CN115016577A - 一种锅炉燃烧监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉燃烧监测系统，包括监测系统，包括采集模块和收集模块，采集模块用于采集待监测燃烧区域内满负荷情况下预定时间内的炉膛火焰的视频信号，收集模块用于收集待监测燃烧区域内温度、气压以及湿度状态信息；控制系统，包括与监测系统电性连接的处理模块，以及与处理模块连接的执行模块。本发明的有益效果为通过设置采集模块和收集模块分别对锅炉内燃烧信息和运行过程中的数据进行采集，并通过显示屏实时显示，便于工作人员直观的了解运行状况，避免主观误测。通过预警模块提示工作人员，便于对锅炉及时处理，维护维修。

Description

一种锅炉燃烧监测系统

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧检测技术领域，特别是一种锅炉燃烧监测系统。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，锅炉为医疗、化工、发电、印染纺织、食品饮料等提供蒸汽热源的装置，目前电厂领域的锅炉燃烧系统用于连续监测炉膛内燃烧状况的方法主要有目测法，受人为主观因素影响较大，监测准确性有待提高。

因此，如何提供一种锅炉燃烧状态监测系统，其能够避免锅炉运行状态监测受人为主观因素影响较大的弊端，提高锅炉监测的准确性，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种锅炉燃烧监测系统，其能够便于工作人员直观了解锅炉运行状态，避免主观误测。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种锅炉燃烧监测系统，其包括监测系统，包括采集模块和收集模块，采集模块用于采集待监测燃烧区域内满负荷情况下预定时间内的炉膛火焰的视频信号，收集模块用于收集待监测燃烧区域内温度、气压以及湿度状态信息；控制系统，包括与监测系统电性连接的处理模块，以及与处理模块连接的执行模块。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：处理模块用于接收采集模块和收集模块采集的信息并处理，控制其余模块的启停；执行模块用于接收处理模块的指令，对锅炉进行泄压。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：控制系统还包括与处理模块连接的预警模块。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：采集模块和收集模块实时采集锅炉中的状态信息数据，并将状态信息数据通过电路数据信号发送至处理模块，处理模块将电路数据信号转换成频率信号并将频率信号中的频率值与预警值进行比较，当频率信号中的频率值属于预警值的范围区间时，处理模块发送泄压信号至执行模块，发送预警信号至预警模块，执行模块在接收到泄压信号后对锅炉进行泄压，防止锅炉内气压过大而使锅炉产生爆炸。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：收集模块包括温度传感器、气压传感器，以及湿度传感器。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：处理模块包括本地PLC，执行模块包括泄压阀。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：预警模块包括闪光灯和蜂鸣器。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：预警模块接收预警信号后，进行闪光或蜂鸣预警。

作为本发明锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：采集模块包括外套筒水冷组件、贯穿设置于外套筒水冷组件偏心位置的内套筒风冷组件、设置于外套筒水冷组件一端偏心位置的弧形防护套筒、与弧形防护套筒连接的双重调节组件，以及设置于弧形防护套筒上并设置于双重调节组件一侧的双重锁止组件。

作为本发明所述锅炉燃烧监测系统的一种优选方案，其中：所述弧形防护套筒包括设置于其末端的窥视口，以及设置于其顶部的调节口；所述火检镜头水平设置于所述窥视口中部。

本发明的有益效果：本发明通过设置采集模块和收集模块分别对锅炉内燃烧信息和运行过程中的数据进行采集，并通过显示屏实时显示，便于工作人员直观的了解运行状况，避免主观误测。通过预警模块提示工作人员，便于对锅炉及时处理，维护维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为锅炉燃烧监测系统的使用场景结构图。

图2为锅炉燃烧监测系统的第一种实施方式结构图。

图3为锅炉燃烧监测系统的第二种实施方式结构图。

图4为锅炉燃烧监测系统的第三种实施方式结构图。

图5为锅炉燃烧监测系统的采集模块整体结构图。

图6为锅炉燃烧监测系统的采集模块剖视图。

图7为锅炉燃烧监测系统的采集模块拆分图。

图8为锅炉燃烧监测系统的双重调节组件结构图。

图9为锅炉燃烧监测系统的双重锁止组件结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种锅炉燃烧监测系统，其能够便于工作人员直观了解锅炉运行状态，避免主观误测。

具体的，监测系统M，包括采集模块100和收集模块200，所述采集模块100用于采集待监测燃烧区域内满负荷情况下预定时间内的炉膛火焰的视频信号，所述收集模块200用于收集待监测燃烧区域内温度、气压以及湿度状态信息；

