TW200924861A - Automated system for waterwall cleaning and inspection - Google Patents

Description

200924861 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 此處所揭不之本發明係有關燃燒系、統，且特別係關於水 牆系統之處理與檢測。 【先前技術】 燃燒系統使用各種器件以產生蒸汽並移動蒸汽。這種燃 燒系統t者係為一鋼爐。在—些鋼爐之爐中的係為 ❹ ❹ 一"水牆"。水牆通常順著爐之壁排列，並包括複數個焊接 在一起之管道。在操作期間，管道運送水(即，冷却劑)進 ^爐内’即發生燃燒之處。燃燒的熱係傳遞至水牆，並在 管道内產生蒸汽。如吾人可想像，在該惡劣環境中，管道 易受劣化。因此，系統操作員進行管道之定期檢測，以確 保有效率的操作。 現參閱圖1，其顯示蒸汽發生系統（SGS) 10之一實施例 的態樣。如所描述，SGS 1〇包括燃燒器2及各種其他組 二热習此項技術者將瞭解該例示及描述只呈現簡化的燃 燒系統之一部分，且該實例不限制燃燒系統。 在操作令，碎燃料（例如，煤）及吸附劑（例如，石灰石） =應給燃燒器2之下部作爲底質…次空氣係藉由空氣 2裝置提供給燃燒器2之底部，同時二次空氣通過在燃 燒器2下部之空氣通口之一或多個高度提供。 ，燒發生於整個填充有底質之燃燒器2。當燃燒器藉由 排氣口 7排出氣體，煙道氣及傳輸的固體會離開燃燒器2。 在-般的實施例中，燃燒器2通常包括兩區域。一下部 131874.doc 200924861 及一上部。燃燒器2之下部包括燃料、一次空氣分流裝 置、二次空氣通口、燃料供給通口及固體回收通口。在此 區域之底的密度平均比較高’且在空氣分流裝置之高度上 通常係最高的。密度會隨著燃燒器2之增加的高度而下 降。實際上，下部通常係矩形的、錐形的且由鰭狀的或熔 焊的水牆管道15形成。下部通常襯有耐火材料以保護水牆 管道15。

