一种在线监测锅炉燃烧火焰形态的装置及方法与流程

本发明属于火焰监测设备，尤其涉及一种在线监测锅炉燃烧火焰形态的装置及方法。

背景技术：

1、对于大型火电厂燃煤锅炉而言，锅炉的最低稳燃能力是制约机组调峰深度的关键因素。燃烧器火焰图像是对炉内火焰状态最直接的反映，通过掌握每个燃烧器的火焰状态，可以精准判断炉内火焰的燃烧情况，从而指导锅炉低负荷的运行调整。

2、深度调峰背景下，锅炉负荷需调整到额定负荷的20％～30％，甚至更低,且锅炉的燃烧工况远低于设计的最低稳定运行负荷，导致炉膛火焰燃烧的温度骤降，煤粉难以快速着火，加上受到煤质、配风和设备等因素的影响，使得火焰难以保持稳定燃烧。然而，现有火焰燃烧监测的智能化手段又较为缺乏，运行人员无法有效掌握低负荷下火焰的燃烧状态，只能通过牺牲火电机组的调峰能力，避免炉膛熄火、灭火等重大安全事故的发生。事实上，火电机组深度调峰的重点和难点在于锅炉，而锅炉的重点在于燃烧，特别是在使用劣质煤、经济煤等煤质掺烧的情况下，进一步恶化了稳燃问题。不稳定的火焰会引发燃烧效率降低、烟气热分布不均、nox排放增高和飞灰含碳量增大等燃烧问题，还会增加炉壁热应力和振动。因此，监测燃烧器火焰燃烧情况，对提高锅炉的整体燃烧效率和稳定运行能力具有重要意义。

3、目前我国电站锅炉采用的火焰检测器是以ce为代表的可见光光敏元件和以forney为代表的红外光敏元件的检测器，两种检测器均是通过火焰的脉动幅值和脉动频率来检测火焰的有无，在锅炉燃烧在负荷大于50％额定负荷工况下的检测是非常稳定的，但在深度调峰下，由于锅炉负荷及配风的变化，尤其是我国电站燃煤锅炉煤种变化较大，引起着火焰形状发生跳动，以及火焰区发生漂移，影响燃烧稳定性，而传统的检测设备通过红外光进行检测，无法有效检测火焰形状，致使检测结果不精准，缺乏判断燃烧稳定性的手段，无法实现自动分析，对于要实现低负荷下的自动稳燃控制形成了较大阻碍，也给低负荷下锅炉的安全稳定运行带来了诸多困难。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种在线监测锅炉燃烧火焰形态的装置及方法,以解决传统火焰监测设备无法检测火焰形状进而产生误判的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

