FR2689226A1

FR2689226A1 - Surveillance appts. sensing fires starting in rotary air heaters - uses optical radiation pyrometers monitoring radial zone above rotating drum to detect fires.

Info

Publication number: FR2689226A1
Application number: FR9203806A
Authority: FR
Inventors: Barbot Jacques
Original assignee: Stein Industrie SA
Current assignee: Stein Industrie SA
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1993-10-01
Anticipated expiration: 2012-03-30
Also published as: FR2689226B1

Abstract

The fire monitor operates with a rotary air heater (1) that has a cylinder (2) rotating about a vertical axis and has axial (4) and circumferential (5) supports. A large- section duct (6) delivers flue gas vertically through one half of the cylinder, heating the cylinder. As the cylinder rotates the heated part moves beneath an air duct (10) and transfers heat to the air. There are two or more optical radiation pyrometers (12,13) mounted in the mouth of the air duct and positioned to monitor two wide regions across the air duct. USE/ADVANTAGE - Reliable detection of fires starting in the rotary drum of a flue gas heat recuperator.

Description

Dispositif de surveillance en continu de l'apparition d'un incendie dans les réchauffeurs d'air rotatifs.Device for continuously monitoring the appearance of a fire in rotary air heaters.

La présente invention concerne un dispositif de surveillance en continu de l'apparition d'un incendie dans un réchauffeur d'air rotatif, ledit réchauffeur comportant un cylindre tournant autour d'un axe vertical et muni de poutres axiales et circonférentielles, une gaine de fumées de grande section amenant les fumées à traverser verticalement une partie du cylindre, une gaine d'air de section inférieure à la gaine de fumée amenant l'air à traverser verticalement une autre partie du cylindre, ledit air étant repris par une gaine d'air chaud. The present invention relates to a device for continuously monitoring the appearance of a fire in a rotary air heater, said heater comprising a cylinder rotating around a vertical axis and provided with axial and circumferential beams, a smoke duct. of large section causing the flue gases to pass vertically through part of the cylinder, an air duct of section smaller than the smoke sheath causing the air to pass vertically through another part of the cylinder, said air being taken up by an air duct hot.

Lors de la combustion les imbrûlés se déposent, en proportion plus ou moins importante, dans les réchauffeurs d'air où ils s'agglutinent et risquent à tout moment de prendre feu ce qui entraine une destruction considérable des éléments du réchauffeur d'air. During combustion, unburnt residues are deposited, in greater or lesser proportion, in the air heaters where they clump together and are liable to catch fire at any time, which leads to considerable destruction of the elements of the air heater.

La surveillance de l'apparition au plus tôt d'un feu dans un réchauffeur d'air permet d'enclencher très vite les systèmes de lutte contre l'incendie, ce qui permet non seulement de minimiser les dégâts, donc également les coûts de réparation, mais aussi de diminuer le temps d'immobilisation, d'où une réduction sur le manque à gagner. By monitoring the early occurrence of a fire in an air heater, fire-fighting systems can be switched on very quickly, which not only minimizes damage and therefore also repair costs , but also to reduce downtime, resulting in a reduction in the shortfall.

Cette détection d'incendie dans les réchauffeurs d'air est actuellement réalisée à partir soit d'éléments pyrométriques (thermocouples, thermorésistances, ...), soit par des détecteurs infrarouges placés au dessous des paniers du réchauffeur d'air. This fire detection in air heaters is currently carried out either from pyrometric elements (thermocouples, thermoresistors, ...), or by infrared detectors placed below the baskets of the air heater.

Mais la fiabilité de cette détection n'est pas très bonne.However, the reliability of this detection is not very good.

La présente invention a pour but de procurer un dispositif de surveillance qui signale à coup sûr tout début d'incendie caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pyromètres optiques à radiation fixés sur la gaine d'air chaud et surveillant chacun une zone allongée à la surface du cylindre par laquelle sort l'air réchauffé, les zones surveillées recouvrant sensiblement un rayon du cylindre, ainsi que des moyens permettant à partir des signaux issus des pyromètres de générer un signal indiquant la présence d'un risque d'incendie. The object of the present invention is to provide a monitoring device which is sure to signal the start of a fire, characterized in that it comprises at least two optical radiation pyrometers fixed on the hot air duct and each monitoring an elongated area. at the surface of the cylinder through which the heated air exits, the monitored zones substantially covering a radius of the cylinder, as well as means making it possible, from signals from the pyrometers, to generate a signal indicating the presence of a risk of fire.

