帶監(jiān)測的油噴燃器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及氧-燃料噴燃器，并且特別地，涉及分級式氧-油噴燃器，其構(gòu)造有這樣的儀器，該儀器用以監(jiān)測噴燃器的狀態(tài)和狀況以及噴燃器運(yùn)行，而且使得能夠不是在需要才進(jìn)行維護(hù)而是在失效之前或無法預(yù)料的停機(jī)狀況之前進(jìn)行智能的預(yù)防性維護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于傳統(tǒng)的噴燃器系統(tǒng)，爐操作者根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)或者根據(jù)常規(guī)安排來確定維護(hù)計(jì)劃。這往往會產(chǎn)生過于激進(jìn)的維護(hù)計(jì)劃，花費(fèi)過多工時和噴燃器停機(jī)時間，或者過于松懈，無法在發(fā)生失效之前發(fā)現(xiàn)可糾正的噴燃器問題。
[0003]存在用于對各種噴燃器參數(shù)進(jìn)行有限監(jiān)測的系統(tǒng)，但沒有系統(tǒng)能夠以綜合的方式結(jié)合這個監(jiān)測，以使得能夠進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。例如，一些現(xiàn)有系統(tǒng)需要能夠看見火焰、需要溫度傳感器以防止過熱，或者需要壓力傳感器以監(jiān)測火焰的不穩(wěn)定性。但沒有系統(tǒng)能夠以使得能夠進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)的方式監(jiān)測參數(shù)的組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文描述的分級式氧-燃料噴燃器構(gòu)造有集成式傳感器，以測量可用于監(jiān)測噴燃器的狀況和預(yù)測維護(hù)的需要的若干參數(shù)。對于任何分級式氧-燃料噴燃器，那些參數(shù)可單獨(dú)地或以組合的方式包括入口燃料壓力、氧饋送壓力、分級閥位置、燃料噴嘴溫度和噴燃器塊溫度。對于分級式氧-油噴燃器，那些參數(shù)可單獨(dú)地或者以組合的方式包括一個或多個參數(shù)，包括(但不限于)入口油溫度、入口油壓力、霧化氧化劑(空氣或富氧空氣或氧)壓力、氧饋送壓力、分級閥位置、噴槍末端或霧化噴嘴溫度和噴燃器塊溫度。操作者/工程師(直接地)或者自動化監(jiān)測和警報系統(tǒng)可使用這個從這些傳感器中收集到的信息來監(jiān)測噴燃器的性能，以及識別噴燃器的任何維護(hù)需要，例如以安排維護(hù)和改進(jìn)噴燃器運(yùn)行。
[0005]這種儀器可集成到任何噴燃器中，包括使用氣態(tài)燃料、液體燃料和固體燃料中的一個或多個的噴燃器，并且包括非分級式噴燃器、燃料分級式噴燃器、氧化劑分級式噴燃器，以及其中燃料和氧化劑兩者都分級的噴燃器。要理解的是，對于各類噴燃器，可定制傳感器的類型、位置和數(shù)量，以使其對應(yīng)于與那個特定噴燃器最相關(guān)的運(yùn)行模式和參數(shù)。
[0006]各種特征都構(gòu)建在噴燃器中，使得電子監(jiān)測不會干擾噴燃器的正常運(yùn)行和維護(hù)。儀器還得到保護(hù)，使得它在其中噴燃器正常運(yùn)行的類型的惡劣環(huán)境中將持續(xù)長時間工作。在一個實(shí)施例中，電子器件由電池提供功率，并且無線地發(fā)送數(shù)據(jù)，以易于安裝和維護(hù)。
[0007]可使用具有集成式傳感器的噴燃器作為用于遠(yuǎn)程跟蹤噴燃器參數(shù)的系統(tǒng)的一部分，以使得能夠?qū)崟r地監(jiān)測噴燃器性能，以及通過在發(fā)生失效和停機(jī)之前檢測噴燃器的運(yùn)行變化來協(xié)助進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，諸如在與本發(fā)明同時提交的共同擁有的名稱為“RemoteBurner Monitoring System and Method (遠(yuǎn)程噴燃器監(jiān)測系統(tǒng)和方法)”的專利申請中描述的那樣，該專利申請通過引用而整體地結(jié)合在本文中。