在該簡化的例示中，藉由入口集水管1 7提供鍋爐水（例 如’水、具有某些化學製品之水等）給水牆管道15。入口 集水管17提供鍋爐水以在燃燒器2之水牆管道15中產生蒸 汽。 燃燒器2之上部通常為矩形且具有垂直壁，其中該等壁 是由鰭狀的或熔焊的水牆管道15形成。上部通常係沒有襯 的，以使傳遞至水牆管道15之熱最大化。燃燒器2之壁藉 由在水牆管道15中的循環來冷却。 仍參閱圖1，先前技術之SGS 1〇包括自水踏管道15 (藉 由各種組件’諸如收集集水管)接收蒸汽及水份之鍋爐鼓 8。鍋爐鼓8提供水（w)和蒸汽（8)之分離。 如吾人可猜測，具有有效率的燃燒系統需要包括具有盡 :能大的表面面積之水牆管道15。在一些實施例中，水牆 道15之表面面積達到大約7，_平方公尺(今 要！二水牆管道15之檢測大約-年進行-次。爲此，需 的清洗。清洗與檢測要求直立搭架且通常至少要 卞大元成。 131874.doc 200924861 爲此，所需的是改良的用於評估水牆管道之清 技術。較佳爲，該等技術提供降低勞力及節省時間。 【發明内容】 所揭示的為-自動化清洗與檢測系統，其包括用於沿著 »又置在燃燒器中之水牆管道移動該系統之移動組件、用於 清洗水牆之清洗組件，及用於檢測水牆之檢測組件；其中 該等移動組件、清洗組件及檢測組件係經調整以用於自動 化性能。 亦揭示的是一儲存在機器可讀媒體上之電腦程式產品， 該產品包括用於執行自動化清洗與檢測設置在燃燒器内之 水牆管道的指令，該等指令包括用於下述之指令：相對於 該水牆管道調整該系統之移動；清洗該水牆管道；及檢測 該水牆管道。 此外，揭示一用於清洗與檢測設置在燃燒器之内表面上 的水牆管道之方法，且其包括：選擇一用於清洗與檢測水 牆管道之自動化系統；設置該自動化系統使其與該水牆管 道有關；及開始該自動化系統之操作。 【實施方式】 所揭示的爲自動化清洗與檢測蒸汽發生系統（SGS) 1〇之 水牆管道15而提供之方法與裝置。熟習此項技術者將明白 多種系統與設計可使用該水牆管道丨5。因此，該等系統與 設計落在此處所描述之SGS 1 0之範圍内。 如此處所討論，術語"自動化"指的係一任務之性能，諸 如’在沒有操作員連續監督或介入的情况下清洗或檢測。 131874.doc 200924861 因此’術語"手動的”通常指的係、逐步地或直接藉由操作員 〆 執行之任務。吾人認爲半自動化性能，諸如具有周 期&監督或介入之任務的性能，落在術語"自動化"之範圍 與意義之内。 • /此處所使用’吾人認爲該自動化系統1GG對在燃燒器2 . A燃燒室之大部分任何實施例中所執行之水牆的清洗與檢 測技術中之至少一者有用。 通常，水牆管道15包括複數個用於運送水（即，冷却 劑1其可包括水及其他化學製品（諸如腐錢㈣抑制劑）） 之s道。水牆管道1 5沿著燃燒室之内部部分設置。 現參閱圖2 ’其說明用於水牆管道15之清洗與檢測之自 動化系統100的態樣。在該示範實施例中，該自動化系統 1〇〇包括大體上按功能分類爲用於移動、清洗及檢測中之 一者的組件。通常包括爲在三個分類組件之間協調而提供 之處理-貝源150。爲方便起見及僅作討論之用，用於各功 φ 能分類之組件被認爲係屬於一"模組"。 在圖2中，該自動化系統100包括一移動模組11〇、一清 洗模組120及一檢測模組130，其可被安裝在一公共框架 101上。該移動模組11〇沿著該水牆管道之曝露表面移動該 自動化系統100。該移動模組11〇可包括諸如馬達、伺服機 構、軌道、齒輪、滑輪、鍵條、繩索、缓線、傳動裝置、 電源、測距設備、位置感測器、介面及其他達到此移動之 組件。該清洗模組120自該等水牆管道之表面移除掉爐渣 或其他積垢以允許該等水牆管道之非破壞性測試。該清洗 131874.doc 200924861 模組120可包括諸如固定的或可活動的刷子、固定的或可 活動的研磨劑、一磨料喷射裝置（即，一喷砂設備）、一液 體喷射裝置（即，一水雷射（hydr〇laser)或一壓力清洗裝 置）、一化學製品喷射裝置（通常是清洗用化學製品之低壓 分配器）、電源、介面及其他該等組件。該檢測模組13〇可 包括用於該等水牆管道之非破壞性測試之組件，諸如一照 相機、照明、超音波測試、X射線檢查、放射線檢查、磁

通檢驗、渴電流測試以及設備、電源、介面及其他用於其 他測試類型之該等組件。亦包括處理資源以及使用者 介面1 60。 處理·貝源1 50可包括諸如一處理器、記憶體、健存裝 置"面、-電源、-匯流排、一輸入、一輸出、一連 接、-介面及其他該等組件。在此實施例中，處理資源 150、‘口使用者提供使用者介面16。。使用者介面Μ。對各種 任務是㈣的，其包括程式化、監控、指示、校準、定 位、開始及停止自動化系統100中之至少-者。在-些實 施例中’#由電腦執行的指令（至少部分地）完成該等任 務0 二施例中’移動、清洗及檢測之自動化性能根據 在處理資源150中執行的電腦執行之指令來完成。在其他 實施例中，處理資源15G本身不存在。換言之，在一些實 施例中自動化系統100係-”非智能的”系統，一旦自動 化系統100開始則採用規定的例行程式。例如，一旦開啓 自動化系統，其以— 、 万向進行完成清洗或檢測直到重新指 131874.doc 200924861 示（諸如藉由感測器之致動）。 當然，各模組之各種組件可出現在另一模組中或適合多 重使用。因此’圖2之實施例僅說明該自動化系統1 〇〇之態 樣。 ❹