Selon une réalisation préférentielle permettant au dispositif de rester performant lors de phases transitoires, telles que les démarrages, les variations de charge, etc.... les moyens permettant de générer un signal de risque d'incendie comportent des détecteurs de température disposées dans la gaine d'air chaud dans une position éloignée du réchauffeur et fournissant une température de référence de l'air chaud à un comparateur recevant d'autre part la température mesurée par les pyromètres, ledit comparateur fournissant un signal de différence utilisé pour générer le signal de risque d'incendie. According to a preferred embodiment allowing the device to remain efficient during transient phases, such as starts, load variations, etc., the means making it possible to generate a fire risk signal include temperature detectors arranged in the hot air duct in a position remote from the heater and providing a reference temperature of the hot air to a comparator receiving on the other hand the temperature measured by the pyrometers, said comparator providing a difference signal used to generate the signal fire hazard.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référent à un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif et représenté par des dessins annexés. The invention will now be described in more detail with reference to a particular embodiment cited by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings.

La figure 1 représente le dispositif selon l'invention. Figure 1 shows the device according to the invention.

La figure 2A représente une vue en plan de la surface surveillée du dispositif de la figure 1. FIG. 2A represents a plan view of the monitored surface of the device of FIG. 1.

Les figures 2B et 2C représentent des vues en élévation passant par les axes de visée des détecteurs de la figure 1. FIGS. 2B and 2C represent elevation views passing through the sighting axes of the detectors of FIG. 1.

La figure 3 représente une disposition de l'installation des capteurs. Figure 3 shows an arrangement of the installation of the sensors.

La figure 4 représente les moyens de génération du signal d'incendie. FIG. 4 represents the means for generating the fire signal.

La figure 5 est une vue de côté du dispositif de la figure 1. Figure 5 is a side view of the device of Figure 1.

Le corps du réchauffeur d'air 1 représenté à la figure 1 comporte (voir également figure 5) un cylindre rotatif 2 à l'intérieur d'une enveloppe 3. Ce cylindre 1 est d'axe vertical et comporte des poutres radiales 4, et circonférentielles 5. Une gaine d'amenée de fumées 6, 7 verticale de grande section est disposée au-dessus et au-dessous du cylindre 1 de façon à traverser une partie 8 (voisine d'un demi-cylindre) du cylindre 1. The body of the air heater 1 represented in FIG. 1 comprises (see also FIG. 5) a rotary cylinder 2 inside an envelope 3. This cylinder 1 is of vertical axis and comprises radial beams 4, and circumferential 5. A vertical flue gas supply duct 6, 7 of large section is arranged above and below the cylinder 1 so as to pass through a part 8 (close to a half-cylinder) of the cylinder 1.

Une gaine d'air 9, 10 également verticale adjacente à la gaine de fumées 6, 7 constituée d'une gaine inférieure à air froid 9, et d'une gaine supérieure à air chaud 10, encadre une partie du cylindre de moindre section 11 (voisine d'un quart de cylindre). An air duct 9, 10 also vertical adjacent to the smoke duct 6, 7 consisting of a lower cold air duct 9, and an upper hot air duct 10, frames part of the cylinder of smaller section 11 (close to a quarter of a cylinder).

Sur la gaine supérieure d'air 10 sont disposés deux détecteurs pyromètriques 12, 13. On the upper air duct 10 are arranged two pyrometric detectors 12, 13.

L'installation d'un détecteur sur l'une des faces latérales des gaines d'air 10 (voir figure 3) comprend un support en "meurtrière" 14 permettant une certaine liberté dans le réglage de l'axe de visée tant en site qu'en azimut. Le support à rotule 15 permet ce réglage et est destiné à recevoir le détecteur 12. Ce support est associé à une bride à air de barrage 16 munie d'une entrée d'air comprimé AC permettant l'installation ou le démontage du détecteur sur le circuit en fonctionnement sans risque pour l'opérateur. The installation of a detector on one of the lateral faces of the air ducts 10 (see FIG. 3) comprises a "loophole" support 14 allowing a certain freedom in the adjustment of the line of sight both in elevation and in 'in azimuth. The ball joint support 15 allows this adjustment and is intended to receive the detector 12. This support is associated with a barrier air flange 16 provided with a compressed air inlet AC allowing the installation or dismantling of the detector on the circuit in operation without risk to the operator.

Les deux détecteurs pyrométriques 12, 13 surveillent les zones à l'intérieur d'un cône dont l'axe est l'axe de visée. The two pyrometric detectors 12, 13 monitor the areas inside a cone whose axis is the line of sight.

L'orientation correcte en site et en azimut des visées permet aux zones surveillées de se chevaucher partiellement et ainsi de "voir" un rayon complet du réchauffeur d'air. De cette façon, lors de la rotation du réchauffeur, l'ensemble est ainsi balayé.The correct orientation in elevation and in azimuth of the sights allows the monitored areas to partially overlap and thus "see" a full radius of the air heater. In this way, during the rotation of the heater, the assembly is thus swept.

L'épure de définition des angles de visée (figures 2A, 2B et 2C) montre comment on détermine en fonction de chaque détecteur 12 et 13 les grands axes des ellipses respectives 17 et 18 qui sont les zones surveillées. de la face supérieure du réchauffeur, intersection des connes de visée avec cette face. The drawing for defining the viewing angles (FIGS. 2A, 2B and 2C) shows how the major axes of the respective ellipses 17 and 18 which are the monitored zones are determined as a function of each detector 12 and 13. of the upper face of the heater, intersection of the target connes with this face.

