本發(fā)明涉及鍋爐燃燒技術(shù)，具體是一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)：

在每年發(fā)生的鍋爐爆炸事故中，中小型燃?xì)庹羝仩t占絕大部分，主要原因之一就是由于鍋爐嚴(yán)重缺水干燒后操作人員操作不當(dāng)所致。這些鍋爐的爆炸事故里，既有操作失當(dāng)?shù)脑颍灿性O(shè)備不完善的原因。

采用類似影像爐膛火焰監(jiān)視系統(tǒng)等技術(shù)來(lái)防控鍋爐干燒，對(duì)于中小型鍋爐系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，成本過(guò)于昂貴?，F(xiàn)有的中小型鍋爐多通過(guò)水位調(diào)節(jié)和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)來(lái)防干燒，其中，水位調(diào)節(jié)時(shí)用到的水位控制器主要有浮球式、電極式、電容式和溫感式四種。由于常出現(xiàn)“假液位”現(xiàn)象，溫感式水位控制器的可靠性要高于其它三種水位控制器，且成本低，因而得到廣泛采用。

但現(xiàn)有的溫感式水位控制器測(cè)溫方式單一，具有一定的缺陷。如CN 2302476 Y公開的一種溫感式鍋爐極限水位自動(dòng)報(bào)警保護(hù)裝置，提出通過(guò)溫度傳感器測(cè)量鍋內(nèi)溫度，再將該溫度與設(shè)定溫度做比較來(lái)判斷水位，該裝置在水質(zhì)較差爐內(nèi)水垢較多的情況下，爐內(nèi)工況會(huì)偏離設(shè)計(jì)工況，預(yù)先設(shè)定的溫度將不再適用而會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)漏報(bào)。又如CN 201589253U 公開的一種防干燒立式鍋爐，提出直接測(cè)量立式鍋爐爐膽頂部金屬溫度的變化，從而將溫度訊號(hào)直接傳遞給外部的超溫報(bào)警裝置并顯示，當(dāng)金屬表面的溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，判斷此時(shí)鍋爐已處于缺水狀態(tài)，但該裝置在使用時(shí)，參比溫度是按照額定壓力下的條件設(shè)定的，而爐膽的正常壁溫隨爐內(nèi)蒸汽壓力變化而改變，所以單一的壁溫測(cè)量，缺乏對(duì)缺水事故工況的準(zhǔn)確判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)裝置及方法，其可靠性更高，能實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油、燃?xì)忮仩t及時(shí)精準(zhǔn)的防干燒保護(hù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)裝置，包括控制鍋爐運(yùn)行的主控器，主控器控制連接有報(bào)警器和執(zhí)行器，執(zhí)行器控制連接鍋爐的燃燒器、水泵和給水電磁閥，其還包括用于測(cè)量鍋爐內(nèi)飽和蒸汽壓力的壓力傳感器、用于測(cè)量鍋爐內(nèi)蒸汽溫度的第一溫度傳感器、用于測(cè)量鍋爐煙道中煙氣溫度的第二溫度傳感器和用于測(cè)量鍋爐內(nèi)水溫度的第三溫度傳感器，壓力傳感器輸出連接有將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成溫度信號(hào)的壓力信號(hào)處理器，第一、第二和第三溫度傳感器連接至一溫度信號(hào)處理器，壓力信號(hào)處理器和溫度信號(hào)處理器與主控器連接。

進(jìn)一步的，壓力傳感器安裝在鍋爐蒸汽出口的管道上。

進(jìn)一步的，第一溫度傳感器和第三溫度傳感器安裝在鍋爐介質(zhì)出口的管道上。

一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)方法，其包括如下步驟：

步驟a：設(shè)置測(cè)量鍋爐內(nèi)飽和蒸汽壓力的壓力傳感器、測(cè)量鍋爐內(nèi)蒸汽溫度的第一溫度傳感器、測(cè)量鍋爐煙道中煙氣溫度的第二溫度傳感器和測(cè)量鍋爐內(nèi)水溫度的第三溫度傳感器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接壓力信號(hào)處理器，壓力信號(hào)處理器輸出連接鍋爐的主控器，第一、第二和第三溫度傳感器的信號(hào)輸出端連接溫度信號(hào)處理器，溫度信號(hào)處理器輸出連接鍋爐的主控器，主控器預(yù)設(shè)一個(gè)觸發(fā)報(bào)警的設(shè)定值。

步驟b：壓力信號(hào)處理器計(jì)算壓力傳感器所測(cè)的壓力信號(hào)對(duì)應(yīng)的溫度值并將溫度值發(fā)送至主控器作為蒸汽參考溫度，溫度信號(hào)處理器處理第一、第二和第三溫度傳感器所測(cè)的溫度信號(hào)后發(fā)送至主控器，主控器將第三溫度傳感器所測(cè)的溫度設(shè)為熱水參考溫度。

