专利名称：联机的蓄热式空气预热器结垢传感系统的制作方法
背景技术：
本发明涉及用于燃烧式发电系统的旋转型蓄热式空气预热器的领域。具体地说，本发明一般涉及用于旋转型蓄热式预热器的传感系统。
旋转型蓄热式预热器周知是用来从后热的烟道气流将热传送给预热空气流的。传统的旋转型蓄热室预热器具有圆形的室和可旋转地安装于其中的转子。转子包括有用来将热从烟道气流传送给空气流的传热件。圆形室则限定出烟道气入口导管、烟道气出口导管、空气入口导管和空气出口导管。扇形板将预热器分成空气侧和烟道气侧，其中热的烟道气进入烟道气入口而后通过转子。冷的烟道气则通过烟道气出口从预热器排出。空气流经空气入口进入加热器而后通过加热了的转子。转子的传热件将热传给此空气流，加热了的空气经空气出口导管从预热器排出。
烟道气流中的烟炱和其它粒子会沉积到转子的传热件上。这些沉积物一般聚集于转子传热面的热端。此外，烟道气中的飞灰会结合潮气和硫的衍生物形成烟粒的沉积物或结垢，特别是在转子的传热表面的冷端。转子热端和冷端上所聚集的沉积物会影响烟道气与空气流，有损于传热性能。
传统的作法是采用烟炱喷除与清洗设备来清洗转子的传热件。烟炱喷除设备应用过热气流或干燥压缩空气来清除传热件上的烟炱和其它粒子。当喷除不足以清除沉积物时，就开始转子的洗涤。清洗设备需将旋转型蓄热式预热器从生产线上卸下以便执行清洗作业。传统的清洗设备采用水来溶解传热件上的烟炱和其它粒子。
对转子进行烟炱喷除所需的次数通常通过监控转子两端的压力降来确定。但已证明，压力降的监控不能可靠地指明烟怠的聚集程度。一般，当压力降大到足以向操作者报警时，则表明结垢沉积物已积累到难以除去的程度。于是，烟炱喷除作业应在较早的时间开始。这对于受温度影响的结垢如硫酸氢铵的形成物尤其如此。这类结垢典型地存在于一般深度为74～120英寸的整个部件中12～24英寸的区带内。
这样窄的结垢沉积带是不会使整个部件两端的压力降增大到能探测出的程度，除非是此已结垢的区带内的敞露流通区已急剧地缩小。这时，由于该区带的限制，喷除作业的渗透深度就会显著减小，因而不易除去这种沉积物。
由于上述压力降监控的缺陷，喷吹作业一般就需频繁地定期进行。频繁地定期喷除由于常常是采用极其保守的频繁喷除进度，通常就会缩短部件的寿命。定期地频繁喷除作业已证明不适用于锅炉运行反常，在计划的喷除作业周期之间于预热器的转子上发生结垢的情形。
发明概述简单地说，本发明在其最优形式中是用来探测旋转型蓄热式预热器转子上结垢聚集情况的联机蓄热式空气预热器结垢传感系统。
本发明的优选结垢传感系统具有发送器组件和传感器组件。用于发送能量的发送器组件位于旋转型蓄热式加热器的空气侧或烟道气侧的其中一个导管之中。与此发送器所在的气流导管相对的导管之中则是用来探测此发送器能量的传感器组件。此发送器组件能够发送电磁波、声波或核辐射。所发送的能量通过转子并为传感器组件接收。对于恒定水平的所发送能量，通过传热件的开放通道会允许此所发送能量中一定的百分比通过。监控传感器组件所接收能量的变化或减少，就可表明传热件上的结垢程度。这样，只在有需要时就可开始喷除作业。应用本发明的结垢传感系统避免了不必要的喷除作业，同时通过在沉积物达到难以除去的程度之前开始喷除来延长传热件的寿命。
本发明的目的之一在于提供用来探测前述预热器转子中传热件上结垢状况的联机蓄热式空气预热器结垢传感系统。
本发明的另一目的在于提供能允许更有效地定时进行喷除作业的结垢传感系统。
本发明的再一个目的在于提供能用来测量传热件相对结垢程度的结垢传感系统。
本发明的上述目的和其它目的可以通过阅读本发明的说明与附图获得理解。
附图简述
图1是旋转型蓄热式预热器局部切除的图；图2是结合有本发明的结垢传感系统的旋转型蓄热式预热器的局部横剖图；图3是结合有本发明的结垢传感系统另一实施例的旋转型蓄热式预热器的局部横剖图。
最佳实施例的说明旋转型蓄热式预热器统一以10标明。预热器10具有机壳12，限定出机壳内容积13。可旋转地安装于机壳12内的转子14具有用来传热的传统的换热件(参看图1)。
