专利名称：用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，用于大型火力发电机组回转式空气预热器的漏风性能控制，属于回转式空气预热器设备设计领域。
背景技术：
漏风控制系统LCS是大型回转式预热器的重要构件，如图1所示，漏风控制系统通过铰链8安装在空气预热器壳体7上，与空气预热器转子10存有间隙，空气预热器由间隙传感器1、电动机2、减速器4、蜗杆千斤顶6、密封扇形板9组成，间隙传感器1安装在空气预热器壳体7的外壁上，与密封扇形板9的一端连接，电动机2通过连轴器与减速器4连接，减速器4下端通过连杆与设与铰链8上的蜗杆千斤顶6连接，密封扇形板9通过两端的铰链8安装在空气预热器壳体7的内壁。漏风控制系统是用来减小因转子热变形造成的转动件和壳体之间间隙，减小运行阶段空气向烟气泄漏风量的设备，可以实时检测转子停转、传感器异常、电机过载、力矩保护等多路故障，并可同步进行故障自处理和声光报警，在大型预热器中，长期投运LCS，可以减少2-5％的送、引风机电耗，每年为电厂节省电费数百万元，而间隙传感器是LCS系统的核心设备之一。
长期以来，LCS系统采用的间隙传感器1为接触式传感器，如图2所示，接触式传感器由罩壳11、复位弹簧12、初级限位开关13、次级限位开关14、保护套管15、防尘波纹管16、探头连杆17、传感瓣18和探杆19组成，罩壳11通过保护套管15设于空气预热器壳体7外，防尘波纹管16设于保护套管15外，复位弹簧12安装在罩壳11的中间，下端与探杆19的上端连接，初级限位开关13和次级限位开关14分别安装在罩壳11里，设于探杆19上端的两边，探杆19的下端通过探头连杆17与密封扇形板9连接，其头部位置低于扇形板9，传感瓣18安装在空气预热器转子10上，与探杆19对应，其工作原理为在LCS机械系统驱动扇形板9向下运动时，和密封扇形板9一侧连在一起的传感器探杆19随之下降，由于其头部位置低于密封扇形板，比密封扇形板9先碰到转子，探杆19碰到空气预热器转子10后，产生震动，使装在探杆19上方、压紧初级接触开关13的压板向上弹起，初级开关13出发，发出脉冲信号，LCS控制单元收到此信号后，反转驱动转子一定时间，以重新使探杆19和空气预热器转子10分开，初级接触开关13压板同时也在弹簧作用下重新压紧。若初级开关未动作已损坏，另一个压得较紧的次级限位开关14在探杆19震动量加剧后会动作，系统收到此信号后处理为事故信号，将密封扇形板9驱动装置反转，一直将扇形板拉到最高安全位置，此时，转子和扇形板间间隙达数十毫米，由于安全需要，此间隙甚至大于没有LCS设备的同等机组，造成大量空气漏入烟气，反而增加电厂电耗。
这种接触式传感器直接影响LCS的可靠运行，主要缺点有(1)开关为接触式开关，虽分初级和次级，但由于开关触头长期为压下状态，动作不但迟缓，而且容易出现粘连失效；(2)次级接触开关断开，处理为事故状态，造成事故报警过多，使LCS投运时间大大降低；(3)两个开关为同型号开关，经常同时损坏；(4)开关触电易因接触出现电火化损坏；(5)检修需重整定传感探头位置，需在停机阶段进行。
接触式传感器的缺点造成LCS使用率大大下降，严重地影响了电厂的经济性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种提高LCS传感系统工作可靠性，提高LCS的投运率，简化电厂运行维护工作的用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，其特征在于，包括接近开关、微动开关、复位弹簧、密封波纹管、探杆、探头、传感瓣、杠杆和位移放大装置，杠杆通过可调式支承连接设于探杆的上端，接近开关、微动开关和位移放大装置依次设于杠杆上，复位弹簧设于探杆的顶部，密封波纹管通过轴承设于探杆的中间，探头设于探杆的下端，传感瓣设于空气预热器转子上。
所述的传感瓣的长度为200-300mm，上表面高出空预器转子端面2-4mm。
本实用新型采用将初级接近开关改为非接触式接近开关，采用杠杆机构放大探杆震动信号，提高灵敏度，本实用新型通过传感器探头与空气预热器转子外周上端面处的传感瓣机械接触，使探头产生向上震动位移，传感瓣的长度为200-300mm，上表面高出空预器转子端面2-4mm，保证探头先与其短时间接触，避免在转子上端面上拖曳引起连续震动，这种位移变化量经过传感器中的探杆、杠杆传递到微动开关和接近开关，从而产生电信号来控制漏风加载机构的提升或下降，达到跟踪和控制扇形板间隙的目的。
