CN208859644U - 一种锅炉火检系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锅炉火检系统，包括上位机(1)、通讯模块(2)、控制柜(3)、光纤直窥管(5)，所述光纤直窥管(5)通过探头航插电缆(4)与控制柜(3)连接；光纤直窥管(5)上设有探头组件，该探头组件包括火检探头套筒、火检光纤、现场火检处理探头、探头航插电缆和信号处理卡件，光纤直窥管(5)将探头接收到的红外光传送到探头内，由硫化铅光敏电阻组成的运算放大器将光纤直窥管(5)传来的红外光转换成电压信号，采用U/I转换模块将电压信号转变为电流信号，转换后的电流信号传送到电子间中的控制模块进行检测处理。本实用新型的火检系统对现有火焰检测系统升级改造，降低了改造时的一次投入和后期维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及液压制动系统的储油元件，具体而言，涉及一种锅炉火检系统。
背景技术
我国目前的锅炉安全保护装置，主要为国外进口设备成套系统，但是随着设备投运年限的增加，设备稳定性存在隐患，同时由于设备长期运行，其火检探头、检测放大器等部件损坏较多，将现有系统进行升级改造时，如果不考虑换型，则需要大量更换进口的探头和放大器，需要大量的资金，且后期维护时也存在不便及时购买的不足。
例如公开号为CN 204006095U的中国实用新型专利，其公开了一种锅炉火检风系统，涉及300MW、600MW锅炉火检冷却风风源的应用领域，包括火检风机装置和一次风装置，所述火检风机装置包括火检风机和火检冷却风母管，所述火检风机分为第一火检风机和第二火检风机，所述第一火检风机和第二火检风机连接处设有手动换向阀，所述火检冷却风母管上设有止回阀，所述一次风装置包括小油枪冷一次风母管、手动蝶阀、滤网和止回阀，小油枪冷一次风母管和火检冷却风母管之间设有一段连接管，所述小油枪冷一次风母管长12.1-12.6m，小油枪冷一次风母管、火检冷却风母管和连接管均为无缝钢管，所述手动蝶阀为两个，使得更加的安全，节约了成本。但由于设备长期运行，其火检冷却风母管、小油枪等部件损坏较多，而且结构较为复杂，制造成本高。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种锅炉火检系统，解决现有技术中的升级和维护成本高昂的问题。
为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：
一种锅炉火检系统，包括上位机、通讯模块、控制柜、光纤直窥管，所述光纤直窥管通过探头航插电缆与控制柜连接；光纤直窥管上设有探头组件，该探头组件包括火检探头套筒、火检光纤、现场火检处理探头、探头航插电缆和信号处理卡件，光纤直窥管将探头接收到的红外光传送到探头内，由硫化铅光敏电阻组成的运算放大器将光纤直窥管传来的红外光转换成电压信号，采用U/I转换模块将电压信号转变为电流信号，转换后的电流信号传送到电子间中的控制模块进行检测处理。本实用新型的火检系统对现有火焰检测系统升级改造，降低了改造时的一次投入和后期维护成本。
优选的是，所述光纤直窥管的外部设有锅炉护板。
在上述任一方案中优选的是，所述火检探头套筒保护光纤深入到炉膛内部，监视炉膛内部火焰燃烧情况。
在上述任一方案中优选的是，所述现场火检处理探头处理光纤感测到的光信号后，将光信号转换为对应的电信号，并通过探头航插电缆将电信号传输至火检监测系统对应的卡件内，卡件处理相应的电信号后，将火检信号通过通讯模块反映到上位机上。
在上述任一方案中优选的是，该火检系统还包括油枪和喷燃器。
在上述任一方案中优选的是，所述油枪的左侧为油层火检位置；油枪的右下方为煤层火检位置。
在上述任一方案中优选的是，所述喷燃器的喷口中心的延长线与火检视线相交，其中喷口中心到该相交点的距离为1.6米。
在上述任一方案中优选的是，所述喷燃器的喷口煤粉的燃烧分为黑龙区、初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区，在火焰燃烧区通过频谱分析得到初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值。
在上述任一方案中优选的是，所述初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值的频率分别为81Hz、36Hz、9Hz。