转子14具有轴或转子柱18，用来支承转子14于机壳12内转动。转子拉18通过热端中心部20和冷端中心部22。机壳12中装附有烟道气入口导管24和烟道气出口导管26，用来使加热了的烟道气流过预热器10。机壳12上还安装有空气入口导管28和空气出口导管30，用来使预助燃空气流过预热器10。机壳12、烟道气导管24、26与空气导管28、30构成了预热器室15。扇形板32、34延伸通过室15，与转子14的上表面和下表面相邻，将预热器10分为空气侧36和烟道气侧38。图1中的箭头指明了空气与烟道气流过预热器10的方向。
通过烟道气入口导管24进入的热烟道气把热传送给连续转动的转子14的传热件。加热了的传热件然后转到旋转型蓄热式预热器10的空气侧36。传热件所存储的热此时便传送给经空气入口导管28进入的助燃空气流。冷却的烟道气通过烟道气出口导管26排出预热器10，而加热了的预燃空气则经空气出口导管30从预热器10排出。
烟道气流中的烟炱、粒子和化合物聚集并冷凝于转子14的传热件上，形成阻碍空气和烟道气流过预热器10的沉积物和结垢。喷除设备40一般位于导管24、26、28、30中之一内，用来从转子14的传热件上除去这些烟炱沉积物和结垢。喷除设备40最好位于烟道气出口26中，用以防止飞灰吹入位于预热器10的空气侧36下游的风箱内。喷除设备40将过热的气流或干燥的压缩空气吹到转子14的传热件上来除去结垢和沉积物。
本发明的联机蓄热式空气预热器的结垢传感系统42设置成能探测转子14的传热件结垢的适当位置(参看图2)。通过采用结垢传感系统42，可以使烟炱喷除作业精确地定时来提高效率和延长转子的寿命。结垢传感系统42具有发送器组件44和传感器组件46以及适当的其它仪表。
结垢传感系统42位于空气预热器10的空气侧36或烟道气侧38。发送器组件44可以位于前述四个导管24、26、28和30的任一之中，即烟道气入口导管24，烟道气出口导管26，空气入口导管28或空气出口导管30。传感器组件46则位于传热件的与发送器组件44不同的一侧，处于预热器10的同一空气侧36或烟道气侧38。结垢传感系统42最好位于预热器10的空气侧36，以便减少烟炱、粒子和其它污染物聚集于结垢传感系统42上。
发送器组件44具有为支承杆50支承于空气出口导管中的发送器源48。发送器源48发送能量用来穿过转子14的传热件。发送器源48发送的能量可以是定向的电磁波如激光或具有较扩散构型的普通光。这种电磁波的频带范围包括可见的和不可见的波段。发送器源48也可以发送频率在超声和亚声范围的声波，或发送核粒子或是核电磁辐射(X射线)。发送器源可以由通过室15到远处(未示明)的发送器缆52提供。核子源的优点是不需外部的功率源起动。此外，采用有着长半衰期的辐射源可以使输出稳定，减少维护工作。
尽管所描述的只是一个发送器源48，但可以在转子径向的多个位置上安装许多发送器源以更有效地监控整个转子。或者可以安装单个发送器源使之沿径向来回运动。
传感器组件46具有的传感器54安装在第二支承杆50上。此一适当的传感器54则与发送器源48的选择有关。传感器54由通过室15的传感器缆15连接到传感器仪表和控制装置(未示明)上。传感器54最好位于大致同发送器源48相对处。要是此发送器源安装成运动形式，则传感器54也应安装成与之同步运动。发送器源48最好发送恒定水平的所发送能量。通过传热件的敞开式通道将让所发送能量的某个百分比通过。传感器46在此能量通过转子14后监控所接受的能量变化或减少。结垢的量可以与之相关联。在监控到此能量在一段工作期间后减少时，即通知设备的操作者应开始一轮喷除作业。绝大多数形式的电磁发送器源48都要求有通过转子14的传热件的视线。声基的或高能核子基的发送器源48则不要求有直接通过转子14的传热件的视线。
在本发明的另一实施例中，结垢传感系统142具有发送器组件144和传感器组件146(参看图3)。传感器组件146也可位于预热器10的烟道气侧38或空气侧36。发送器组件144有一个位于室15之外的发送器源148。发送器源148最好是光源。发送器源148的光导引通过室15的口149，由最好位于空气出口导管28中的反射镜151反射。反射镜151由支承杆50支承于空气出口导管28内。反射镜151反射来自发送器源48的光，使其通过转子14的传热件。
