利要求2所述的电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，其特征是：所述的第二通道的第二出气口（345）设置成向内倾斜一定倾角的环形出口。

4.根据权利要求3所述的电站锅炉高温壁面红外检测装置的冷却系统，其特征是：所述第二通道的第二进气口（351）接入经过二次过滤的冷却压缩空气。