控制系统N，包括与所述监测系统M电性连接的处理模块300，以及与所述处理模块300连接的执行模块400。

进一步的，所述处理模块300用于接收所述采集模块100和所述收集模块200采集的信息并处理，控制其余模块的启停；所述执行模块400用于接收所述处理模块300的指令，对锅炉进行泄压。

进一步的，所述控制系统N还包括与所述处理模块300连接的预警模块500。

进一步的，所述采集模块100和所述收集模块200实时采集锅炉中的状态信息数据，并将所述状态信息数据通过电路数据信号发送至所述处理模块300，所述处理模块300将电路数据信号转换成频率信号并将所述频率信号中的频率值与预警值进行比较，当所述频率信号中的频率值属于预警值的范围区间时，所述处理模块300发送泄压信号至所述执行模块400，发送预警信号至所述预警模块500，所述执行模块400在接收到所述泄压信号后对锅炉进行泄压，防止锅炉内气压过大而使锅炉产生爆炸。

进一步的，所述控制系统N还包括与所述处理模块300连接的显示模块600，所述显示模块600用于实时显示锅炉燃烧视频和状态数据变化。

进一步的，所述收集模块200包括温度传感器201、气压传感器202，以及湿度传感器203。

进一步的，所述处理模块300包括本地PLC301，所述执行模块400包括泄压阀401。

进一步的，所述预警模块500包括闪光灯501和蜂鸣器502。所述预警模块500接收预警信号后，进行闪光或蜂鸣预警。

应说明的是，采集模块100可采用现有的火检光纤，通过连接光纤转换器将光信号转化为PLC能够读取的电信号，并与PLC连接。温度传感器201的型号为PS2016V，气压传感器202)的型号为MS554，湿度传感器203的型号为KYL-314。显示模块600为显示屏。

本系统的工作原理为：通过采集模块100和收集模块200采集锅炉内的燃烧视频信息和温度、湿度以及气压实时数据并传输至处理模块300。处理模块300对数据进行处理并将处理后的数据发送至显示模块600实时显示，便于工作人员能够精确观测到锅炉内部运行状态和燃烧状态，便于调试。处理模块300将处理后的数据与预设的警戒值进行比较，当气压数据值属于警戒值的区间时，处理模块300将发送泄压指令控制执行模块400对锅炉进行泄压和通风。，在不使用锅炉时对锅炉内的湿度进行监测，当锅炉内出现湿度过量时通过预警模块500对工作人员进行提示，及时对锅炉内部进行处理，以防由于潮湿使得锅炉内壁产生腐蚀，以防影响锅炉的使用寿命。

综上，通过设置采集模块和收集模块分别对锅炉内燃烧信息和运行过程中的数据进行采集，并通过显示屏实时显示，便于工作人员直观的了解运行状况，避免主观误测。通过预警模块提示工作人员，便于对锅炉及时处理，维护维修。

实施例2

参照图5～9，为本发明第二个实施例，该实施例提供了采集模块100的具体结构，其能够通过水冷和风冷对整体装置进行降温和除尘，保持合适的工作温度和环境，并在工作结束后快速冷却便于拆卸更换。

具体的，采集模块100，包括外套筒水冷组件101、贯穿设置于所述外套筒水冷组件101偏心位置的内套筒风冷组件102、设置于所述外套筒水冷组件101一端偏心位置的弧形防护套筒103、与所述弧形防护套筒103连接的双重调节组件104，以及设置于所述弧形防护套筒103上并设置于所述双重调节组件104一侧的双重锁止组件105。

进一步的，所述外套筒水冷组件101包括分别设置于其两端的前套盖101a和后套盖101b、设置于所述外套筒水冷组件101顶部的接入口101c、与所述后套盖101b连接的进水管101d、贯通设置于所述前套盖101a顶部的冷却口101e、设置于所述冷却口101e上的解封槽101f，以及贯穿设置于其偏心位置并与所述内套筒风冷组件102适配的安装口101g。

进一步的，所述内套筒风冷组件102包括与其顶部连通的进风嘴102a、设置于其内部的光纤102b、分别设置于所述光纤102b两端的信号处理器102c和火检镜头102d、与所述火检镜头102d连接的固定环102e，以及阵列设置于所述固定环102e上的多组出风口102f；

