帶監(jiān)測的氧-油噴燃器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及帶監(jiān)測的氧-油噴燃器。一種帶監(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異常噴燃器狀況。
【專利說明】帶監(jiān)測的氧-油噴燃器

【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行，而且使得能夠不是在需要才進行維護而是在失效之前或無法預(yù)料的停機狀況之前進行智能的預(yù)防性維護。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]對于傳統(tǒng)的噴燃器系統(tǒng)，爐操作者根據(jù)過去的經(jīng)驗或者根據(jù)常規(guī)安排來確定維護計劃。這往往會產(chǎn)生過于激進的維護計劃，花費過多工時和噴燃器停機時間，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。
[0004]存在用于對各種噴燃器參數(shù)進行有限監(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，以使得能夠進行預(yù)測性維護。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)能夠以使得能夠進行預(yù)測性維護的方式監(jiān)測參數(shù)的組合。
實用新型內(nèi)容
[0005]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需要，例如以安排維護和改進噴燃器運行。
[0006]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)的運行模式和參數(shù)。
[0007]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行和維護。儀器還得到保護，使得它在其中噴燃器正常運行的類型的惡劣環(huán)境中將持續(xù)長時間工作。在一個實施例中，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。
[0008]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)生失效和停機之前檢測噴燃器的運行變化來協(xié)助進行預(yù)測性維護，諸如在與本實用新型同時提交的共同擁有的名稱為“Remote Burner 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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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一步指示噴燃器是否相對爐以期望定向和/或斜度安裝。
[0016]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。
[0017]方面9。方面I至8中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進一步包括:在一級氧化劑通道上的獨特的標(biāo)識器；以及在油噴槍上的獨特的標(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)，以進行分析。
[0018]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)的組合和周期性計劃中的一個或兩者，以及考慮各個單獨的傳感器的具體要求，來對單獨的傳感器提供功率；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。
[0019]方面11。方面10的帶監(jiān)測的噴燃器，儀器封殼進一步包括: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)。
[0020]方面12。確定氧-油噴燃器的運行狀況的方法，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。
[0021]方面13。方面12的方法，其中，噴燃器進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。
[0022]方面14。方面12或方面13的方法，方法進一步包括: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。
[0023]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。