Le calage des axes de visée est assuré par une visée par faisceau laser en lumière visible lors de la mise en place du système. The setting of the axes of sight is ensured by a sighting by laser beam in visible light during the installation of the system.

Les deux ellipses 17, 18 couvrent sensiblement un rayon complet du réchauffeur 1 et compte tenu de la rotation du réchauffeur 1 d'air devant ces cônes de visée, c'est ainsi l'ensemble des éléments du réchauffeur d'air qui est surveillé. The two ellipses 17, 18 substantially cover a full radius of the heater 1 and taking into account the rotation of the air heater 1 in front of these sighting cones, it is thus all of the elements of the air heater which is monitored.

On a disposé (figure 5) des thermocouples 19 dans la gaine d'air chaud suffisamment loin du réchauffeur 1, pour bénéficier d'une mesure moyenne de température de l'air chaud. Thermocouples 19 were placed (FIG. 5) in the hot air duct sufficiently far from the heater 1, to benefit from an average measurement of the temperature of the hot air.

Dans la figure 4, on montre à titre d'exemple, les moyens de mesure 20 destinés à générer le signal d'alarme dès qu'il y a détection d'un début d'incendie. Le détecteur 12 associé à son amplificateur de mesure 21 délivre un signal de température 22. Un thermocouple 19 associé également à un amplificateur de mesure 23 délivre la température de référence de l'air chaud 24. Le comparateur 25 surveille l'écart entre la référence et la température du réchauffeur. Si l'écart est trop grand (signe d'un début d'incendie) le relais à seuil 26 qui compare cet écart 27 à une consigne fixe 28 devient alors actif et délivre un signal d'alarme 29 sous forme d'un contact par exemple. In Figure 4, there is shown by way of example, the measuring means 20 intended to generate the alarm signal as soon as there is detection of the start of a fire. The detector 12 associated with its measuring amplifier 21 delivers a temperature signal 22. A thermocouple 19 also associated with a measuring amplifier 23 delivers the reference temperature of the hot air 24. The comparator 25 monitors the difference between the reference and the temperature of the heater. If the difference is too large (sign of a fire beginning) the threshold relay 26 which compares this difference 27 to a fixed setpoint 28 then becomes active and delivers an alarm signal 29 in the form of a contact by example.

Dans la figure 5, il est mis en évidence comment un début d'incendie en zone médiane 30, voire 31 sur la face opposée à la détection, crée par l'effet de la circulation de l'air une cheminée chaude 32 qui fait que la face surveillée présente en un point 33, une zone nettement plus chaude que l'ambiance. Dans ce cas le détecteur 12 peut voir cette zone chaude 33 et, par différence avec la température moyenne de l'air fournie par le thermocouple 19, permet de donner l'alarme. In FIG. 5, it is highlighted how a fire start in the middle zone 30, or even 31 on the face opposite to detection, creates by the effect of the circulation of air a hot chimney 32 which causes that the supervised face presents in a point 33, a zone definitely hotter than the environment. In this case the detector 12 can see this hot zone 33 and, by difference with the average temperature of the air supplied by the thermocouple 19, makes it possible to give the alarm.

Le fait d'avoir placé les thermocouples 19 à distance du ré chauffeur 1 permet de créer un retard sur la mesure de référence favorisant la sensibilité de détection des débuts d'incendie. The fact of having placed the thermocouples 19 at a distance from the reheater 1 makes it possible to create a delay on the reference measurement favoring the sensitivity of detection of the start of fire.

Claims

1) Device for continuously monitoring the appearance of a fire in a rotary air heater (1), said heater (1) comprising a cylinder (2) rotating about a vertical axis and provided with axial beams ( 4) and circumferential (5), a large section smoke duct (6) causing the smoke to pass vertically through a part (8) of the cylinder (2), an air duct (9) of section smaller than the duct ( 6) fumes causing the air to pass vertically through another part (11) of the cylinder (2), said air being taken up by a hot air sheath (10), characterized in that it comprises at least two optical pyrometers with radiation (12, 13) fixed on the hot air sheath (10) and each monitoring an elongated zone (17, 18) on the surface of the cylinder (2) through which the heated air exits, the monitored zones (17 , 18) substantially covering a radius of the cylinder (2), as well as means (20) making it possible, from signals from the pyrometers (12, 13) generate a signal indicating the presence of a fire risk.

2) Device according to claim 1, characterized in that said means (20) make it possible to generate a fire risk signal comprising temperature detectors (19) arranged in the hot air duct (10) in a remote position of the heater (1) and supplying a reference temperature of the hot air to a comparator (25) receiving on the other hand the temperature measured by the pyrometers, said comparator (25) providing a difference signal used to generate the signal fire hazard.