一種高溫成像裝置在噴煤加熱爐中的應用

摘 要：在傳統的加熱爐運行過程中是采用火焰檢測器來判斷爐內煤粉的燃燒情況，這種觀測不能夠準確地判斷爐內的實際燃燒情況，因此會帶來嚴重的安全隱患。文章探討并分析了一種高溫成像裝置在噴煤加熱爐中的具體的應用，通過實際操作應用達到了能清晰直觀的反映加熱爐實際運行狀態的效果，從而為操作人員提供了準確的控制依據。

關鍵詞：高溫成像裝置；噴煤加熱爐；引用

現有的噴煤制粉系統中，磨機磨煤時需要對原煤進行加熱、干燥，加熱爐是產生熱風的主要設備。由于加熱爐采用焦爐煤氣、高爐煤氣在爐內燃燒，產生熱風加熱原煤來滿足磨煤的生產需要，如果操作人員對點火槍及爐內燃燒情況判斷不清，其危險性很大，將可能帶來嚴重的生產和安全事故。而采用火焰檢測器檢測很難直觀和準確的判斷爐內實際的燃燒情況，這就給安全生產帶來很大隱患。

分析：如果能直接將加熱爐內實時情況反饋給操作人員，由操作人員直接進行觀察、判斷。所以需要一種能夠直接對加熱爐內的燃燒火焰進行時時監控的成像裝置，并且保護攝像裝置不被高溫損壞。這樣操作人員就可以通過該裝置直接了解到加熱爐內的火焰燃燒情況，可以使操作準確性大大提升。

為解決上述問題采取的技術方案是：一種加熱爐內火焰監控裝置，包括攝像裝置和冷卻裝置，冷卻裝置包括帶有進氣口、出氣口的伸入套管以及包裹在伸入套管外壁上的且帶有進水口、出水口的環狀水套，所述攝像裝置設在伸入套管內且其攝像頭位于伸入套管一端的出氣口處。如圖1：攝像裝置加熱爐安裝結構示意圖

具體實施：加熱爐內火焰監控裝置，包括攝像裝置和冷卻裝置，所述冷卻裝置包括帶有進氣口1、出氣口2的伸入套管3以及包裹在伸入套管3外壁上的且帶有進水口4、出水口5的環狀水套6，所述攝像裝置設在伸入套管3內且其攝像頭7位于伸入套管3一端的出氣口2處。

進氣口1位于伸入套管3的另一端，所述環狀水套6呈帶有中心筒的柱狀結構，所述進水口4和出水口5均設于環狀水套6在進氣口1一側的端面上。進水口4與深入環狀水套6內部的延伸管8相連接。在循環管3內還設有溫度超限報警器9，在伸入套管3外壁上還設有接線盒10。

加熱爐11帶有人孔，為了能夠現場監控到加熱爐11內的火焰燃燒情況，在人孔的位置安裝了用于監控爐內情況的攝像裝置，攝像裝置就是較常用的監控攝像頭，并帶有用于傳輸信號和視頻的傳輸線路，將檢測型號及視頻信號傳給監控室的計算機和監視器，但是考慮到加熱爐11內的高溫會對攝像裝置造成損壞，所以設計了冷卻裝置，該冷卻裝置包括伸入套管3，在伸入套管3內通入冷卻的氮氣，而攝像裝置便設在了伸入套管3內，在伸入套管3的兩端分別為進氣口1和出氣口2，攝像裝置的攝像頭7便在出氣口2處，此出氣口2也就是拍攝口，在伸入套管3的另一端帶有進氣口1和用于接線的接線盒10，為了進一步的增加冷卻的效果，在伸入套管3的外壁上還包裹有呈圓柱形的環狀水套6，其將伸入套管3包裹在其中心的孔內，環狀水套6帶有進水口4和出水口5，其位于環狀水套6的同側端面，此端面和進氣口1在同側，為了保證環狀水套6內的水進行整體循環起來，進水口4特意與深入到環狀水套6內部的延伸管8相連接，從而通達到環狀水套6內部，使內部的水也參與到循環中來。

在使用的時候，將帶有環狀水套6的伸入套管3的出氣口2一側通過人孔插入到加熱爐11內，使攝像頭7能夠通過出氣口2對爐內的火焰進行拍攝為宜，此時進水口4，出水口5和進氣口1均位于加熱爐11的外側，方便進水和進氣，出氣口2位于爐內，會噴出少量的冷卻氮氣，由于空氣中大部分為氮氣、加熱爐內為負壓，采用低壓氮氣吹掃冷卻，所以不會對爐內的火焰燃燒產生較大的影響。

采用上述方案所產生的效果在于：該裝置帶有攝像裝置，其攝像頭設在加熱爐的人孔處，可直接對爐內的火焰進行監控，非常的清晰和準確，同時為了防止攝像裝置被爐內的高溫所損壞，還配備了用于冷卻的循環管和環狀水套，伸入套管中充入的冷卻氮氣，環狀水套中加入循環的冷卻水，可保證攝像裝置不被高溫損壞。同時在攝像裝置前端增加溫度檢測傳感器，采用遠程數顯儀表監測攝像機部件附近溫度，設置有溫度超限聲響報警，并把報警點加入PLC，通過組態軟件將報警信息及信號顯示到計算機畫面上。同樣，還可以將冷卻水、冷卻氮氣壓力，通過電接點壓力表將壓力報警接入PLC，進行低壓報警，對攝像裝置可能存在的過高溫度進行及時的提醒。

加熱爐爐內火焰檢測裝置，不僅避免信號檢測裝置虛擬顯示的弊端，同時也避免人為打開人孔觀察的煩瑣和不安全因素，通過爐內成像系統可直觀檢測加熱爐內火焰真實情況，確保操作準確性，有效減少誤判引起的生產及安全事故的發生。

經過在現有加熱爐爐體的基礎上進行改造，在人孔處開孔增加水及氮氣循環冷卻系統，安裝工業攝像裝置，同時增加攝像系統溫度檢測報警反饋對成像系統進行保護，實現對加熱爐爐內圖像進行成像顯示。經實際運行觀察，圖像顯示清晰，燃燒的細節反映準確。

通過改造，增加噴煤加熱爐爐內成像系統，有效的解決了原有檢測裝置簡單粗放的檢測方法，清晰直觀的反映加熱爐實際運行狀態，為操作人員提供準確的控制依據，保證設備準確可靠、安全穩定地運行。

參考文獻

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作者簡介：李長青（1974，8-），男，天津人，本科學歷，工作于新興鑄管有限公司武安工業區煉鐵部，工程師，主要從事高爐弱電系統維護。