[0024]方面16。方面12至15中的任一方面的方法，方法進一步包括: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。
[0025]方面17。權(quán)利要求12至16中的任一項的方法，方法進一步包括: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。
[0026]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。
[0027]方面19。方面18的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進一步包括: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感器；以及分級閥位置傳感器，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。
[0028]方面20。方面18或方面19的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進一步包括:用于接收來自傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)單元，其中，數(shù)據(jù)單元編程成基于接收自一個或多個傳感器的數(shù)據(jù)來確定存在或不存在異常噴燃器狀況。
[0029]方面21。方面18至20中的任一方面的帶監(jiān)測的噴燃器，噴燃器進一步包括: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一步指示噴燃器是否相對于爐以期望定向和/或斜度安裝。
[0030]方面22。方面18至21中的任一方面的具有的監(jiān)測噴燃器，噴燃器進一步包括:在一級氧化劑通道上的獨特的標(biāo)識器；其中，一級氧化劑通道的標(biāo)識器可用來標(biāo)記數(shù)據(jù)，以進行分析。
[0031]方面23。帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，包括:油噴槍，其具有在末端處的霧化噴嘴，以及在末端的遠(yuǎn)處的油入口和霧化氣體入口 ；包圍油噴槍的一級氧化劑通道；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；霧化噴嘴溫度傳感器，其在霧化噴嘴中定位在油噴槍的末端處；定位在油入口附近的油供應(yīng)溫度傳感器；定位在油入口通道附近的油壓力傳感器；定位在霧化氣體入口附近的霧化氣體壓力傳感器；定位在分級閥上游的氧化劑壓力傳感器；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；以及用于接收來自傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)單元，其中，數(shù)據(jù)單元編程成基于接收自一個或多個傳感器的數(shù)據(jù)來確定存在或不存在異常噴燃器狀況。
[0032]在下面描述本實用新型的其它方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1A是用于插入到噴燃器塊中的帶監(jiān)測的油噴燃器的后視透視圖。
[0034]圖1B是如圖1A中那樣插入噴燃器塊中的帶監(jiān)測的油噴燃器的后視透視圖。
[0035]圖2是類似于圖1A中的噴燃器的、插入噴燃器塊中，但沒有監(jiān)測能力的油噴燃器的正視透視圖。
[0036]圖3是用于在圖1A中那樣的帶監(jiān)測的油噴燃器中使用的油噴槍的后視透視圖。
[0037]圖4是油噴槍的局部側(cè)視圖，其顯示用于圍繞傳感器接近端口保持油噴槍的油密封的O形圈密封件。
[0038]圖5是插入噴燃器塊中的帶監(jiān)測的油噴燃器的橫截面圖。
[0039]圖6是顯示針對處于不同溫度的燃料油比較油入口壓力和霧化氣體入口壓力之間的差的示例性壓力數(shù)據(jù)的圖表。
[0040]圖7是圖表，其顯示針對兩種燃料油成分比較油入口壓力和霧化氣體入口壓力之間的差的示例性壓力數(shù)據(jù)，并且顯示當(dāng)噴嘴末端部分地堵塞時，以及當(dāng)發(fā)生溫度漂移時，那些燃料油成分中的一個的差。
[0041]圖8是顯示通信系統(tǒng)的構(gòu)件的示意圖，通信系統(tǒng)用于收集、發(fā)送和分析收集自噴燃器上的各種傳感器的數(shù)據(jù)，并且用于對各個噴燃器處的數(shù)據(jù)收集器提供本地功率發(fā)生。

【具體實施方式】