本实用新型的优点是(1)系统完善，全面考虑了LCS传感装置可能损坏时的补救措施；(2)提高了系统可靠性，设备投运率大大上升；(3)维护简便，不需要停炉检修本装置；(4)所有参数都可以按运行要求整定修改，操作简便；(5)所有元件都为普通构件，成本低廉。
图1为漏风控制系统结构示意图；图2为原间隙传感装置结构示意图；图3为本实用新型间隙传感装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图3所示，为用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感装置结构示意图，所述的用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，由接近开关20、微动开关21、复位弹簧22、可调式支承连接23、轴承24、密封波纹管25、探杆26、探头27、传感瓣28、杠杆29和位移放大装置30组成。
杠杆29通过可调式支承连接23安装在探杆26的上端，接近开关20、微动开关21和位移放大装置30依次安装在杠杆29的端部，复位弹簧22安装在探杆26的顶部，密封波纹管25通过轴承24安装在探杆26的中间，探头27安装在探杆26的下端，传感瓣28安装在空气预热器转子10上，传感瓣(28)的长度为200-300mm，上表面高出空预器转子端面2-4mm。
接近开关20、微动开关21、探头27、传感瓣28组成触发系统，触发系统的构成及特点接近开关20-初级限位开关整个空气预热器的间隙要求非常精确，传感器通过和位移放大装置30来更好地控制接近开关20和微动开关21，接近开关21选用欧姆龙的E2E型，它采用可以扳手转动的铣切，安装、检修、更换方便，长化的装置螺纹大大提高了开关的锁紧强度，由于传感装置直接安装在现场，大量的灰尘、油污和水滴使现场的条件非常恶劣，当预热器工作时，周围的温度又很高，为了保证接近开关20的灵敏性和可靠性，接近开关具有较高的感应能力和较大的感应距离，其使用温度在-25-+85℃的广阔范围内，为防止配线被用力后扭曲，采用配线保护措施，尾端高亮度的显示器大大提高了指示灯的可视性，使显示一目了然。
微动开关21-次级限位开关当传感器的初级限位开关20失效而无法动作时，扇形板9会继续向下跟踪热变形的空气预热器转子10，造成扇形板9和空气预热器转子10径向密封面的间隙逐渐减小而小于设定的间隙，此时会有卡死转子的危险，利用微动开关21作为接近开关20的后备保护，大大提高了预热器的可靠性和安全性，微动开关21触出发后系统会自动提升扇形板9并自动转为温度控制模式，利用温度来控制扇形板9的位移情况。为了提高系统控制的灵敏性，次级限位开关选用欧姆龙的D4MC型微动开关，它有1000万次以上的高机械寿命和50万次以上的高电气寿命，容许操作速度0.05-0.5mm/s。不使用任何粘着剂和栓锁，用密封垫板隔膜密封，可保持高度的密封性，在尘埃、油滴和湿气过多的场所使用模压端子型，有左侧引出、右侧引出、下端引出等三种类型可供选择，使用环境温度-10-+80℃。
探头27探头27工作在一个高温、多灰尘并且需要承受冲击、摩擦的环境中，针对这样的情况，我们选用硬度高的“轴承钢”GCr15，同时对探头27进行热处理，使其既能达到HRC＞65的硬度又能保证好的焊接性。
传感瓣28传感瓣28是整个传感器中关键零件，传感器的好坏直接影响到传感器的运行以至整个漏风控制系统的运行，由于传感瓣28焊接在转子圆周角钢上，而且它的厚度直接关系到控制间隙，所以在确定传感瓣28时既要考虑它的间隙精度也要考虑焊接性，同时传感瓣28也要承受高温、冲击和摩擦，故材料选用1Cr18Ni9Ti。在热处理时进行渗碳化钨工艺，既保证了传感瓣HRC＞58的硬度要求，又保证了传感瓣良好的焊接性。
可调式支承连接23、密封波纹管25和位移放大装置30组成传动系统。传动系统构成及特点可调式支承连接23即为支承螺母机械触发式传感器探头27通过支架焊接在漏风控制系统的扇形板9侧面，并且可以调整探头27和传感瓣28之间的距离。为了能够使杠杆29保持水平，杠杆29通过支承螺母23固定在探杆26上，从而使杠杆29与探杆26之间的角度通过支承螺母23来调整，当旋转支承螺母，就可以调节杠杆29与探杆26的角度，以此保证传感器杠杆29的正常工作和电气元件的触发。一旦调整好角度就可以用圆形螺母23固定，这样，无论探杆26在调试中怎样的调节，杠杆29和探杆26的角度都可以保持一个固定的角度。在现场调试中可以根据不同的情况来调整支承螺母23，使整个传感器在跟踪扇形板间隙和漏风加载装置运行上更加直观和灵活，也更加容易地进行调试和工作。