在上述任一方案中优选的是，该火检系统通过对火焰的闪烁特征进行检测，通过频谱分析，得到两个量值即，交流量值和直流量值。
附图说明
图1为按照本实用新型的锅炉火检系统的一优选实施例的结构示意图。
图2为按照本实用新型的锅炉火检系统的图1所示优选实施例的检测结构简图。
图3为按照本实用新型的锅炉火检系统的图1所示优选实施例的原理图。
附图标号说明：
上位机1，通讯模块2，控制柜3，探头航插电缆4，光纤直窥管 5，锅炉护板6，油层火检位置11，油枪12，煤层火检位置13，喷燃器14。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型的锅炉火检系统的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，按照本实用新型的锅炉火检系统的结构示意图。
本实用新型的锅炉火检系统，包括上位机1、通讯模块2、控制柜3、光纤直窥管5，所述光纤直窥管5通过探头航插电缆4与控制柜3连接；光纤直窥管5上设有探头组件，该探头组件包括火检探头套筒、火检光纤、现场火检处理探头、探头航插电缆和信号处理卡件，光纤直窥管5将探头接收到的红外光传送到探头内，由硫化铅光敏电阻组成的运算放大器将光纤直窥管5传来的红外光转换成电压信号，采用U/I转换模块将电压信号转变为电流信号，转换后的电流信号传送到电子间中的控制模块进行检测处理。本实用新型的火检系统对现有火焰检测系统升级改造，降低了改造时的一次投入和后期维护成本。
在本实施例中，所述初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值的频率分别为81Hz、36Hz、9Hz。
在本实施例中，该火检系统通过对火焰的闪烁特征进行检测，通过频谱分析，得到两个量值即，交流量值和直流量值。
在本实施例中，所述光纤直窥管5的外部设有锅炉护板。
在本实施例中，所述火检探头套筒保护光纤深入到炉膛内部，监视炉膛内部火焰燃烧情况。
在本实施例中，所述现场火检处理探头处理光纤感测到的光信号后，将光信号转换为对应的电信号，并通过探头航插电缆将电信号传输至火检监测系统对应的卡件内，卡件处理相应的电信号后，将火检信号通过通讯模块2反映到上位机1上。
如图2、3所示，按照本实用新型的锅炉火检系统的图1所示优选实施例的检测结构简图。
在本实施例中，该火检系统还包括油枪12和喷燃器14。
在本实施例中，所述油枪12的左侧为油层火检位置11；油枪12 的右下方为煤层火检位置13。
在本实施例中，所述喷燃器14的喷口中心O的延长线与火检视线相交在A点，其中喷口中心O到该相交点A的距离为1.6米。
在本实施例中，所述喷燃器14的喷口煤粉的燃烧分为黑龙区、初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区，在火焰燃烧区通过频谱分析得到初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值。
参照图3所示，用最小二乘滤波器实现对模拟信号的频谱分析算法如下：
(1)根据傅立叶函数理论，得到信号的最小二乘滤波器
对于经过光电转换后的信号u(t)来说，u(t)可表示为如下一个基频为ω的傅立叶函数：
(1)其中，U0—直流分量；λ—直流分量衰减系数；Uk—第k 次谐波的幅值；ω——基波电流或电压的角频率；θk——第k次谐波的初始相角。k＝1,2,…,M
所谓频谱分析就是通过信号采样得到公式(1)中的U0、λ、Uk、θk。根据最小二乘方判据，每次采样后将得到如下一个方程：
(2)ti——第i次采样时刻。经过连续N次采样后，将得到N个方程。如果将U0、U0λ，以及所有谐波的实部和虚部作为未知量，且用矩阵表示，则N次采样结果可用如下矩阵方程表示：
如果用A表示N行，2(M+1)列的系数矩阵，用X表示单列2(M+1) 行的待测变量矩阵，用U表示单列采样矩阵，则上述采样矩阵可表示为：
A·X＝U
(3)系数矩阵A第三列元素表示了初始相角为零的sin(ωt)在各个采样点的数值。A的第四列元素表示了初始相角为零的cos(ωt)在各个采样点的数值。A的第五列元素表示了初始相角为零的二次谐拨 sin(2ωt)在各个采样点的数值，依次类推。如果A存在逆矩阵A-1，则：
X＝A-1·U (4)
其中，逆矩阵A-1的维数为2(M+1)行，N列。