[0042]圖1A、1B、2和5描繪了具有集成式傳感器、功率供應(yīng)和通信裝備的分級式氧_油噴燃器10的實施例。雖然氧-油噴燃器在本文被描述成帶監(jiān)測的噴燃器的示例性實施例，但可在燃燒氣態(tài)燃料與氧化劑的噴燃器上使用針對特定噴燃器的構(gòu)造、設(shè)計和運行模式定制而成的相同或相似的通信裝備和方法，以及相似或類似的集成式傳感器。特別地，除了尤其與油燃燒有關(guān)的參數(shù)，諸如油和霧化氣體入口壓力，本文描述的所有參數(shù)和傳感器都可類似地應(yīng)用于燃燒任何燃料的噴燃器，包括氣態(tài)燃料、在運載氣體中的固體燃料(例如石油焦)或液體燃料。另外，在分級式氧燃料噴燃器中，使燃料和氧化劑中的一個或兩者(例如，氧)分級，使得一級流參與初始燃燒，而二級流則參與遠(yuǎn)離噴燃器的延遲燃燒。例如，為了進行氧化劑分級，確定氧化劑在一級氧化劑通道和二級氧化劑通道之間的比例，其中，二級氧化劑供應(yīng)到與一級氧化劑噴嘴(一個或多個)和燃料噴嘴(一個或多個)間隔開的至少一個二級氧化劑噴嘴。這種分級可由一級和二級氧化劑通道上游的分級閥實現(xiàn)，分級閥確定一個進入的氧化劑流在兩個通道之間的比例。備選地，通往各個一級和二級氧化劑通道的流可由單獨的控制閥獨立控制。在其它噴燃器中，通過使用分級閥或者用于一級流和二級流的單獨的流量控制器，可使燃料類似地分級。另外，在一些噴燃器中，燃料和氧化劑兩者都可分級。
[0043]功率供應(yīng)優(yōu)選是電池或本地發(fā)電機，以易于安裝，以及避免有線功率可能有的安全問題。傳感器可以任何組合的方式包括(但不限于)溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、角度傳感器、接觸傳感器、加速計和流量傳感器。
[0044]在美國專利N0.8，172，566中描述了不帶傳感器的噴燃器10，該專利通過引用而整體地結(jié)合在本文中。噴燃器10具有排出端51和入口端19。為了方便描述，排出端51在本文有時被稱為噴燃器10的前面或向前方向，而入口端19有時則被稱為噴燃器10的后面或后向方向。當(dāng)噴燃器10安裝在爐中時，排出端51面向爐的內(nèi)部。
[0045]噴燃器10包括噴燃器塊12、相對于爐定位在噴燃器塊12后部的噴燃器本體14，以及相對于噴燃器本體14定位在后部的儀器封殼16。噴燃器本體14包括固定到噴燃器塊12上的安裝板53。噴燃器塊12具有正部面18，當(dāng)安裝好時，正部面18面向爐中。
[0046]噴燃器塊12包括一級氧化劑通道30。在描繪的實施例中，一級氧化劑通道30具有伸長的橫截面形狀，該橫截面形狀具有長軸(限定寬度)，長軸比短軸(限定高度)更長。特別地，描繪的一級氧化劑通道30具有長方形形狀，該長方形形狀具有半圓形端部，而且寬高比為大約5至大約30。但是，在其它實施例中，一級氧化劑通道30可具有圓形、卵形、卵形長方形、長方形或其它形狀。
[0047]油噴槍20定位在一級氧化劑通道30內(nèi)，并且在其排出端處具有霧化噴嘴22。在描繪的實施例中，油噴嘴是霧化噴嘴22。霧化噴嘴22基本被一級氧化劑通道30包圍，使得從噴嘴22排出的霧化燃料油將在排出之后與一級氧化劑流密切混合。優(yōu)選地，油噴槍20和噴嘴22是單獨制造的部件，它們例如通過焊接而連結(jié)在一起，以形成具有噴嘴的一體噴槍。在描繪的實施例中，油噴槍20基本居中地定位在一級氧化劑通道30內(nèi)，但要理解的是，油噴槍20可不居中定位，只要噴嘴22適于分配待與一級氧化劑流充分混合以進行燃燒的霧化油即可。備選地，對于氧-氣體噴燃器，氣態(tài)燃料通道可定位在一級氧化劑通道30內(nèi)代替油噴槍20。
[0048]噴燃器塊12進一步包括二級氧化劑通道40，它與一級氧化劑通道30隔開固定距離。在描繪的實施例中，這類似于一級氧化劑通道30，二級氧化劑通道40具有伸長的橫截面形狀，橫截面形狀具有長軸(限定寬度)，長軸比短軸(限定高度)更長。特別地，描繪的一級氧化劑通道30具有長方形形狀，該長方形形狀具有半圓形端部，并且寬高比為大約5至大約30，這可與一級氧化劑通道30的寬高比相同或不同。二級氧化劑通道40的長軸基本平行于一級氧化劑通道30的長軸。但是，在其它實施例中，第二氧化劑通道40可具有圓形、卵形、卵形長方形、長方形或其它形狀，并且優(yōu)選地(但不是必須)在形狀上與一級氧化劑通道30大致相同。
[0049]一級氧化劑通道30被從一級氧化劑管道32饋送氧化劑，一級氧化劑管道32定位在噴燃器本體14中，并且延伸到噴燃器塊12的后部部分中。氧化劑通過一對氧化劑入口38饋送到氧化劑穩(wěn)壓室36中，氧化劑穩(wěn)壓室36又饋送到一級氧化劑管道32。擴散器34可定位在氧化劑入口 38和氧化劑穩(wěn)壓室36之間，以在一級氧化劑流進入一級氧化劑管道32之前，協(xié)助弄直一級氧化劑流。
[0050]二級氧化劑通道40被從二級氧化劑管道42饋送氧化劑，二級氧化劑管道42定位在噴燃器本體14中，并且延伸到噴燃器塊12的后部部分中。噴燃器本體14中的分級閥48將由氧化劑入口 38供應(yīng)的氧化劑的一部分改向到二級氧化劑管道42中。用語“分級比”用來描述改向到二級氧化劑管道42且因而遠(yuǎn)離一級氧化劑管道32的氧化劑的比例。例如，在分級比為30%時，70%的氧化劑被引導(dǎo)到一級氧化劑管道32 (且因而被引導(dǎo)到一級氧化劑通道30)作為一級氧化劑流并且，并且30%的氧化劑被引導(dǎo)到二級氧化劑管道42 (且因而被引導(dǎo)到二級氧化劑通道40)作為二級氧化劑流。