位移放大装置30整个空气预热器的间隙要求非常精确，机械触发式传感器有一个位移放大装置30，它是在杠杆29的不同位置固定接近开关20和微动开关21，在杠杆29中间有一支撑点，这样可以让本来微小的扇形板间隙通过探杆26和位移放大装置30传递到微动开关和接近开关上。通过位移放大倍数的不同可以更好地控制微动开关21和接近开关20，放大倍数为1∶3处固定接近开关20，可以让探头27处的间隙波动范围在杠杆29上体现的更大，易于控制；放大倍数为1∶1.5处固定微动开关21，如果接近开关20失灵，随着传感器跟踪距离越来越大，一旦触发探头，此时传感器杠杆29工作幅度大大超过微动开关的压缩量，从而触发微动开关21，使整个漏风控制系统转入温控状态，保护传感器和整个加载装置。所以微动开关21和接近开关20分别起到控制和保护的作用，使传感器在控制方面的可靠性得到更大的保障。同时也利于现场调试人员方便地对传感器进行调试。
密封波纹管25整个传感器在跟踪扇形板9时，会使传感器向下压缩，为了抵消这部分变形量，在传感器中装有一只密封波纹管25，它在传感器中起到连接作用和缓冲作用，使传感器上半部分的控制调节部分不会因为下半部分的跟踪、探测部分变形量过大受到破坏，同时也有助于变形量的回复。另外当传感器顶部受到过大冲击或挤压时，密封波纹管25也会起到一定的缓冲作用，不会使探头27受到损伤，保证整个传感器的安全。
温度采集采用热电偶，考虑预热器进出口烟气温度差小于空气侧，使用烟气温度计算转子变形量小于实际状态，即此时扇形板和转子间留有足够的安全间隙。
为可靠见，每个烟温采集点设2-3支锴装热电偶，控制系统采用多取一方式。
为避免扇形板频繁动作，在烟气温度变化在一定的范围内，扇形板根据设计烟气温度参数，只设高负荷、中负荷和停止工作三个高度位置。
工作时(1)当接近开关20和微动开关21都正常时，使用接近开关20控制模式，提高控制精度；(2)接近开关20损坏，微动开关21正常，使用微动开关21控制，系统输出要求检修接近开关20的提示；(3)当接近开关20和微动开关21都损坏时，系统使用烟气温度控制模式，同时输出要求检修接近开关20和微动开关21的提示；(4)所有接近开关20和微动开关21和热电偶都损坏，系统输出报警信号。停止LCS运行，实际上出现这种可能性很小。
权利要求1.一种用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，其特征在于，包括接近开关(20)、微动开关(21)、复位弹簧(22)、密封波纹管(25)、探杆(26)、探头(27)、传感瓣(28)、杠杆(29)和位移放大装置(30)，杠杆(29)通过可调式支承连接(23)设于探杆(26)的上端，接近开关(20)、微动开关(21)和位移放大装置(30)依次设于杠杆(29)上，复位弹簧(22)设于探杆(26)的顶部，密封波纹管(25)通过轴承(24)设于探杆(26)的中间，探头(27)设于探杆(26)的下端，传感瓣(28)设于空气预热器转子(10)上。
2.根据权利要求1所述的用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，其特征在于，所述的传感瓣(28)的长度为200-300mm，上表面高出空预器转子端面2-4mm。
专利摘要本实用新型涉及一种用于空气预热器漏风控制系统的间隙传感器，其特征在于，包括接近开关、微动开关、复位弹簧、密封波纹管、探杆、探头、传感瓣、杠杆和位移放大装置，杠杆通过可调式支承连接设于探杆的上端，接近开关、微动开关和位移放大装置依次设于杠杆上，复位弹簧设于探杆的顶部，密封波纹管通过轴承设于探杆的中间，探头设于探杆的下端，传感瓣设于空气预热器转子上。本实用新型的优点是提高漏风控制系统传感系统工作可靠性，提高漏风控制系统的投运率，简化电厂运行维护工作。
文档编号G05G5/03GK2919334SQ20062004265
公开日2007年7月4日 申请日期2006年6月11日 优先权日2006年6月11日
发明者蔡明坤, 匡俊, 虞宝华 申请人:上海锅炉厂有限公司