专利名称：基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测技术与自动化装置领域，用于电站锅炉空气预热器的热点检 测，涉及一种基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测装置。
背景技术：
回转式空预器是火力发电机组中重要的换热设备，它的作用是提高锅炉燃烧系统 的空气温度，降低排烟温度，减少排烟热损失，起到节能、降耗、提高机组出力的作用。在实 际运行过程中，由于自身结构的原因，空预器有发生自燃的隐患。当未充分燃烧的燃料附着 在空预器的蓄热元件上，随着温度的升高，沉积物即被烘干并形成热点。当空预器内蓄热元 件温度继续上升至700°C以上时，热点随之扩大并熔蚀蓄热元件，导致空预器起火。空预器 发生再燃烧时，轻则半侧机组停运，重则会造成空预器严重损毁并导致机组长期停运，由此 产生的损失巨大。因此1994年我国在电力行业标准中就规定了 “在单机容量为200MW及 以上的发电厂应设置空气预热器的火灾自动报警装置。设置空气预热器热点检测装置可以 尽早发现火情，采取有效控制措施，使火灾的危害减少到最小程度，给企业创造巨大经济效益。目前投入使用的空预器热点检测装置均采用移动式结构，即测温传感器以移动的 方式对空预器的温度场进行往复式检测。在空预器运行过程中，由于其内部环境极其恶劣 高温度、高灰尘和高腐蚀，移动式热点检测装置容易发生机构“卡死”故障，一旦机构“卡 死”，将影响系统的投运率。另外当空预器存在热点时，由于移动式结构本身的特点导致检 测热点时间较长，因此这种检测方式存在一定的检测滞后问题，如果滞后严重会失去尽早 发现热点的最佳时机。因此提高系统投运率和缩短热点检测时间是空气预热器热点检测装 置要解决的重要问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测装 置，解决了现有移动式热点检测装置机械故障多、检测数据严重滞后的问题。本实用新型采用的技术方案是，一种基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测 装置，包括机械部分和电气部分，所述机械部分包括横梁，横梁跨接在转子转轴和炉壁之间，在横梁一端设置有主 箱体，主箱体上固定有驱动电机，在横梁上设置有多组支撑架，每个支撑架上安装有一组红 外阵列传感器，每组红外阵列传感器上对应设置有一保护盖板，各个保护盖板通过保护盖 板转轴与驱动电机传动连接，红外阵列传感器外套与冷却水管的进水管和出水管相连，红 外阵列传感器的吹气管道与吹气管相连；所述电气部分包括控制器，电气部分包括控制器，控制器与红外阵列传感器、触摸 屏、DCS、数字开关量�？椤⒛Ｄ饬磕？榉直鹆樱挚亓磕？橛爰觳饪刂瓶亓樱� 拟量�？橛肴鹊缗剂�。[0008]本实用新型的热点检测装置，其特征还在于所述触摸屏通过TCP/IP Modbus协议与控制器连接。本实用新型的热点检测装置，结构简单故障率低，能够实时检测热点，具有判警准 确度高，火情判别时间短，安装、操作简便。
图1是本实用新型的热点检测装置结构示意图；图2是本实用新型的热点检测装置结构示意图；图3是本实用新型的热点检测装置结构示意图；图4是本实用新型检测装置的电气部分结构框图。图中，1.横梁，2.红外阵列传感器，3.保护盖板，4.保护盖板转轴，5.支撑架， 6.驱动电机，7.主箱体，8.冷却水管，9.吹气管，10.电缆管，11控制器，12.触摸屏、 13. DCS, 14.热电偶，15.数字开关量模块，16.模拟量�？椋�17.检测控制开关。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型装置包括机械部分和电气部分。参照图1、图2和图3，本实用新型装置的机械部分安装在空气预热器的冷空气入 口处，该机械部分的结构是，由横梁1、红外阵列传感器2、保护盖板3、保护盖板转轴4、支撑 架5、驱动电机6、主箱体7、冷却水管8、吹气管9及电缆管10组成。其中横梁1跨接在转 子转轴和炉壁之间，在横梁1 一端设置有主箱体7，主箱体7上固定有驱动电机6，在横梁1 上设置有多组支撑架5，每个支撑架5上安装有一组红外阵列传感器2，横梁1和支撑架5 用来承载红外阵列传感器2，每个支撑架5上还设置有一保护盖板3，每组红外阵列传感器 2上还对应设置有一保护盖板3，保护盖板3在本实用新型装置不投入工作时对红外阵列传 感器2起保护作用，各个保护盖板3通过保护盖板转轴4与驱动电机6传动连接，用来控制 保护盖板3打开和关闭；红外阵列传感器2外套与冷却水管8的进水管和出水管相连，冷却 水管8用来给红外阵列传感器2接通冷却水进行降温，保证红外阵列传感器2内部电路正 常工作；红外阵列传感器2的吹气管道与吹气管9相连，吹气管9用来清扫红外阵列传感器 2镜头上的灰尘，保证检测精度；红外阵列传感器2所需要的电缆通过电缆管10铺设包裹， 包括供电电缆和控制电缆，对所有电缆起到保护作用。