CN206362451U - 插入式空气预热器转子热点红外检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种插入式空气预热器转子热点红外检测装置，包括红外传感器外壳，红外传感器外壳内腔中安装有红外传感器及光路通道，红外传感器外壳顶盖设置有线缆接口，红外传感器顶部设置有接线端子，从接线端子引出的信号及电源连接线穿出线缆接口与外部电气设备连接；光路通道下端口设置有隔热部件；红外传感器外壳内壁与光路通道之间设置有夹层，红外传感器外壳壁上沿径向开有吹洗孔，吹洗孔与夹层连通，该夹层下端口向下连通有螺旋风幕冷却机构。本实用新型的结构简单，工作可靠，准确性好，维护方便。
Description
技术领域
本实用新型属于检测设备技术领域，涉及一种插入式空气预热器转子热点红外检测装置。
背景技术
大型火电机组中的空气预热器，简称“空预器”，空预器转子由沿半径方向的多个密封隔板分割成数十个密封仓格，密封仓格内填充波纹状铁板，简称“波纹板”，波纹板被铁框架装成具有一定规模的整体化模块，这种模块被称为“蓄热元件”。由于锅炉启停过程中炉内燃烧工况较差，燃料不易燃尽，在烟气流速较低时，极易造成大量未燃尽可燃物的沉积，锅炉启停时，燃烧系统空间的含氧量又较正常运行时高得多，当燃烧方式不正常造成空预器烟温达到一定值时，将使沉积可燃物具备了复燃的条件而引起空预器转子内部金属蓄热元件的氧化燃烧，造成空预器发生火灾，专业上称为“空预器二次燃烧”。这种火灾事故的发生会对空预器结构造成巨大破坏，直接影响机组的正常运行，造成巨大的经济损失。空预器蓄热元件发生二次燃烧的温度通常在150～400℃，二次燃烧多发生在锅炉频繁启停和热备用阶段，特别在停炉和热备用时，由于烟温较高，发生二次燃烧的可能性更大。
针对这一问题，目前应用较为广泛的一种方法是，在空预器热端的热风出口处隔一定间距安装热电偶传感器，通过测量换热后风温的异常升高检测预热器转子中的火灾热点。但是，由于空预器工作时转子是转动的，因此热点随转子旋转而移动，热电偶的热惯性一般较大(时间常数一般为秒级)，早期热点通过传感器的时间较短，尤其初期热点尺寸较小，难以被热电偶快速捕捉到，导致漏检。因此，这种热点检测系统反应不及时，存在漏点，通常检测到热点时空预器已经发生了严重的烧蚀。
针对热电偶热点检测方式存在的问题，目前的改进方法是，采用红外温度传感器测量空预器转子的火灾热点。红外温度传感器采用光学原理测量空预器转子辐射热量测量温度，响应速度快(时间常数为毫秒级)，能够快速测量转子上的移动热点。为了全面检测空预器转子热点，一般热点检测系统在空气预热器冷端径向配置了机械式移动扫描装置，实现对整个空预器转子的扫描检测，或者按间隔在空预器冷端径向固定安装多个传感器进行检测。
由于红外线温度传感器无法承受较高的环境温度，而空预器热端温度可达400摄氏度左右，因此现有空预器红外热点检测装置都安装在空预器冷端，也就是转子的下部。但由于空预器热点多发生在温度较高的上部，因此这种方式一定程度上降低了传感器的检测快速性。此外，即使安装在空预器下部，环境温度也高于传感器电子元件的工作要求，因此为防止空预器内部高温和粉尘恶劣环境对红外传感器的损坏，通常需要配备复杂的冷却水和空气吹扫系统。目前这种内部安装的红外温度传感器辅助系统和移动式扫描机构会受到空预器内部粉尘、高温和腐蚀性气体的侵蚀，设备故障率较高，维护工作量较大，而且热态运行中不能更换，导致故障期间无法检测热点的安全隐患。
通过以上分析可以看出，目前基于热电偶和红外传感器的方法能够实现转子热点的实时测量，但前者反应不及时，存在漏点；后者响应速度快，能够快速测量转子上的移动热点，弥补了前者的不足，但传感器需要安装在空预器内部，需要复杂的水冷系统，故障率较高，不能在线维护或更换是其关键弱点。
因此，将红外传感器装在空气预热器外部，尤其空预器热端即上部，是一种可靠、有效、方便维护的可行方案，其关键是需要开发可靠、方便维护的红外传感器及保护装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种插入式空气预热器转子热点检测红外检测装置，能够从外部实现空气预热器内部热点快速实时在线检测，解决了现有技术中测量装置无法实现在机组热态运行过程中实现在线、快捷维护和更换的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种插入式空气预热器转子热点红外检测装置，包括红外传感器外壳，红外传感器外壳内腔中安装有红外传感器及光路通道，红外传感器外壳顶盖设置有线缆接口，红外传感器顶部设置有接线端子，从接线端子引出的信号及电源连接线穿出线缆接口与外部电气设备连接；光路通道下端口设置有隔热部件；红外传感器外壳内壁与光路通道之间设置有夹层，红外传感器外壳壁上沿径向开有吹洗孔，吹洗孔与夹层连通，该夹层下端口向下连通有螺旋风幕冷却机构。
本实用新型的插入式空气预热器转子热点红外检测装置，其特征还在于：
隔热部件中的隔热玻璃片选用硫化锌镜片。