[0008]方面I。帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，包括:油噴槍，其具有在末端處的油噴嘴，以及在末端的遠(yuǎn)處的油入口 ；包圍油噴槍的一級氧化劑通道；在油噴嘴中定位在油噴槍的末端處的油噴嘴溫度傳感器；定位在油入口附近的油入口溫度傳感器；定位在油入口通道附近的油壓力傳感器；以及用于接收來自傳感器的數(shù)據(jù)的儀器封殼；其中，油噴嘴溫度、油供應(yīng)溫度和油供應(yīng)壓力共同可用來指示存在或不存在異常噴燃器狀況。
[0009]方面2。方面I的帶監(jiān)測的噴燃器，其中，異常噴燃器狀況包括關(guān)于下者中的一個或多個的潛在問題:油噴嘴、油供應(yīng)系統(tǒng)、油噴槍相對于一級氧化劑通道的位置和油成分。
[0010]方面3。方面I或方面2的帶監(jiān)測的噴燃器，其中，油噴嘴是霧化噴嘴，噴燃器進(jìn)一步包括:在油噴槍的末端的遠(yuǎn)處的霧化氣體入口 ；定位在霧化氣體入口附近的霧化氣體壓力傳感器；其中，霧化氣體壓力和油壓力之間的差可用來進(jìn)一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括關(guān)于下者中的一個或多個的潛在問題:霧化噴嘴、油成分和油溫度。
[0011]方面4。方面I至3中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:氧化劑壓力傳感器，其定位成感測至少供應(yīng)到一級氧化劑通道的氧化劑壓力；以及其中，氧化劑壓力和分級閥位置可用來進(jìn)一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括一級氧化劑通道部分阻塞。
[0012]方面5。方面I至4中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:與一級氧化劑通道隔開固定距離的二級氧化劑通道；用于確定氧化劑在一級和二級氧化劑通道之間的比例的分級閥；分級閥位置傳感器，其用于感測被引導(dǎo)到一級和二級氧化劑通道的氧化劑的相對比例；其中，分級閥位置以及氧化劑壓力可用來進(jìn)一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括下者中的一個或多個:次佳分級閥位置，以及一級和二級氧化劑通道中的一個或兩者部分阻塞。
[0013]方面6。方面I至5中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:噴燃器塊，其具有在爐附近的熱面；噴燃器塊溫度傳感器，其在熱面附近安裝在噴燃器塊中；其中，噴燃器塊溫度傳感器可用來進(jìn)一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括下者中的一個或多個:潛在的塊過熱和火焰不對稱。
[0014]方面7。方面I至6中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:用于感測噴燃器的安裝角度的位置傳感器；其中，噴燃器的安裝角度可用來進(jìn)一步指示噴燃器是否相對爐以期望定向和/或斜度安裝。
[0015]方面8。方面I至7中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:用于發(fā)送儀器封殼的內(nèi)部溫度的溫度傳感器；其中，儀器封殼內(nèi)部溫度可用來指示封殼中的電子構(gòu)件有潛在的過熱。
[0016]方面9。方面I至8中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:在一級氧化劑通道上的獨(dú)特的標(biāo)識器；以及在油噴槍上的獨(dú)特的標(biāo)識器；其中，一級氧化劑通道的標(biāo)識器和油噴槍的標(biāo)識器可用來標(biāo)記數(shù)據(jù)，以進(jìn)行分析。
