[发明专利]线形扫描热点探测系统

说明书

本发明的背景

本发明涉及旋转换热式空气预热器中热点的探测。说得更具体一点，本发明涉及一种适用于改进的热点探测的扫描机构。

旋转的换热式空气预热器通常用来将熔炉排出的废气所含热量转移到进入的助燃空气中。在这种空气预热器中可能发生着火现象，在冷态起动时或者在热待机后起动时，是最常发生的。之所以发生这种着火现象，是因为燃料的不良燃烧造成废气中含有未燃烧或者只部分燃烧的燃料，凝积在空气预热器热交换元件上。随着进入空气预热器的温度不断增高，凝积物受到烘烤而形成一种像硬化的清漆的物质。这种烘烤发生在205-260℃(400-500°F)温度范围内，上述凝积物当温度升高到315-370℃(600-700°F)时便会燃烧起来。

上述燃烧现象往往是从凝积物的一个小的区域内开始的，设备操作人员经常可能没有意识到已经发生了着火现象。在燃烧的初始阶段，对外部的影响可能并不明显。凝积物独特地限制着燃气或空气的流动，以致于没有多少因燃烧产生的超量热量被带走。更有甚者，下游的流体混合最大程度地减小对外部的影响，从而掩盖了燃烧的存在。此外，燃烧所产生的热量被燃烧区域中的金属热传输元件所吸收。实际的温度增高过程可能是相当慢的。若能尽早地探测出热点，则用来急冷低于燃烧温度的空气预热器元件所需的水量就不会过大的。然而，如果没有早期的探测，空气预热器元件的表面就会继续增高温度，直到金属元件本身也可着火的程度。这一情况可能发生大约705℃(1300°F)，然后温度可能急速增高到1650℃(3000°F)以上，这仅是几分钟之内的事。上述的这种金属燃烧是自身持续的，因此需要大量的水来将温度降低到合理的水平。在上述情况下，除水以外的灭火器材，如二氧化碳之类，都是没有效果的，因为它们缺乏足够的冷却效应。

为了防止着火发生，现已研制出用于探测过热条件(热点)和报警的一些系统。这些探测系统最好采用一种红外线探测器或传感器，因为它的反应时间快，对背景温度的微小变化都很敏感。红外线系统的敏感度是可调的，但也可以设定，以便在探测到热点高于废气入口温度95-150℃(200-300 °F)时触发报警。

当前的热点探测系统一般都具有多个红外线传感器，以之用于监督空气预热器转动体上的热点。传感器安装在用于驱动传感器的一个传感器驱动装置上，以测量整个预热器转动体上的温度。传感器驱动装置一般从空气预热器的中心部位伸出到其外缘。通常二至四个均匀隔开布置的旋臂从驱动装置伸出来。每个旋臂上都装有一个红外线传感器，用来感受热点。所需旋臂和传感器的数目，通常是直接依照预热器的大小规格来调整的。每个旋臂按大约180°的弧形路径带动相应的传感器，以达到转动体半径的整个覆盖面。传感器和传感器驱动装置组件，包括传感器驱动装置的驱动电机和带通道，都是通过空气预热器冷端中心部位的边加以标准安装的。

传感器驱动装置所需的驱动机构、操纵杆、联杆和旋臂，可能在空气预热器内部占据相当大的空间。常规传感器驱动装置所需的空间通常对各个结构部件造成妨碍，例如对空气导管用的管子托架。这种妨碍带来的后果是，相对于空气预热器元件来说，传感器的占用净空小于最佳要求。传感器距加热元件的最近距离大约为30-40英寸，这取决于其上安装有驱动机构的中心部位的高度。

此外，支撑和驱动传感器的驱动电机、挠性导管和通道，都安置在预热器的中心部位。上述部位在预热器中心部位中的位置，使得工作条件受限制，在对传感器驱动装置和传感器头进行维修伺服时，会带来困难。

现在的热点探测系统可能显示出几个操作上的不足之处。传感器的呈弯曲状的弧形行程造成横越转动体表面的无用运动。此外，为带动传感器经过整个转动体覆盖面所需的驱动装置、联杆和旋臂的数目，可能导致现今热点探测系统的可靠性降低。

本发明的要点

简言之，本发明提出的线形扫描热点探测系统有一个线形轨道装置，它通常从转动体腔的中心伸向其外缘。轨道装置最好支承两个小车装置以适用于在其上的线形运动。在空气预热器的外壁上安置的驱动机构使上述小车装置可在转动体腔的中心部位和周缘部位之间来回运行。每个小车装置支撑着一个单的红外线传感器装置头，以之用于探测空气预热器转动体上的各热点。两个小车装置的线性往复运动可以导致对旋转的空气预热器转动体的覆盖面的探测完整遍及范围。