所述内套筒风冷组件102两端向所述安装口101g外伸出，其中一端延伸至所述弧形防护套筒103内，所述火检镜头102d设置于所述弧形防护套筒103内；

所述进风嘴102a与所述接入口101c适配，并向所述接入口101c外延伸。

进一步的，所述双重调节组件104包括调节柱104a、设置于所述调节柱104a一侧的连接板104b、与所述连接板104b连接并设置于所述解封槽101f内的密封板104c、设置于所述调节柱104a底部的按压板104d、与所述按压板104d连接的铰接块104e、与所述铰接块104e底部连接的弧形中空导流圆盘104f、与所述铰接块104e铰接并两端与所述弧形防护套筒103内壁连接的铰接柱104g，以及设置于所述铰接柱104g上并与所述铰接块104e和所述弧形防护套筒103内壁连接的扭簧104h。

应说明的是，光纤102b、信号处理器102c以及火检镜头102d均可采用现有技术，信号处理器102c为信号转换器，将光信号转化为电信号，便于PLC读取，扭簧104h的安装方式可采用现有技术，图中仅为示意，故不赘述。连接板104b设置为水平，通过设置扭簧104h使连接板104b具有维持原状的趋势，当连接板104b发生偏转时，若无阻力的情况下，最终在扭簧104h的作用下将恢复至水平。

进一步的，所述调节柱104a包括设置于其一侧的锁止口104a-1，以及设置于所述的锁止口104a-1顶部的弧形挤出块104a-2。

进一步的，所述双重锁止组件105包括与所述弧形防护套筒103顶部连接的支撑架105a、与所述支撑架105a顶部连接的套筒105b、设置于所述套筒105b中部并向其两端延伸的调节杆105c、与所述调节杆105c一端连接的锁止块105d，以及设置于所述调节杆105c外侧并两端分别与所述锁止块105d和所述套筒105b连接的弹簧105e。弹簧105e采用耐高温弹簧，为压缩状态。

进一步的，所述锁止块105d包括设置于其顶部的弧形触头105d-1，以及设置于其底部的卡槽105d-2。弧形触头105d-1的弧形端头设置在顶部，锁止口104a-1内部的弧形挤出块104a-2的弧形端头设置在底部，两者互相配合，当弧形挤出块104a-2挤压弧形触头105d-1时，弧形触头105d-1将挤压弹簧105e并回缩。

较佳的，所述内套筒风冷组件102的外径大小与所述弧形中空导流圆盘104f外径大小相同。所述弧形中空导流圆盘104f设置于所述出风口102f一端，其内径与所述所述火检镜头102d直径相同，两者之间留有间隙。所述弧形防护套筒103包括设置于其末端的窥视口103a，以及设置于其顶部并与所述调节柱104a适配的调节口；所述火检镜头102d水平设置于所述窥视口103a中部。

应说明的是，进风嘴102a与冷风机连接，进水管101d与冷却水连通，从而使外套筒水冷组件101和内套筒风冷组件102内部分别形成水冷腔C和风冷腔D，水冷腔C和风冷腔D彼此之间密封。在检测时通过水冷腔C内的冷却水对外套筒和内套筒同时进行冷却散热，通过风冷腔D对内套筒以及弧形防护套筒103进行冷却散热。

弧形防护套筒103设置为弧形倾斜状，在检测时对内部进行防护，防止大部分的灰尘直接落入筒内积灰，影响工作。弧形中空导流圆盘104f设置于出风口102f一端，作为二次防护，避免灰尘通过出风口102f进入内套筒风冷组件102，并且可使冷风通过出风口102f排出时撞击弧形中空导流圆盘104f，顶部的冷风风速降低并充斥于弧形防护套筒103顶部腔体中充分接触进行冷却，底部的冷风风速降低并通过弧形中空导流圆盘104f与弧形防护套筒103之间形成的风道口A将小部分灰尘实时排出，防止灰尘积存，从而在检测过程中实现实时冷却和除灰，并且通过改变风向和降低风速避免冷风对锅炉燃烧产生一定的影响，提高检测的准确度。

参照图5和图6，通过偏心设置的内套筒风冷组件102使火检镜头102d通过弧形中空导流圆盘104f的中空口以及窥视口103a在水平方向中可直观的进行观测，同样偏心设置的弧形防护套筒103与外套筒水冷组件101的前套盖101a未接触部分形成喷洒区域E。

在使用时，工作人员只需将采集模块100与冷风机和冷却水连通，对水冷腔C和风冷腔D进行填充，接着将检测装置沿直线推入锅炉内，对燃烧效果进行探测，外套筒对内套筒进行防护，水冷腔C对温度较高的外套筒进行水冷散热并作为对内套筒的第二层防护，提高光纤的使用寿命。风冷腔D对内套筒以及内套筒中的光纤进行冷却散热，冷却风最终通过出风口102f进入弧形防护套筒103，对弧形防护套筒103的内腔散热冷却并在其作用下调整风速和风向对筒内进行实时清灰，避免影响燃烧效果。