在一般的實施例中，外部裝置爲協助自動化系統1〇〇之 移動或操作而提供。可參閱圖3之示範實施例。在圖3中， 描述一軌道系統。該軌道系統包括水平執道31和垂直軌道 32。在一些實施例中，水平軌道3丨藉由緊固在燃燒器2之 壁上而設置在燃燒器2之内。在其他實施例中，在檢測開 始時安裝水平軌道31。亦顯示的是垂直軌道32，其可係永 久性或臨時性安裝。在此實施例中，垂直軌道32自水平執 道31懸掛並藉由使用滑輪及輪子沿著水平軌道31移動，如 在此項技術中已知（未顯示通常藉由自動化系統1〇〇提供 滑輪及輪子之操作。自動化系統1〇〇可配備有其他操作模 式’諸如遙控操作。熟習此項技術者將可立即想像並瞭解 可用於執行該軌道系統之諸多迭代與組件。 自動化系統HM)通常適以使用在執行水牆技術之各種系 統。換句話說，自動化系統100不限於平面水牆、水平設 置之水牆或垂直設置之水牆。 a 通常，至少對於圖3之實施例係使用—校準例行程式。 換句話說，自動化系統⑽可使用—原點作爲參考。以此 方式，用於檢測點之位置資訊都清楚地有關並界定 解釋及使用該位置資訊可輕易地完成 人八腸管道15隨後的維 護0 131874.doc 200924861 位置資訊可藉由機械裝置（諸如藉由追蹤沿著該等執道 之輪子之旋轉)或藉由各種電子裝置(諸如藉由具有無線系 統之三角量測’或光學測距儀)導出。可使用在此項技術 中已知的該等或其他類型之測距設備。 可使用用於部署之各種其他技術。·，部I可藉由一 在燃燒器之底部部署之"剪式升降機"、藉由一在其上方之 起重機’藉由熟習此項技術者所知之任何其他技術。 在一些實施例中，自動化系統100經程式化以用於決定 ❹及跟隨之一者的清洗或檢測協定。例如，自動化系統100 可經程式化以百分之百覆蓋水牆管道15。在其他實施例 中，自動化系統100根據統計測試執行清洗與檢測中之至 少一者。在其他實施例中，自動化系統1〇〇係載入維護資 訊及歷史數據。自動化系統100可決定可能的故障點並執 行檢測，或在該等故障點執行另外的檢測。通常該自動化 系統100係配備以響應保持點或其他預定條件。例如，自 〇 動化系統100至少可臨時終止在一定條件下之操作、發出 警報、通訊（諸如發送SMS訊息（例如，發出測試結果代 碼））或執行一些其他的該等任務。 當然，一次可使用多於一個的自動化系統100。即，可 使用多個單元以减少清洗與檢測時間。在一些實施例中， 一單元執行清洗同時一第二單元跟著並執行檢測。在一般 實施例中’自動化系統100之使用提供大大地降低停運時 間（例如，大約90%)。 通常，自動化系統100經裝備以用於高溫操作。換句話 131874,doc 12 200924861 說，自動化系統適以在燃繞器2中之冷却周期期間使用， 在該等溫度之前手動檢測可正常發生。 熟習此項技術者將瞭解大量機械的、電機的、電的、光 學的及其他這種器件可有利地與該自動化系統1〇〇一起使 用，並支持水牆管道15之清洗與檢測中之至少_者。 可使用各種分析組件支持此處之教示，包括數位及/或 類比組件（諸如用於提供系統控制）。該等組件可具有子組 件’諸如處理器、儲存媒體、記憶體、輸入、輸出、通訊 ° 鍵路、使用者介面、軟體程式、信號處理器（數位或類比） 及其他該等組件（諸如電阻器、電容器、電感器等）以在此 項技術中很受歡迎的若干方式中之任何一者提供用於操作 及分析此處所揭示之該等裝置與方法。吾人認爲該等教示 可(但不需要)結合儲存在電腦可讀媒體上之一組電腦可執 行指令執行，而電腦可讀媒體包括記憶體（r〇Ms、 RAMs)、光學的（CD_R〇Ms)、或磁性的（碟片、硬碟機）、 〇 《當執行時使得電腦執行本發明之方法之任何其他類型的 電腦可讀媒體。該等指令可提供設備操作、控制、數據收 集和分析及其他認爲與系統設計者、所有者、使用者或其 他該等人^關之功能，除在本發財所描述以外的功 能。 雖然本發明已參考示範實施例而予以描述，熟習此項技 術者將瞭解在不脫離本發明範圍之情况下可做各種改變及 其元件可被均等物代替。此外，熟習此項技術者將明白許 多修改以在不脫離其主要範圍的情况下給本發明之教示調 131874.doc 13 200924861 適特別的工具、情况或材料。因此，意味本發明不限制所 揭示之特別實施例為經思量以實行本發明之最佳模式作 本發明將包括落在附加請求項範圍内之所有實施例。 【圖式簡單說明】 在詳細說明之完結處之請求項中尤其指出且清楚主張被 認爲係本發明之標的。結合附圖本發明之上述及其他特徵 和優點自以上詳細說明而明白： 圖1描述一具有水牆管道之先前技術之燃燒器之態樣； 圖2描述一用於清洗與檢測水牆管道之自動化系統之態 樣；及 圖3描述在一操作狀態中之該自動化系統的一實施例。 【主要元件符號說明】 2 燃燒室 7 排氣口 8 鍋爐鼓 9 下導管 10 蒸汽發生系統 15 水牆管道 17 入口集水管 31 水平軌道 32 垂直軌道 100 自動化系統 101 公共框架 110 移動模組 131874.doc -14- 200924861 120 130 150 160 清洗模組 檢測模組 處理資源 使用者介面 ❹ ❹ 131874.doc -15-