A-1即是最小二乘滤波器，如果用aij表示其第i行第j列的元素，则，i＝1～2(M+1)，j＝1～N。
(2)获得信号中的直流分量和各交流分量
根据矩阵X的定义和方程(4)，则：
基波成分计算公式为：
第k次谐波成分的计算公式为：
公式(1)～(12)给出了频谱分析的过程。
其燃烧强度定义公式如下：
燃烧指数的计算公式为：(引入燃烧指数参数量)
其中，Vsum＝V9Hz+V36Hz+V81Hz
ΔVdc＝Vdc-Vdc0，Vdc—直流量瞬时值，Vdc0—冷态时的直流量。
燃烧强度公式为：其中，kmax—最大燃烧指数
通过上述计算以及现场实际验证，iFS-10系统不仅能有效的解决火焰检测系统的“偷窥”现象，保证检测信号的正确稳定。同时， iFS-10的频谱分析技术将火检探头信号中的平均辐射强度分离出来，并通过其与温度的关系曲线，实现了火焰的温度测量。
通过频谱分析得到的直流量的大小，通过对大量的试验历史数据与温度校验仪所测同一位置的温度值进行比对，发现直流量的大小变化与所测温度值存在一定的函数关系，即T＝F(X)，通过此关系可以间接的实现对喷燃器喷口处温度的测量。
亦即，将原有的FORNEY公司生产的火焰检测系统更换为国产的 iFS-10系统后，不仅能满足锅炉安全保护的需求，同时增加了对于喷燃器喷口处温度的测量，在降低了改造成本的同时，实现了功能的增加，以及后期维护成本的降低。
本领域技术人员不难理解，本实用新型的锅炉火检系统包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。
Claims (10)
1.一种锅炉火检系统，包括上位机(1)、通讯模块(2)、控制柜(3)、光纤直窥管(5)，其特征在于：光纤直窥管(5)通过探头航插电缆(4)与控制柜(3)连接；光纤直窥管(5)上设有探头组件，该探头组件包括火检探头套筒、火检光纤、现场火检处理探头、探头航插电缆和信号处理卡件，光纤直窥管(5)将探头接收到的红外光传送到探头内，由硫化铅光敏电阻组成的运算放大器将光纤直窥管(5)传来的红外光转换成电压信号，采用U/I转换模块将电压信号转变为电流信号，转换后的电流信号传送到电子间中的控制模块进行检测处理。
2.如权利要求1所述的锅炉火检系统，其特征在于：光纤直窥管(5)的外部设有锅炉护板。
3.如权利要求1所述的锅炉火检系统，其特征在于：所述火检探头套筒保护光纤深入到炉膛内部，监视炉膛内部火焰燃烧情况。
4.如权利要求1所述的锅炉火检系统，其特征在于：所述现场火检处理探头处理光纤感测到的光信号后，将光信号转换为对应的电信号，并通过探头航插电缆将电信号传输至火检监测系统对应的卡件内，卡件处理相应的电信号后，将火检信号通过通讯模块(2)反映到上位机(1)上。
5.如权利要求1所述的锅炉火检系统，其特征在于：该火检系统还包括油枪(12)和喷燃器(14)。
6.如权利要求5所述的锅炉火检系统，其特征在于：油枪(12)的左侧为油层火检位置(11)；油枪(12)的右下方为煤层火检位置(13)。
7.如权利要求5所述的锅炉火检系统，其特征在于：喷燃器(14)的喷口中心的延长线与火检视线相交，其中喷口中心到该相交点的距离为1.6米。
8.如权利要求7所述的锅炉火检系统，其特征在于：喷燃器(14)的喷口煤粉的燃烧分为黑龙区、初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区，在火焰燃烧区通过频谱分析得到初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值。
9.如权利要求8所述的锅炉火检系统，其特征在于：所述初始燃烧区、完全燃烧区和燃尽区火焰燃烧产生的火焰特征闪烁值的频率分别为81Hz、36Hz、9Hz。
10.如权利要求1所述的锅炉火检系统，其特征在于：该火检系统通过对火焰的闪烁特征进行检测，通过频谱分析，得到两个量值即，交流量值和直流量值。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113339839A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-03 | 南京法尔银科技有限公司 | 一种火检数据处理系统及方法 |
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