带监测的油喷燃器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及氧-燃料喷燃器，并且特别地，涉及分级式氧-油喷燃器，其构造有这样的仪器，该仪器用以监测喷燃器的状态和状况以及喷燃器运行，而且使得能够不是在需要才进行维护而是在失效之前或无法预料的停机状况之前进行智能的预防性维护。
【背景技术】
[0002]对于传统的喷燃器系统，炉操作者根据过去的经验或者根据常规安排来确定维护计划。这往往会产生过于激进的维护计划，花费过多工时和喷燃器停机时间，或者过于松懈，无法在发生失效之前发现可纠正的喷燃器问题。
[0003]存在用于对各种喷燃器参数进行有限监测的系统，但没有系统能够以综合的方式结合这个监测，以使得能够进行预测性维护。例如，一些现有系统需要能够看见火焰、需要温度传感器以防止过热，或者需要压力传感器以监测火焰的不稳定性。但没有系统能够以使得能够进行预测性维护的方式监测参数的组合。
【发明内容】
[0004]本文描述的分级式氧-燃料喷燃器构造有集成式传感器，以测量可用于监测喷燃器的状况和预测维护的需要的若干参数。对于任何分级式氧-燃料喷燃器，那些参数可单独地或以组合的方式包括入口燃料压力、氧馈送压力、分级阀位置、燃料喷嘴温度和喷燃器块温度。对于分级式氧-油喷燃器，那些参数可单独地或者以组合的方式包括一个或多个参数，包括(但不限于)入口油温度、入口油压力、雾化氧化剂(空气或富氧空气或氧)压力、氧馈送压力、分级阀位置、喷枪末端或雾化喷嘴温度和喷燃器块温度。操作者/工程师(直接地)或者自动化监测和警报系统可使用这个从这些传感器中收集到的信息来监测喷燃器的性能，以及识别喷燃器的任何维护需要，例如以安排维护和改进喷燃器运行。
[0005]这种仪器可集成到任何喷燃器中，包括使用气态燃料、液体燃料和固体燃料中的一个或多个的喷燃器，并且包括非分级式喷燃器、燃料分级式喷燃器、氧化剂分级式喷燃器，以及其中燃料和氧化剂两者都分级的喷燃器。要理解的是，对于各类喷燃器，可定制传感器的类型、位置和数量，以使其对应于与那个特定喷燃器最相关的运行模式和参数。
[0006]各种特征都构建在喷燃器中，使得电子监测不会干扰喷燃器的正常运行和维护。仪器还得到保护，使得它在其中喷燃器正常运行的类型的恶劣环境中将持续长时间工作。在一个实施例中，电子器件由电池提供功率，并且无线地发送数据，以易于安装和维护。
[0007]可使用具有集成式传感器的喷燃器作为用于远程跟踪喷燃器参数的系统的一部分，以使得能够实时地监测喷燃器性能，以及通过在发生失效和停机之前检测喷燃器的运行变化来协助进行预测性维护，诸如在与本发明同时提交的共同拥有的名称为“RemoteBurner Monitoring System and Method (远程喷燃器监测系统和方法)”的专利申请中描述的那样，该专利申请通过引用而整体地结合在本文中。
[0008]方面I。带监测的氧-油喷燃器，包括:油喷枪，其具有在末端处的油喷嘴，以及在末端的远处的油入口 ；包围油喷枪的一级氧化剂通道；在油喷嘴中定位在油喷枪的末端处的油喷嘴温度传感器；定位在油入口附近的油入口温度传感器；定位在油入口通道附近的油压力传感器；以及用于接收来自传感器的数据的仪器封壳；其中，油喷嘴温度、油供应温度和油供应压力共同可用来指示存在或不存在异常喷燃器状况。
[0009]方面2。方面I的带监测的喷燃器，其中，异常喷燃器状况包括关于下者中的一个或多个的潜在问题:油喷嘴、油供应系统、油喷枪相对于一级氧化剂通道的位置和油成分。
[0010]方面3。方面I或方面2的带监测的喷燃器，其中，油喷嘴是雾化喷嘴，喷燃器进一步包括:在油喷枪的末端的远处的雾化气体入口 ；定位在雾化气体入口附近的雾化气体压力传感器；其中，雾化气体压力和油压力之间的差可用来进一步指示存在或不存在异常喷燃器状况，这包括关于下者中的一个或多个的潜在问题:雾化喷嘴、油成分和油温度。
[0011]方面4。方面I至3中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:氧化剂压力传感器，其定位成感测至少供应到一级氧化剂通道的氧化剂压力；以及其中，氧化剂压力和分级阀位置可用来进一步指示存在或不存在异常喷燃器状况，这包括一级氧化剂通道部分阻塞。
[0012]方面5。方面I至4中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:与一级氧化剂通道隔开固定距离的二级氧化剂通道；用于确定氧化剂在一级和二级氧化剂通道之间的比例的分级阀；分级阀位置传感器，其用于感测被引导到一级和二级氧化剂通道的氧化剂的相对比例；其中，分级阀位置以及氧化剂压力可用来进一步指示存在或不存在异常喷燃器状况，这包括下者中的一个或多个:次佳分级阀位置，以及一级和二级氧化剂通道中的一个或两者部分阻塞。