3、本技术的一些实施例中，提供了一种在线监测锅炉燃烧火焰形态的装置，包括：

4、燃烧室，所述燃烧室内部设有燃烧腔，且在燃烧室侧壁上设有通孔；

5、点火部件，所述点火部件设于燃烧室底部，其与燃烧室之间为固定连接；

6、出气部件，所述出气部件设于燃烧室顶部，其与燃烧室之间为固定连接；

7、观察部件，所述观察部件设于燃烧室外部，其观察端置于燃烧室的通孔内，其与点火部件位置相对应；

8、隔热部件，所述隔热部件设于燃烧室通孔一侧的内壁上，其与燃烧室之间为固定连接；

9、控制部件，所述控制部件分别与点火部件、观察部件电性信号连接；

10、通过观察部件对燃烧室内火焰燃烧形状进行观察，并将检测信息转换为相应的信号反馈至控制部件中，通过控制部件进行查看和处理分析。

11、本技术的一些实施例中，观察部件为组合式结构，包括：

12、探测部件，所述探测部件的探测端置于燃烧室的通孔内，其与燃烧室侧壁相连接；

13、冷却部件，所述冷却部件设于探测部件上，其与探测部件之间为固定连接，其与控制部件电性信号连接；

14、呈像部件，所述呈像部件与探测部件相连接；

15、转换部件，所述转换部件与呈像部件电性信号连接，且与控制部件电性信号连接。

16、本技术的一些实施例中，探测部件为组合式结构，包括：

17、第一壳体部件，所述第一壳体部件内部设有第一腔室，其两端为开口式结构；

18、物镜部件，所述物镜部件设于第一壳体部件的一端，其与第一壳体部件之间为固定连接；

19、第一透镜部件，所述第一透镜部件设于第一腔室内，其与第一壳体部件之间为固定连接，其与物镜部件之间存在间距；

20、第二透镜部件，所述第二透镜部件设于第一腔室内，其与第一壳体部件之间为固定连接，其与第一透镜部件之间存在间距；

21、第三透镜部件，所述第三透镜部件设于第一腔室内，其与第一壳体部件之间为固定连接，其与第二透镜部件之间存在间距；

22、连接部件，所述连接部件设于第一壳体部件上，其与第一壳体部件之间为固定连接，且与燃烧室侧壁相连接。

23、本技术的一些实施例中，冷却部件为一体式结构，包括：

24、第二壳体部件，所述第二壳体部件内部设有第二腔室，其顶部设有出料端，底部设有进料端，所述第二壳体部件与第一壳体部件之间为固定连接。

25、本技术的一些实施例中，呈像部件为组合式结构，包括：

26、第三壳体部件，所述第三壳体部件内部设有第三腔室，其与连接部件相连接；

27、所述第三腔室一侧设有呈像孔，其顶部设有出气口，底部设有进气口；

28、第一支撑部件，所述第一支撑部件设于第三腔室内，其与第三壳体部件之间为固定连接；

29、相机部件，所述相机部件设于第一支撑部件上，其与第一支撑部件之间为固定连接。

30、本技术的一些实施例中，还包括：滑动部件，所述滑动部件设于观察部件底部，其与观察部件相连接；

31、滑动部件包括：

32、滑车部件，所述滑车部件底部设有滑轮部件，其顶部设有滑槽；

33、滑板部件，所述滑板部件设于滑车部件顶部，其与滑槽相连接；

34、伸缩部件，所述伸缩部件设于滑车部件顶部，其伸缩端与滑板部件相连接；

35、第二支撑部件，所述第二支撑部件设于滑板部件上，其一端与滑板部件相连接，另一端与观察部件相连接。

36、本技术的一些实施例中，还包括：卡紧部件，所述卡紧部件设于燃烧室的通孔处；

37、卡紧部件包括：

38、滑动腔，所述滑动腔设于燃烧室上，其与通孔相贯通，所述滑动腔侧壁上设有呈对称布置的限位槽；

39、转动腔，所述转动腔设于滑动腔上，其顶部和底部设有环形槽；

40、移动部件，所述移动部件设于滑动腔内，其上设有限位块；

41、所述限位块与限位槽滑动连接；

42、驱动部件，所述驱动部件设于转动腔内，其上设有凸起块；

43、所述凸起块与环形槽滑动连接；

44、第一卡位部件，所述第一卡位部件设于移动部件上，其与移动部件之间为固定连接；

45、第二卡位部件，所述第二卡位部件设于第一壳体部件上，其与第一壳体部件之间为固定连接，其上设有卡位槽。

46、本技术的一些实施例中，第一卡位部件为弧形结构，其底部设有齿牙槽，相对应的在卡位槽中设有齿牙结构。

47、本技术的一些实施例中，一种在线监测锅炉燃烧火焰形态的方法，包括以下步骤：

48、1)在燃烧室上开设便于观察火焰形状的通孔；

49、2)通过推动滑车部件到达指定位置，通过启动伸缩部件使探测部件伸入通孔内，到达指定位置；

50、3)通过探测部件接收火焰的形状信息，火焰图像信息经物镜部件、第一透镜部件、第二透镜部件和第三透镜部件传至相机部件中，由相机部件进行信息接收，并通过转换部件将信息转换为电信号，并反馈至控制部件中；

51、4)由控制部件将图像信息进行显示，并通过显示装置显示当前火焰形状信息，并进行记录。

52、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过采用观察部件对准火焰区，通过探测部件收集火焰形状图像信息，并反馈至呈像部件中，通过控制部件进行查看处理分析，得出当前火焰形状信息，从而达到实时监测的效果，通过增设滑动部件，便于观察部件与燃烧室的连接，同时便于对观察部件的更换和维护，通过增设卡紧部件，避免由于燃烧室内部扰流导致探测部件受其影响，不仅提高了整体设备的稳定性，且提高了监测的精准度。