步驟c：主控器計(jì)算蒸汽參考溫度與第二溫度傳感器所測(cè)的煙氣溫度間的溫度差作為第一溫度差，主控器計(jì)算蒸汽參考溫度與第一溫度傳感器所測(cè)的蒸汽溫度間的溫度差作為第二溫度差，主控器計(jì)算熱水參考溫度與第二溫度傳感器所測(cè)的煙氣溫度間的溫度差作為第三溫度差。

步驟d：主控器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一、第二和第三溫度差隨鍋爐運(yùn)行時(shí)間的變化，當(dāng)?shù)谝?、第二和第三溫度差中的至少一個(gè)溫度差隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于觸發(fā)報(bào)警的設(shè)定值時(shí)，主控器判定此時(shí)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)為干燒狀態(tài)，發(fā)送報(bào)警信號(hào)至報(bào)警器報(bào)警，且發(fā)送操作指令至執(zhí)行器，執(zhí)行器控制鍋爐的燃燒器、水泵和給水電磁閥停機(jī)/ 關(guān)閉。

進(jìn)一步的，步驟d中主控器判定鍋爐為干燒狀態(tài)的具體過(guò)程包括如下步驟：

步驟d1：判斷第一溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則進(jìn)入步驟d2。

步驟d2：判斷第二溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則進(jìn)入步驟d3。

步驟d3：判斷第三溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則跳回步驟d1。

本方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃油、燃?xì)忮仩t及時(shí)精準(zhǔn)的防干燒保護(hù)，其通過(guò)飽和蒸汽壓力轉(zhuǎn)換成飽和蒸汽溫度來(lái)作為參考溫度，使得參考溫度隨鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的變化而及時(shí)變化，因此參考溫度的準(zhǔn)確性不受鍋爐結(jié)垢和鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化的影響。本方案還通過(guò)測(cè)量鍋爐內(nèi)水的溫度作為參考溫度，使得參考溫度隨鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的變化而及時(shí)變化，因此參考溫度的準(zhǔn)確性不受鍋爐結(jié)垢和鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化的影響。本方案無(wú)需改動(dòng)鍋爐的原系統(tǒng)，只需在鍋爐蒸汽出口管道、介質(zhì)出口管道和煙道上增設(shè)傳感器的測(cè)量點(diǎn)，方便在已運(yùn)行的鍋爐上實(shí)施本方案。本方案既能單獨(dú)實(shí)施，又能結(jié)合現(xiàn)有的水位控制和保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施，其采用兩種溫度差比較的方法實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地判斷鍋爐是否處于干燒狀態(tài)，在鍋爐自帶的水位控制和保護(hù)系統(tǒng)失靈時(shí)，能起到安全保護(hù)的作用，準(zhǔn)確控制鍋爐是否應(yīng)及時(shí)停爐，有效預(yù)防由于鍋爐干燒引起的爆炸等事故。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例一：

一種用于燃油、燃?xì)忮仩t的防干燒保護(hù)裝置，其壓力傳感器1用于測(cè)試鍋爐內(nèi)的飽和蒸汽壓力，其第二溫度傳感器3用于測(cè)量鍋爐煙道中煙氣的溫度。在鍋爐蒸汽出口的管道上設(shè)置壓力傳感器1測(cè)得壓力信號(hào)；第二溫度傳感器3的探頭部分處于煙道中測(cè)得數(shù)據(jù)信號(hào)。壓力傳感器1將測(cè)得的壓力信號(hào)發(fā)送至壓力信號(hào)處理器5，壓力信號(hào)處理器5根據(jù)飽和蒸汽壓力與溫度間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成溫度值，該溫度值設(shè)為蒸汽參考溫度發(fā)送至主控器7。第二溫度傳感器3所測(cè)的溫度信號(hào)發(fā)送至溫度信號(hào)處理器6進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的煙氣溫度發(fā)送至主控器7。主控器7對(duì)蒸汽參考溫度和煙氣溫度進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到二者的溫度差，主控器7預(yù)設(shè)一個(gè)設(shè)定值，當(dāng)這個(gè)溫度差隨時(shí)間逐漸增大并大于設(shè)定值時(shí)，主控器7判定鍋爐處于干燒狀態(tài)，發(fā)送信號(hào)至報(bào)警器8進(jìn)行低水位報(bào)警的同時(shí)也發(fā)送至執(zhí)行器9，執(zhí)行器9立即向燃燒器、水泵（補(bǔ)水泵、循環(huán)水泵等）、給水電磁閥等發(fā)出停機(jī)/ 關(guān)閉指令，從而達(dá)到防干燒保護(hù)目的。