[0013]方面6。方面I至5中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:喷燃器块，其具有在炉附近的热面；喷燃器块温度传感器，其在热面附近安装在喷燃器块中；其中，喷燃器块温度传感器可用来进一步指示存在或不存在异常喷燃器状况，这包括下者中的一个或多个:潜在的块过热和火焰不对称。
[0014]方面7。方面I至6中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:用于感测喷燃器的安装角度的位置传感器；其中，喷燃器的安装角度可用来进一步指示喷燃器是否相对炉以期望定向和/或斜度安装。
[0015]方面8。方面I至7中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:用于发送仪器封壳的内部温度的温度传感器；其中，仪器封壳内部温度可用来指示封壳中的电子构件有潜在的过热。
[0016]方面9。方面I至8中的任一方面的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:在一级氧化剂通道上的独特的标识器；以及在油喷枪上的独特的标识器；其中，一级氧化剂通道的标识器和油喷枪的标识器可用来标记数据，以进行分析。
[0017]方面10。方面I至9中的任一方面的带监测的喷燃器，仪器封壳包括:数据收集器，其编程成仅在要收集数据时，基于感测到的数据的组合和周期性计划中的一个或两者，以及考虑各个单独的传感器的具体要求，来对单独的传感器提供功率；以及用于无线地将传感器数据从数据收集器发送到数据中心的发送器。
[0018]方面11。方面10的带监测的喷燃器，仪器封壳进一步包括:用于对数据收集器、传感器和发送器提供功率的本地功率发生系统。
[0019]方面12。确定氧-油喷燃器的运行状况的方法，氧-油喷燃器包括:油喷枪，其具有油喷嘴；包围油喷枪的一级氧化剂通道；以及喷燃器块，其具有在炉附近的面，方法包括:接收来自选自下者组成的组的一个或多个传感器的关于喷燃器参数的数据:温度传感器、压力传感器、流量传感器、位置传感器、角度传感器和它们的组合；确定喷燃器参数的期望值；比较接收到的参数数据与喷燃器参数的期望值，以确定喷燃器参数的偏差；以及如果喷燃器参数在规定方向上的偏差大于或等于规定阈值，则指示需要维护。
[0020]方面13。方面12的方法，其中，喷燃器进一步包括与一级氧化剂通道隔开固定距离的二级氧化剂通道，以及用于确定氧化剂在一级和二级氧化剂通道之间的比例的分级阀。
[0021]方面14。方面12或方面13的方法，方法进一步包括:感测油喷枪入口压力；感测油入口温度；感测油喷嘴温度；以及基于感测到的参数来确定喷燃器是否处于异常运行状况，这包括关于下者中的一个或多个的潜在问题:油喷嘴、油供应系统、油喷枪相对于一级氧化剂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，油喷嘴是雾化喷嘴，方法进一步包括:感测雾化气体入口压力；基于雾化气体压力和油压力之间的差来确定喷燃器是否处于异常运行状况，这包括关于下者中的一个或多个的潜在问题:雾化喷嘴、油成分和油温度。
[0023]方面16。方面12至15中的任一方面的方法，方法进一步包括:感测供应到一个或两个至少一级氧化剂通道的氧化剂压力；感测分级阀位置；以及基于氧化剂压力和分级阀位置来确定喷燃器是否处于异常运行状况，这包括下者中的一个或多个:次佳分级阀位置，以及一级和二级氧化剂通道中的一个或两者部分阻塞。
[0024]方面17。权利要求12至16中的任一项的方法，方法进一步包括:感测所述面附近的喷燃器块温度；基于喷燃器块温度来确定存在或不存在异常喷燃器状况，这包括下者中的一个或多个:潜在的块过热和火焰不对称。
[0025]方面18。带监测的氧-燃料喷燃器，包括:燃料通道，其具有在末端处的燃料喷嘴，以及在末端的远处的燃料入口 ；包围燃料通道的一级氧化剂通道；在燃料喷嘴中定位在燃料通道的末端处的温度传感器；以及定位在燃料入口附近的燃料压力传感器。
[0026]方面19。方面18的带监测的喷燃器，喷燃器进一步包括:与一级氧化剂通道隔开固定距离的二级氧化剂通道；用于确定氧化剂在一级和二级氧化剂通道之间的比例的分级阀；定位在分级阀上游的氧化剂压力传