本实用新型的有益效果是，1)能够用于快速、高可靠性的在线式空预器热点红外检测。2)通过隔热部件和螺旋风幕冷却机构，使红外传感器安装在高温的空预器外部，不受空预器积灰、高温和水冲洗的影响，不存在长期运行中参数温度漂移问题。3)通过隔热部件和螺旋风幕冷却机构，使传感器安装在高温的预热器外部，尺寸小、结构简单，更易于热态设备的维护和更换。4)与现有基于红外传感器的空预器热点检测方案相比，固定安装在空气预热器外部，不存在移动部件，不需要复杂的水冷系统，安装方便，成本低，使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型的截面结构示意图；
图2为本实用新型的立体结构示意图；
图3为本实用新型在空预器上的安装位置示意图。
图中，1.红外传感器，2.光路通道，3.隔热部件，4.螺旋风幕冷却机构，5.吹洗孔，6.接线端子，7.线缆接口，8.红外传感器外壳，9.安装底座，10.检测单元，11.手动三通阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1、图2，本实用新型的结构是，包括红外传感器外壳8，红外传感器外壳8内腔中安装有红外传感器1及光路通道2，红外传感器外壳8顶盖设置有线缆接口7，红外传感器1顶部设置有接线端子6，从接线端子6引出的信号及电源连接线穿出线缆接口7与外部电气设备连接；光路通道2下端口设置有隔热部件3；红外传感器外壳8内壁与光路通道2之间设置有夹层(环空的空间)，红外传感器外壳8壁上沿径向开有吹洗孔5，吹洗孔5与夹层连通，该夹层下端口向下连通有螺旋风幕冷却机构4。
红外传感器1安装在空气预热器外部环境中，用于采集转子红外辐射能量，输出温度信号，红外传感器1外周与红外传感器外壳8内壁通过丝扣连接，红外传感器1的信号及电源连接线从接线端子6引出，从红外传感器外壳8顶盖上的线缆接口7穿出与外部电气设备连接。
红外传感器1的测温范围为-20～500℃，测温精度为±1％～±2％，使用环境温度为-20～120℃，响应时间为100ms，距离系数为20:1。
红外传感器外壳8内壁与光路通道2法兰边通过丝扣连接。
隔热部件3用于实现隔绝炉内高温粉尘气体，安装在光路通道2下端口，用螺纹压环和垫片密封、固定，可拆卸；隔热部件3中的隔热玻璃片选用硫化锌镜片，透红外波长为0.11～25um，耐温性能为300℃～2500℃。
螺旋风幕冷却机构4与光路通道2采用法兰连接，连接处采用螺旋吹扫气路设计，由光路通道2外的吹洗孔5输入压缩的冷空气，通过夹层，流向螺旋风幕冷却机构4，在法兰连接处形成螺旋风幕，起到阻止高温粉尘气体上溢，避免隔热部件3中的镜片和光路通道2积灰，同时也降低了隔热部件3和光路通道2的温度。
螺旋风幕冷却机构4另外通过连接法兰固定安装在空气预热器外壳上，可以拆卸。
本实用新型上述的一套装置称为一个检测单元10，检测单元10在空预器的安装方式是，
参照图3，根据空预器半径大小和检测点数量要求选择相应数量的检测单元10(一般为5-10个)按一定间隔分布在空气预热器外部(空预器热端或冷端)转子径向方向区域。在空预器炉壁二次风侧进口或二次风侧出口位置分别设置有多个带球阀的安装底座9(图3实施例各设置有5个安装底座9)，将每个检测单元10的螺旋风幕冷却机构4与空预器炉壁上的安装底座9一一对应采用法兰连接，由于每个安装底座9中装有一个手动型的球阀，当某个检测单元10需要拔出进行维护或更换时，手动关闭相应的球阀防止高温气体向外溢出，需要插入时，手动打开球阀，保持光路通畅。
在长期使用过程中隔热部件3和螺旋风幕冷却机构4就会有些积灰，处理方法一种是手动关闭安装底座9上的球阀，拔出检测单元10进行清洁处理，另一种方法是在允许条件下，给吹洗孔5连接三通阀11，三通阀11外端分别连接清洁水管及冷空气管，通过手动三通阀11进行吹扫气路和冲洗水路的切换，将吹洗孔5输入的压缩空气换成现场洁净水进行短时冲洗，以保证光路的清洁。
Claims (2)
1.一种插入式空气预热器转子热点红外检测装置，其特征在于：包括红外传感器外壳(8)，红外传感器外壳(8)内腔中安装有红外传感器(1)及光路通道(2)，红外传感器外壳(8)顶盖设置有线缆接口(7)，红外传感器(1)顶部设置有接线端子(6)，从接线端子(6)引出的信号及电源连接线穿出线缆接口(7)与外部电气设备连接；光路通道(2)下端口设置有隔热部件(3)；红外传感器外壳(8)内壁与光路通道(2)之间设置有夹层，红外传感器外壳(8)壁上沿径向开有吹洗孔(5)，吹洗孔(5)与夹层连通，该夹层下端口向下连通有螺旋风幕冷却机构(4)。
2.根据权利要求1所述的插入式空气预热器转子热点红外检测装置，其特征在于：所述的隔热部件(3)中的隔热玻璃片选用硫化锌镜片。
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| CN111982177A (zh) * | 2020-10-26 | 2020-11-24 | 北京力升高科科技有限公司 | 一种传感器热防护装置、方法及消防机器人 |
| CN112344977A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-02-09 | 北京中科同志科技股份有限公司 | 一种用于高温炉腔内传感定位系统 |
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