[0017]方面10。方面I至9中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，儀器封殼包括:數(shù)據(jù)收集器，其編程成僅在要收集數(shù)據(jù)時，基于感測到的數(shù)據(jù)的組合和周期性計(jì)劃中的一個或兩者，以及考慮各個單獨(dú)的傳感器的具體要求，來對單獨(dú)的傳感器提供功率；以及用于無線地將傳感器數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)收集器發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的發(fā)送器。
[0018]方面11。方面10的帶監(jiān)測的噴燃器，儀器封殼進(jìn)一步包括:用于對數(shù)據(jù)收集器、傳感器和發(fā)送器提供功率的本地功率發(fā)生系統(tǒng)。
[0019]方面12。確定氧-油噴燃器的運(yùn)行狀況的方法，氧-油噴燃器包括:油噴槍，其具有油噴嘴；包圍油噴槍的一級氧化劑通道；以及噴燃器塊，其具有在爐附近的面，方法包括:接收來自選自下者組成的組的一個或多個傳感器的關(guān)于噴燃器參數(shù)的數(shù)據(jù):溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、位置傳感器、角度傳感器和它們的組合；確定噴燃器參數(shù)的期望值；比較接收到的參數(shù)數(shù)據(jù)與噴燃器參數(shù)的期望值，以確定噴燃器參數(shù)的偏差；以及如果噴燃器參數(shù)在規(guī)定方向上的偏差大于或等于規(guī)定閾值，則指示需要維護(hù)。
[0020]方面13。方面12的方法，其中，噴燃器進(jìn)一步包括與一級氧化劑通道隔開固定距離的二級氧化劑通道，以及用于確定氧化劑在一級和二級氧化劑通道之間的比例的分級閥。
[0021]方面14。方面12或方面13的方法，方法進(jìn)一步包括:感測油噴槍入口壓力；感測油入口溫度；感測油噴嘴溫度；以及基于感測到的參數(shù)來確定噴燃器是否處于異常運(yùn)行狀況，這包括關(guān)于下者中的一個或多個的潛在問題:油噴嘴、油供應(yīng)系統(tǒng)、油噴槍相對于一級氧化劑通道的位置和油成分。
[0022]方面15。方面12至14中的任一方面的方法，其中，油噴嘴是霧化噴嘴，方法進(jìn)一步包括:感測霧化氣體入口壓力；基于霧化氣體壓力和油壓力之間的差來確定噴燃器是否處于異常運(yùn)行狀況，這包括關(guān)于下者中的一個或多個的潛在問題:霧化噴嘴、油成分和油溫度。
[0023]方面16。方面12至15中的任一方面的方法，方法進(jìn)一步包括:感測供應(yīng)到一個或兩個至少一級氧化劑通道的氧化劑壓力；感測分級閥位置；以及基于氧化劑壓力和分級閥位置來確定噴燃器是否處于異常運(yùn)行狀況，這包括下者中的一個或多個:次佳分級閥位置，以及一級和二級氧化劑通道中的一個或兩者部分阻塞。
[0024]方面17。權(quán)利要求12至16中的任一項(xiàng)的方法，方法進(jìn)一步包括:感測所述面附近的噴燃器塊溫度；基于噴燃器塊溫度來確定存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括下者中的一個或多個:潛在的塊過熱和火焰不對稱。
[0025]方面18。帶監(jiān)測的氧-燃料噴燃器，包括:燃料通道，其具有在末端處的燃料噴嘴，以及在末端的遠(yuǎn)處的燃料入口 ；包圍燃料通道的一級氧化劑通道；在燃料噴嘴中定位在燃料通道的末端處的溫度傳感器；以及定位在燃料入口附近的燃料壓力傳感器。
[0026]方面19。方面18的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進(jìn)一步包括:與一級氧化劑通道隔開固定距離的二級氧化劑通道；用于確定氧化劑在一級和二級氧化劑通道之間的比例的分級閥；定位在分級閥上游的氧化劑壓力傳