[发明专利]一体化火焰监测装置

说明书

技术领域

本发明属于气化炉结构设计技术领域，具体涉及一种一体化火焰监测装置。

背景技术

在煤化工、化工领域，在高温、高压反应器（或气化炉）上，火焰检测器一般安装在气化炉的顶部或者中下部，用于气化炉燃烧的监控。

在气化炉启炉点火、升温、升压过程中，燃烧过程主要依赖于火焰检测器的监控，即根据火焰检测器的信号进行气化炉工艺控制；由于气化炉反应温度高，炉内压力高，同时存在高温熔融渣，因此会影响到火焰检测器的检测效果。当气化炉负荷不稳定、燃烧产生波动时，火焰会发生一定的变化，将会影响并削弱火焰检测器的检测效果，甚至检测不到火焰信号，最终导致装置连锁停车。

气化炉正常运行过程中，由于炉内温度很高，达到1600－2000℃，因此采用热电偶直接测温存在极大的困难，如果能对炉内温度进行测量，并指导运行将极大提高气化炉反应的安全性、稳定性。

发明内容

本发明的目的是：针对现有高温、高压气化炉燃烧反应难以实时检测的问题，提出了一种在小视窗条件下对气化炉的燃烧进行实施监控，既能提供火焰的检测信号，又能提供火焰的图像和火焰温度，为气化炉的稳定运行提供可靠信号的一体化装置。

本发明的技术方案是：一体化火焰监测装置，它与反应器连接，并包括：小视窗接管、连接法兰、耐压元件、光谱分离器、火焰检测器、火焰检测器连接线、火焰图像信号输出线、火焰温度信号输出线、火焰温度测温器、高压隔离窗、火焰图像采集器以及一体化火焰监测分析器；

小视窗接管的直径为10-30mm，耐压元件采用耐高压石英玻璃，光谱分离器具有三个接口，其中水平方向有两个接口，第三个接口位于光谱分离器的下方；

在反应器上留有小视窗，小视窗接管一端与小视窗连接，另一端通过连接法兰连接耐压元件的一端，光谱分离器的一个水平接口与耐压元件的另一端连接，光谱分离器的下方接口与火焰图像采集器连接，火焰图像采集器的下方安有火焰温度测温器，火焰图像采集器与火焰温度测温器外套有高压隔离窗，光谱分离器的另一个水平接口通过管路与火焰检测器连接，火焰检测器、火焰温度测温器、火焰图像采集器分别通过火焰检测器连接线、火焰温度信号输出线、火焰图像信号输出线与一体化火焰监测分析器信号导通。

本发明的有益效果是：（1）通过本发明可以在小视窗的条件下，既能承受高压、高温，又能采集并传输出多种火焰监控信号。

（2）利用本发明能够通过对在小视窗上采集到火焰光谱信号进行处理，分别得到三种火焰监控信号，即紫外线或者红外线的火焰检测信号、火焰温度数值和火焰实时图形，并将三种火焰型号集成传输至控制系统；

（3）一体化火焰监测分析器可以对火焰图像进行分析处理，判断火焰强度（如分为小火、中火和大火）；可以利用火焰检测信号，进行报警设置。

附图说明

附图为本发明结构示意图；

其中，1-反应器、2-小视窗接管、3-连接法兰、4-耐压元件、5-光谱分离器、6-手动阀门、7-火焰检测器、8-火焰检测器连接线、9-火焰图像信号输出线、10-火焰温度信号输出线、11-火焰温度测温器、12-火焰图像采集器、13一体化火焰监测分析器。

具体实施方式

参见附图，一体化火焰监测装置，它与反应器1连接，它包括：小视窗接管2、连接法兰3、耐压元件4、光谱分离器5、火焰检测器7、火焰检测器连接线8、火焰图像信号输出线9、火焰温度信号输出线10、火焰温度测温器11、高压隔离窗、火焰图像采集器12以及一体化火焰监测分析器13；

小视窗接管2的直径为10-30mm，耐压元件4采用耐高压石英玻璃，光谱分离器5具有三个接口，其中水平方向有两个接口，第三个接口位于光谱分离器5的下方；

在反应器1上留有小视窗，小视窗接管一端与小视窗连接，另一端通过连接法兰3连接耐压元件4的一端，光谱分离器5的一个水平接口与耐压元件4的另一端连接，光谱分离器5的下方接口与火焰图像采集器12连接，火焰图像采集器12的下方安有火焰温度测温器11，火焰图像采集器12与火焰温度测温器11外套有高压隔离窗，光谱分离器5的另一个水平接口通过管路与火焰检测器7连接，火焰检测器7、火焰温度测温器11、火焰图像采集器12分别通过火焰检测器连接线8、火焰温度信号输出线10、火焰图像信号输出线9与一体化火焰监测分析器13信号导通；

为了方便火焰检测器7的拆装检测，在光谱分离器5与火焰检测器7之间的管路上安装一个手动阀门6，需要拆卸火焰检测器7时，利用手动阀门6将管路封闭，以保证安全。

本发明利用小视窗接管2采集到反应器1内的火焰信号，光谱分离器5根据不同光的波长区间进行分割，如紫外光波长为60－400nm、可见光波长为400－760nm，红外光波长为760－1200nm，通过光谱分离器5将不同光线进行分离，如分为紫外线光、红外线光和可见光；紫外线光、红外线光用于火焰检测，红外线可以用于火焰测温；可见光可以用于火焰图像成像，火焰温度测温器11、火焰图像采集器12、火焰检测器7将采集到的信息传送给一体化火焰监测分析器13，一体化火焰监测分析器13将信息处理得到三种信号，一是火焰检测信号（即火检，用于顺控连锁），二是火焰燃烧图像，三是火焰燃烧的温度。