實(shí)施例二：

主控器7通過(guò)計(jì)算鍋爐內(nèi)的蒸汽溫度和實(shí)施例一中的蒸汽參考溫度來(lái)判斷干燒情況。具體是按實(shí)施例一設(shè)置壓力傳感器1和壓力信號(hào)處理器5，此外，采用第一溫度傳感器2用于測(cè)量鍋爐內(nèi)的蒸汽溫度，第一溫度傳感器2設(shè)置在鍋爐介質(zhì)出口的管道上測(cè)得溫度信號(hào)，第一溫度傳感器2所測(cè)的溫度信號(hào)發(fā)送至溫度信號(hào)處理器6進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的蒸汽溫度發(fā)送至主控器7。主控器7對(duì)蒸汽參考溫度和蒸汽溫度進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到二者的溫度差。當(dāng)鍋爐處于較嚴(yán)重的干燒狀態(tài)時(shí)，鍋爐內(nèi)的飽和蒸汽會(huì)因吸熱量過(guò)多而逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，由于過(guò)熱蒸汽吸熱量增加會(huì)造成蒸汽溫度的上升，此時(shí)的溫度差會(huì)隨時(shí)間逐漸增大。主控器7預(yù)設(shè)一個(gè)設(shè)定值，當(dāng)溫度差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，主控器7判定鍋爐處于嚴(yán)重干燒狀態(tài)，發(fā)送信號(hào)至報(bào)警器8進(jìn)行嚴(yán)重缺水的報(bào)警，同時(shí)也發(fā)送至執(zhí)行器9，執(zhí)行器9及時(shí)向燃燒器、水泵（補(bǔ)水泵、循環(huán)水泵等）、給水電磁閥等發(fā)出停機(jī)/ 關(guān)閉指令，防止鍋爐操作人員貿(mào)然向鍋爐進(jìn)水而發(fā)生鍋爐爆炸事故。

實(shí)施例三：

采用第三溫度傳感器4測(cè)量鍋爐內(nèi)的水溫，第三溫度傳感器4設(shè)置在鍋爐介質(zhì)出口的管道上測(cè)得溫度信號(hào)，采用實(shí)施例一中的第二溫度傳感器3 測(cè)量鍋爐煙道中煙氣的溫度，第二溫度傳感器3和第三溫度傳感器4所測(cè)得的溫度信號(hào)經(jīng)溫度信號(hào)處理器6進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至主控器7。以第三溫度傳感器4所測(cè)得的溫度值為設(shè)為熱水參考溫度，主控器7對(duì)熱水參考溫度和煙氣溫度進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到二者的溫度差。當(dāng)鍋爐處于干燒狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的溫度差會(huì)隨時(shí)間逐漸增大。主控器7預(yù)設(shè)一個(gè)設(shè)定值，當(dāng)溫度差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，主控器7判定鍋爐處于干燒狀態(tài)，發(fā)送信號(hào)至報(bào)警器8進(jìn)行低水位報(bào)警，同時(shí)也發(fā)送至執(zhí)行器9，執(zhí)行器9及時(shí)向燃燒器、水泵（補(bǔ)水泵、循環(huán)水泵等）、給水電磁閥等發(fā)出停機(jī)/ 關(guān)閉指令。

上述三個(gè)實(shí)施例既可以單獨(dú)實(shí)施，又可以相互補(bǔ)充進(jìn)行多重保護(hù)，提高可靠性。如將上述三個(gè)實(shí)施例結(jié)合，進(jìn)行三重保護(hù)，那么主控器7可以按一定的優(yōu)先順序?qū)崟r(shí)不間斷地進(jìn)行干燒狀態(tài)判斷，設(shè)蒸汽參考溫度與煙氣溫度間的溫度差為第一溫度差，設(shè)蒸汽參考溫度與蒸汽溫度間的溫度差為第二溫度差，設(shè)熱水參考溫度與煙氣溫度間的溫度差為第三溫度差，具體過(guò)程可以按如下三個(gè)步驟執(zhí)行：

步驟d1：判斷第一溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則進(jìn)入步驟d2。

步驟d2：判斷第二溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則進(jìn)入步驟d3。

步驟d3：判斷第三溫度差是否隨運(yùn)行時(shí)間逐漸增大且不小于設(shè)定值，若是則判定為干燒狀態(tài)，若不是則跳回步驟d1。

本方案可單獨(dú)運(yùn)用到生產(chǎn)中，也可作為現(xiàn)有常規(guī)水位控制和保護(hù)裝置的一個(gè)補(bǔ)充，以起到多重保護(hù)的作用，提高可靠性。

對(duì)自帶測(cè)量爐內(nèi)壓力和溫度的傳感器組的鍋爐，本方案中的壓力傳感器1、第一溫度傳感器2和第三溫度傳感器4可以采用鍋爐自帶的傳感器組替代。在正常工況下，上述三個(gè)溫度差應(yīng)為0℃，考慮測(cè)量誤差，可以認(rèn)為溫度差小于某一設(shè)定值時(shí)鍋爐處于正常運(yùn)行工況。