保护盖板3通过保护盖板转轴4由 驱动电机6控制转动，在本实用新型装置不投入工作时，保护盖板3处在关闭状态，对红外 阵列传感器2起保护作用，当本实用新型装置投入工作时，保护盖板3处在打开状态，红外 阵列传感器2正常测量。如图4所示，本实用新型的电气部分结构是，电气部分包括控制器11，控制器11与 红外阵列传感器2、触摸屏12、DCS 13、数字开关量�？�15、模拟量�？�16分别连接，数字 开关量�？�15与检测控制开关17串联连接，模拟量�？�16与热电偶14连接。信号传输以Modbus总线方式实现，触摸屏12通过TCP/IP Modbus协议与控制器 11连接，用来显示系统状态和故障，并可用来设置系统参数。控制器11是电气装置的核心 部件，其主要完成热点判断，信号处理，数据记录、故障判断及控制命令产生。利用其以太网口和串口分别实现了与触摸屏12、数字开关量�？�15、模拟量模块16及红外阵列传感器2 的通讯连接。数字开关量�？�15实现了开关量信号到Modbus通讯数据或Modbus通讯数 据到开关量信号的转换，配合检测控制开关17 (开关量传感器)完成系统冷却水状态、保护 盖板3状态的检测，并能实现保护盖板3状态和吹扫电磁阀启停的控制。模拟量�？�16主 要完成热电偶14测量信号的变送。电气装置主要完成火灾报警、温度信号采样、温度信号处理、数据存储、保护盖板 控制、吹扫控制、与DCS通信、系统状态检测及系统故障报警等功能，其中火灾判断、温度信 号处理、数据存储、故障判断及控制指令产生由控制器11实现；系统状态、故障显示和参数 设置由嵌入式触摸屏实现；温度信号采样由红外阵列传感器和热电偶实现；系统状态检测 和吹扫装置启停由检测控制开关实现；数据传输由Modbus总线实现。本发明的空气预热器热点检测装置的工作流程是第一，给红外阵列传感器2和热电偶14供电，使其处在正常状态，开启冷却装置、 吹扫装置，并使电气装置启动运行；第二，当空气预热器运行温度超过某个温度值时，热点检测装置的保护盖板3打 开，红外阵列传感器2开始测量空预器转子温度；第三，红外阵列传感器2将温度信号通过Modbus总线传送给控制器11 ；热电偶14 的温度信号经模拟量�？�16信号调理变送后，通过Modbus总线传送给控制器11 ；第四，控制器11接收到温度信号后，根据判警算法判断是否存在热点，并对数据 进行存储。第五，控制器11将判断结果一方面传送给触摸屏12，另一方面，通过DCS 13传送 给外部接口，方便其它设备读取相关数据。本实用新型的热点检测装置，结构简单故障率低，能够实时检测热点，具有判警准 确度高，火情判别时间短，安装、操作简便。适用于300丽、600丽及1000MW机组的空气预热 器热点检测。
权利要求一种基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测装置，包括机械部分和电气部分，其特征在于，所述的机械部分包括横梁(1)，横梁(1)跨接在转子转轴和炉壁之间，在横梁(1)一端设置有主箱体(7)，主箱体(7)上固定有驱动电机(6)，在横梁(1)上设置有多组支撑架(5)，每个支撑架(5)上安装有一组红外阵列传感器(2)，每组红外阵列传感器(2)上对应设置有一保护盖板(3)，各个保护盖板(3)通过保护盖板转轴(4)与驱动电机(6)传动连接，红外阵列传感器(2)外套与冷却水管(8)的进水管和出水管相连，红外阵列传感器(2)的吹气管道与吹气管(9)相连；所述的电气部分包括控制器(11)，控制器(11)与红外阵列传感器(2)、触摸屏(12)、DCS (13)、数字开关量�？�(15)、模拟量模块(16)分别连接，数字开关量�？�(15)与检测控制开关(17)连接，模拟量�？�(16)与热电偶(14)连接。
2.根据权利要求1所述的热点检测装置，其特征在于所述触摸屏(12)通过TCP/ IPModbus协议与控制器(11)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于红外阵列传感器的空气预热器热点检测装置，包括机械部分和电气部分，机械部分包括横梁，横梁跨接在转子转轴和炉壁之间，在横梁一端的主箱体上固定有驱动电机，在横梁上设置有多组支撑架，每个支撑架上安装有一组红外阵列传感器和一保护盖板，保护盖板通过保护盖板转轴与驱动电机传动连接，红外阵列传感器外套与冷却水管的进水管和出水管相连，红外阵列传感器的吹气管道与吹气管相连；所述的电气部分包括控制器，控制器与红外阵列传感器、触摸屏、DCS、数字开关量�？�、模拟量�？榉直鹆樱挚亓磕？橛爰觳饪刂瓶亓樱Ｄ饬磕？橛肴鹊缗剂印１臼涤眯滦妥爸茫峁辜虻ス收下实停鹎榕斜鹗奔涠�。
文档编号G01J5/12GK201628579SQ200920318539
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者吴军军, 宋念龙, 李琦, 梁炎明 申请人:西安理工大学
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