Claims (1)

1. 200924861 、申請專利範固： 一種自動化清洗與檢測系統，其包括： 道組件以用於沿著設置在-燃燒器中之水牆管 移動㈣、統、若干清洗組件以用於清洗該水牆管道， 及若干檢測組件以用於檢測該水牆管道； 其中該等移動組件、料清洗組件及料檢測組件係 經調整以用於自動化性能。 ❹

   2·如請求項H统，其中該等移動組件包括—軌道系 統、一剪式升降機及一起重機中之至少一者。 3·如請求項丨之系統，其中該等移動組件包括一馬達一 飼服機構、一軌道、一齒輪、一滑輪、一鏈條、—繩 索、—纜線、一傳動裝置、一電源、一測距設備、一位 置感測器及一介面中之至少一者。 4.如吻求項1之系統’其中該等清洗組件包括一刷子、一 研磨劑、一磨料喷射裝置、一液體噴射裝置、一化學製 品噴射裝置、一電源及一介面中之至少一者。 5 ·如°青求項1之系統’其中该等檢測組件包括用於非破壞 性測s式之設備。 6. 如請求項1之系統’其中該等檢測組件包括一照相機、 一光源、用於超音波測試之設備、用於X射線檢查之設 備、用於放射線檢查之設備、用於磁通測試之設備、用 於渴電流測試之設備、一電源及一介面中之至少一者。 7. 如請求項1之系統，進一步包括用於調整該自動化性能 之若干處理資源。 131874.doc 200924861 8. 9. 餹：項7之系統’其中該等處理資源包括-處理器、 二子媒體、一記憶體、一輸入、一輸出、一通訊鏈路、 源、一連接、一介面、一軟體程式、一數位信號處 里器及一類比信號處理器中之至少—者。 月求項1之系統，其中該等組件適以在溫環境中 使用。 Ο 月求項1之系統’其中該等組件係安裝至一公共框架 以沿著該等水牆管道之表面移動。 11. -種儲存在機H可讀媒體上之電腦程式產品，該產品包 括用於執行設置在-燃燒㈣之水牆fit的自動化清洗 與檢測的若干指令，該等指令包括用於下述之若干指 令： 相對於該水牆管道調整該系統之移動； 清洗該水牆管道；及 檢測該水牆管道。 12. 如請求項丨丨之電腦程式產品，進一步包括用於執行程式 化、監控、指示、校準、定位、開始及停止用於清洗與 檢測中之至少一者的設備中之至少一者之若干指令。 13. 如請求項11之電腦程式產品，進一步包括用於決定及跟 隨一協定中的至少一者之若干指令，該協定用於清洗與 檢測中之至少一者。 14. 如請求項11之電腦程式產品，進一步包括用於記錄檢測 數據之若干指令。 15. 如請求項11之電腦程式產品，進一步包括用於決定與提 I31874.doc 200924861 供位置資訊中之至少一者之若干指令。 16. —種用於清洗與檢測設置在一燃燒器之一 牆管道之方法，該方法包括： 選擇一用於清洗與檢測水牆管道之自動 設置該自動化系統使其與該水牆管道有 開始該自動化系統之操作。 表面上之水 糸統； ;及

   131874.doc