一种工业窑炉安全检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种工业窑炉安全检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]在冶金、化工和建材等技术领域所使用的工业窑炉中，无论使用什么类型的燃料，当这些燃料燃烧不充分时，燃烧所产生的剩余可燃物(如CO等)富集到一定浓度，并遇可燃源就会发生爆炸危险，因此安全检测燃烧过程中的剩余可燃物并防止爆炸是自动化从业科技人员的重中之重。
[0003]目前，现有技术的安全检测装置的检测设备响应慢而且自动化程度不高，检测方法不连续、系统性差、追溯性差。
【发明内容】
[0004]针对燃料燃烧可能存在的严重安全隐患问题以及现有技术的不足，本发明提供一种工业窑炉安全检测装置及方法。
[0005]本发明的技术方案是:
一种工业窑炉安全检测装置，该安全检测装置安装于工业窑炉内，包括:
用于工业窑炉的冷却单元引入的空气进行燃烧反应的第一燃烧单元；
用于为第三燃烧单元提供火源的第二燃烧单元；
用于以第二燃烧单元的火焰来点燃燃料的第三燃烧单元；
用于工业窑炉的干燥单元的烟气进行燃烧反应的第四燃烧单元；
用于检测焙烧单元与干燥单元之间的连通管路中氧含量并传输至控制系统的氧分析单元；
用于检测干燥单元的输出管路中一氧化碳含量并传输至控制系统的一氧化碳分析单元；
用于根据焙烧单元与干燥单元之间的连通管路中氧含量、干燥单元的输出管路中一氧化碳含量来控制各燃烧单元的燃烧反应的控制系统；
第一燃烧单元与工业窑炉的冷却单元连通，第二燃烧单元与工业窑炉的焙烧单元的底部连通，第三燃烧单元位于第二燃烧单元的上方且与焙烧单元连通，第四燃烧单元与工业窑炉的干燥单元连通，氧分析单元安装于焙烧单元与干燥单元之间的连通管路中，一氧化碳分析单元安装于干燥单元的输出管路中，控制系统的信号输入端分别连接氧分析单元的输出端、一氧化碳分析单元的输出端，控制系统的控制输出端分别连接第一燃烧单元、第二燃烧单元、第三燃烧单元、第四燃烧单元。
[0006]所述第一燃烧单元包括第一燃烧室、第一助燃风管道以及第一燃料管道；
所述第一燃烧室一侧与工业窑炉的冷却单元连通，所述第一燃烧室另一侧分别经第一助燃风管道引入助燃空气、经第一燃料管道引入燃料。
[0007]所述第二燃烧单元包括第二燃烧室、第二助燃风管道以及第二燃料管道； 所述第二燃烧室一侧与工业窑炉的焙烧单元的底部连通，所述第二燃烧室另一侧分别经第二助燃风管道引入助燃空气、经第二燃料管道引入燃料。
[0008]所述第三燃烧单元包括第三燃料管道；
所述第三燃料管道一侧与工业窑炉的焙烧单元连通，所述第三燃料管道另一侧引入燃料，第三燃料管道利用工业窑炉的冷却单元引入的空气作为助燃空气。
[0009]所述第四燃烧单元包括第四燃烧室、第四助燃风管道以及第四燃料管道；
所述第四燃烧室一侧与工业窑炉的干燥单元连通，所述第四燃烧室另一侧分别经第四助燃风管道引入助燃空气、经第四燃料管道引入燃料。
[0010]所述第一助燃风管道、第二助燃风管道、第四助燃风管道上均设置助燃风机以及助燃风调节型阀门；所述第一燃料管道、第二燃料管道、第四燃料管道均安装压力变送器、调节阀门、三阀组切断阀门，在燃烧室安装有点火枪以及火焰检测器；
控制系统通过控制助燃风机以及助燃风调节型阀门、压力变送器、调节阀门、三阀组切断阀门来控制第一燃烧单元、第二燃烧单元、第四燃烧单元的燃烧反应。
[0011]所述第三燃料管道安装压力变送器、调节阀门、三阀组切断阀门，控制系统通过控制压力变送器、调节阀门、三阀组切断阀门将燃料送入第三燃烧单元，与工业窑炉的冷却单元引入的空气一起进行燃烧反应。
[0012]所述氧分析单元包括氧分析探头和氧分析仪；
氧分析探头安装于焙烧单元与干燥单元之间的连通管路中，氧分析仪安装于工业窑炉夕卜，氧分析仪的输入端连接氧分析探头，氧分析仪的输出端连接控制系统的输入端。
[0013]所述一氧化碳分析单元包括一氧化碳分析探头和一氧化碳分析仪；
一氧化碳分析探头安装于干燥单元的输出管路中，一氧化碳分析仪安装于工业窑炉夕卜，一氧化碳分析仪的输入端连接一氧化碳分析探头，一氧化碳分析仪的输出端连接控制系统的输入端。
[0014]采用所述的工业窑炉安全检测装置进行工业窑炉安全检测的方法，包括:
步骤1:通过工业窑炉的冷却单元引入空气；
步骤2:氧分析仪实时检测焙烧单元与干燥单元之间的连通管路中的氧气浓度并反馈到控制系统，所述氧气浓度不低于设定下限值时执行步骤3 ;所述氧气浓度低于设定下限值时报警；所述氧气浓度低于设定的必要数值作为步骤I冷却单元引入的空气量调节以及燃烧单元的燃料管道联锁保护的条件；
步骤3:—氧化碳分析仪单元实时检测干燥单元的输出管道中的一氧化碳浓度信号并反馈到控制系统，所述一氧化碳浓度不高于设定上限值时执行步骤4~步骤7 ;所述一氧化碳浓度高于设定上限值时报警；所述一氧化碳浓度高于设定的必要数值作为步骤I冷却单元引入的空气量调节以及燃烧单元的燃料管道联锁保护的条件；
步骤4:控制系统根据冷却单元以及焙烧单元需要，启动第一燃烧单元，执行步骤8 ; 步骤5:控制系统根据焙烧单元以及第三燃烧单元需要，启动第二燃烧单元，执行步骤
8 ；
步骤6:控制系统根据第二燃烧单元燃烧条件满足和焙烧单元需要，启动第三燃烧单元，执行步骤8-3至步骤8-5 ；
步骤7:控制系统根据干燥单元需要，启动第四燃烧单元，执行步骤8 ; 步骤8:检测第一燃烧单元、第二燃烧单元、第三燃烧单元、第四燃烧单元运行状态； 步骤8-1:根据各燃烧单元启动需要，控制系统关闭各燃料管道和助燃风管道；
步骤8-2:控制系统控制助燃风管道中的助燃风机启动，助燃风机运行平稳后，调节助燃空气流量；
步骤8-3:通过压力变送器检测各燃料管道内燃料压力值，各燃料管道内燃料压力值在正常点火以及运行要求范围内时，执行步骤8-4，否则继续等待直到达到正常点火以及运行要求范围；
步骤8-4:比较设定时间段燃料管道内燃料压力差值，若所述差值在设定要求范围内，则代表该燃料管道无泄漏，执行步骤8-5 ;否则代表该燃料管道有泄漏，更换燃料管道或对该燃料管道进行检修后返回步骤8-1 ;
步骤8-5:控制系统打开各燃料管道；
步骤8-6:燃料管道打开同时发出点火命令，驱动点火枪发出电火花去点燃燃料；
步骤8-7:若火焰检测器检测到火焰信号，则代表点火成功，执行步骤9 ;否则控制系统切断燃料管道一段时间或检查调整后返回步骤8-3 ;
步