传感器组件146具有反射器或反射镜147，使来自发送器源148的光反射通过室15的口145。传感器组件146还具有传感器154，用来接收来自发送器源148的光，同时产生表明所接收的光强的输出信号。来自传感器154的输出信号通过传感器缆156传送给中央控制系统(未示出)。或者，发送器源148与传感器154可以位于室15上，在导管24、26、28、30内。
在传感器组件146的另一实施例中，反射器或反射镜147、151可以是纤维光缆。发送器源148的光可以捕获或聚集到纤维光缆上，然后传送给位于室15外的可达位置处的传感器15。类似地，发送器源148的光输出可以由此纤维光缆导引过室15，引导通过转子14上的传热件而为传感器组件146所探测。
尽管上面已图示和详述了本发明的最佳实施例，但内行的人能很快掌握其多种变型的。为此，后附权利要求书即用来涵盖属于本发明实质精神和管辖范围内的任何和所有这类改型的。
权利要求
1．结垢传感系统，用于监控旋转型蓄热式预热器的结垢情况，此传感系统包括预热器室；可旋转地安装于此室内的转子，所述转子限定了相对定位的转子面；用于发送通过此转子的能量的发送器装置；以及用于探测所述发送器装置所发送的通过所述转子的能量的传感器装置。
2．权利要求1所述结垢传感系统，其中所述发送器装置包括电磁源。
3．权利要求1所述结垢传感系统，其中所述预热器室限定了空气侧与烟道气侧，而所述发送器装置与传感器装置位于所述预热器室的空气侧。
4．权利要求1所述结垢传感系统，其中所述发送器装置位于其中一个所述转子面上而所述传感器装置位于另一转子面上。
5．结垢传感系统，用于监控旋转型蓄热式预热点的结垢情况，此传感系统包括限定了烟道气侧与空气侧的机壳，此空气侧包括空气入口导管和相对的空气出口导管；可旋转地安装于上述机壳内以在所述空气入口导管和空气出口导管间转动的转子；位于此空气入口导管和空气出口导管中之一内用来发送通过所述转子的能量的发送器装置；以及位于上述入口导管和出口导管的另一个之内的用来探测所述传感器装置发送出的能量的检测器装置。
6．权利要求5所述结垢传感系统，其中所述发送器装置包括电磁源而所述传感器装置包括电磁传感器。
7．权利要求5所述结垢传感系统，其中所述发送器装置包括声源而所述传感器装置包括声传感器。
8．权利要求5所述结垢传感系统，其中所述发送器装置包括核辐射源而所述传感器装置包括核辐射传感器。
9．结垢传感系统，用于监控旋转型蓄热式预热器的结垢情况，此结垢传感系统包括预热器室，此室具有烟道气侧与空气侧，空气侧包括空气入口导管和相对定位的空气出口导管；可旋转地安装于上述室内以在此空气入口导管和空气出口导管间转动的转子，发送电磁能到此空气入口导管和空气出口导管之一的发送器装置；在所述的一个导管之内用来反射通过此转子的电磁能的反射器装置；以及用来探测所发送的通过此转子的能量的传感器装置。
10．权利要求9所述结垢传感系统，其中所述反射器装置包括纤维光缆。
11．权利要求9所述结垢传感系统，其中所述的传感器装置包括在上述空气入口导管和空气出口导管另一个之内的第二反射器装置以及一在所述室外的传感器，所述第二反射器装置可用来将所述室外的电磁能反射到传感器上。
12．权利要求11所述结垢传感系统，其中所述第二反射器装置包括纤维光缆。
13．权利要求11所述结垢传感系统，其中所述第二反射器装置包括反射镜。
14．权利要求9所述结垢传感系统，其中所述反射器装置包括反射镜。
全文摘要
结垢传感系统(42)监控具有室(12)和可旋转地安装于其内的转子(14)的旋转型蓄热式预热器(10)的结垢情况。在转子(14)的一个面上设有发送能量的发送器(48)，它发送通过转子(14)的能量。在转子(14)的另一面上设有传感器(54)，用来接收上述能量并产生一表明此能量强度的输出信号。
文档编号F28F27/00GK1238039SQ97199719
公开日1999年12月8日 申请日期1997年10月16日 优先权日1996年11月15日
发明者W·S·康特曼, J·D·瑟巴尔德 申请人:Abb.空气预热器有限公司