在需要拆卸检测装置时，工作人员只需通过外物按压调节柱104a，使调节柱104a整体下移，直到锁止块105d在弹簧的105e的作用下弹入锁止口104a-1内，调节柱104a在扭簧104h的作用下具有向上移动的趋势，由于锁止口104a-1底部的平面与锁止块105d底部的卡槽105d-2卡合，从而使两者卡合的更加紧密，并使调节柱104a维持一定高度。

在此过程中将促使按压板104d带动铰接块104e和弧形中空导流圆盘104f围绕铰接柱104g转动，使弧形中空导流圆盘104f盘面趋向于与弧形防护套筒103弧形顶部贴合，逐渐解除对出风口102f的封闭，提高冷却风的出风速度，便于提高冷却速度；按压板104d下降的同时将通过连接板104b使密封板104c在解封槽101f内移动，使冷却口101e逐渐漏出，水冷腔C内的冷却水通过设置在喷洒区域E的冷却口101e喷洒至弧形防护套筒103上，对其进行灰尘冲洗的同时进行外部水冷冷却和内腔风冷冷却。铰接块104e的高度可适应调整，便于提高更大的角度偏转。

当需要提高冷却效率时，通过外物继续按压调节柱104a，使锁止口104a-1顶部的弧形挤出块104a-2将锁止块105d向外挤出并可以继续向下移动，最终使锁止块105d底部的卡槽105d-2与调节柱104a顶部的固定面B卡合，实现冷却口101e的完全漏出和出风口102f的解封，从而提高冷却效率。需要拆卸时只需抽拉调节杆105c的一端即可解除锁定，在扭簧的作用下调节柱104a弹出。

综上，本发明在使用时通过水冷对外套筒和内套筒进行冷却降温，风冷对内套筒内部冷却降温并除尘，保证合适的工作温度和工作环境，提高检测准确度，并在检测结束后通过双重调节组件调节冷却效率，使装置快速冷却，便于后续拆装。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种锅炉燃烧监测系统，其特征在于：包括，

监测系统(M)，包括采集模块(100)和收集模块(200)，所述采集模块(100)用于采集待监测燃烧区域内满负荷情况下预定时间内的炉膛火焰的视频信号，所述收集模块(200)用于收集待监测燃烧区域内温度、气压以及湿度状态信息；

控制系统(N)，包括与所述监测系统(M)电性连接的处理模块(300)，以及与所述处理模块(300)连接的执行模块(400)。

2.如权利要求1所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述处理模块(300)用于接收所述采集模块(100)和所述收集模块(200)采集的信息并处理，控制其余模块的启停；所述执行模块(400)用于接收所述处理模块(300)的指令，对锅炉进行泄压。

3.如权利要求2所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述控制系统(N)还包括与所述处理模块(300)连接的预警模块(500)。

4.如权利要求3所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述采集模块(100)和所述收集模块(200)实时采集锅炉中的状态信息数据，并将所述状态信息数据通过电路数据信号发送至所述处理模块(300)，所述处理模块(300)将电路数据信号转换成频率信号并将所述频率信号中的频率值与预警值进行比较，当所述频率信号中的频率值属于预警值的范围区间时，所述处理模块(300)发送泄压信号至所述执行模块(400)，发送预警信号至所述预警模块(500)，所述执行模块(400)在接收到所述泄压信号后对锅炉进行泄压，防止锅炉内气压过大而使锅炉产生爆炸。

5.如权利要求4所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述控制系统(N)还包括与所述处理模块(300)连接的显示模块(600)，所述显示模块(600)用于实时显示锅炉燃烧视频和状态数据变化。

6.如权利要求1～5任一所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述收集模块(200)包括温度传感器(201)、气压传感器(202)，以及湿度传感器(203)。

7.如权利要求1～5任一所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述处理模块(300)包括本地PLC(301)，所述执行模块(400)包括泄压阀(401)。

8.如权利要求3～5任一所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述预警模块(500)包括闪光灯(501)和蜂鸣器(502)。

9.如权利要求4所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述预警模块(500)接收预警信号后，进行闪光或蜂鸣预警。

10.如权利要求1～5任一所述的锅炉燃烧监测系统，其特征在于：所述采集模块(100)包括外套筒水冷组件(101)、贯穿设置于所述外套筒水冷组件(101)偏心位置的内套筒风冷组件(102)、设置于所述外套筒水冷组件(101)一端偏心位置的弧形防护套筒(103)、与所述弧形防护套筒(103)连接的双重调节组件(104)，以及设置于所述弧形防护套筒(103)上并设置于所述双重调节组件(104)一侧的双重锁止组件(105)。

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