[0051]饋送到氧化劑入口 38的氧化劑氣體可為適合燃燒的任何氧化劑氣體，包括空氣、富氧空氣和工業(yè)級氧。氧化劑優(yōu)選具有至少大約23%、至少大約30%、至少大約70%或至少大約98%的分子氧(O2)含量。
[0052]油噴槍20向后延伸通過噴燃器本體14且通過儀器封殼16。燃料油通過油入口26供應(yīng)到油噴槍20。由于燃料油的粘度的原因，典型地，還通過霧化氣體入口 28將霧化氣體供應(yīng)到油噴槍20是必要的。霧化氣體可為能夠在燃料油離開噴嘴22時使其霧化的任何氣體，包括空氣、富氧空氣或工業(yè)級氧。
[0053]可使用各種溫度傳感器來監(jiān)測噴燃器構(gòu)件的溫度，以及幫助確定燃料入口狀況。在圖1A、1B、2和5的描繪的實施例中，溫度傳感器102嵌在油噴槍20中的霧化噴嘴22中，以測量油噴槍20的排出端處的溫度。溫度傳感器可為熱電偶或任何其它適當(dāng)?shù)膫鞲衅?。傳感?02裝配到噴嘴22的后側(cè)中的盲孔103中。因為必須能夠移除熱電偶來進行維護和更換，所以未將熱電偶焊接就位。連接到溫度傳感器102上的導(dǎo)線(未顯示)沿著油噴槍20延伸回到儀器封殼16。為了保護導(dǎo)線104免受磨損、過熱和爐環(huán)境的其它惡劣狀況的影響，包裹住導(dǎo)線是合乎需要的。但是，對于對油噴槍20的大部分長度形成小直徑的孔在制造觀點上看是困難的。因此，導(dǎo)線優(yōu)選沿著噴槍的長度凹進渠道106中，并且鞘(未顯示)定位在渠道106上面，以保護導(dǎo)線。在一個實施例中，鞘匹配噴槍20的外壁，以將導(dǎo)線和溫度傳感器102與爐環(huán)境密封開，以對導(dǎo)線和溫度傳感器102提供機械保護，以及限制在一級氧化劑通道30中且圍繞油噴槍20流動的一級氧化劑流的流擾動。
[0054]可將溫度傳感器置于噴燃器10的其它構(gòu)件上，以監(jiān)測運行參數(shù)，諸如噴燃器完整性、火焰穩(wěn)定性、火焰位置。例如，一個或多個溫度傳感器I1可在正部面18附近安裝在噴燃器塊12中。溫度傳感器110優(yōu)選相對于正部面18略微縮回，以保護它們免受爐環(huán)境的影響。溫度傳感器110可相對于一級氧化劑通道30居中，或者相對于短軸中心線偏移，并且溫度傳感器110可用來確定火焰是否沖擊在噴燃器塊12上，或者火焰是否關(guān)于油噴槍20或一級氧化劑通道30居中。溫度傳感器甚至可定位在噴燃器附近的其它爐位置上，以監(jiān)測燃燒狀況。
[0055]溫度傳感器112在油流中定位在油入口 26附近，以監(jiān)測供應(yīng)到噴燃器10的油的溫度。重要的是確保油流的粘度將使得能夠使油恰當(dāng)?shù)仂F化，并且粘度隨溫度和油成分而改變。因此，對于任何特定的油成分，可針對霧化來確定最佳溫度范圍。
[0056]油饋送溫度傳感器112必須能夠測量油入口溫度，但也優(yōu)選定位成以便容許在不移除溫度傳感器112的情況下清潔噴槍。在圖4中的油噴槍20的后部部分的描繪的實施例中，在噴槍20的后部部分處提供密封機構(gòu)61。密封機構(gòu)61使得溫度傳感器112能夠靠近噴槍20中的流動的油流，而且還不阻礙噴槍20的膛孔21，使得可清潔膛孔21，以及使得可在不移除溫度傳感器112的情況下，從套管64中移除本體23。密封機構(gòu)61包括本體23和包圍本體23的套管64，膛孔21沿縱向方向延伸通過本體23。本體23包括傳感器井68，承坐在O形圈凹槽72中的兩對O形圈70包圍傳感器井68的前面和后面，O形圈抵靠著套管64的內(nèi)表面74進行密封。接近開口 69或多個這樣的開口使得流過膛孔21的油能夠進入傳感器井68。傳感器端口 67位于套管64中，并且溫度傳感器112固定到(例如通過螺紋或其它機構(gòu))傳感器端口 67中，以便使其感測末端與套管64的內(nèi)表面74齊平，或者相對于內(nèi)表面74略微凹進。實驗已經(jīng)顯示，如上面顯示和描述的那樣安裝的溫度傳感器112對于響應(yīng)于油入口溫度變化的靈敏度是合適的。因此，溫度傳感器112能夠測量膛孔21中的油溫度，或者至少已經(jīng)在實驗上顯示為精確地表示油溫度的溫度，同時仍然容許從套管64中移除本體23，以在不必干擾溫度傳感器112的情況下清潔本體23。因為傳感器68圍繞本體23的整個周邊延伸，所以本體23可包括多個傳感器端口 67，以使得能夠安裝多個傳感器。而且，可存在多個接近開口 69，以對傳感器井68中的油提供較好的均勻性。這個布置允許油流接觸溫度傳感器112，同時保持與套管64的密封，以阻止任何油泄漏。特別地，通過將溫度傳感器112安裝成與膛孔幾乎齊平，使得溫度傳感器112接觸指示當(dāng)前油溫度的油。而且，由于齊平或幾乎齊平，溫度傳感器112不會阻擋插入到油噴槍20的膛孔21中以進行清潔的物理構(gòu)件，以及允許從油噴槍20中移除本體23，以進行清潔。在一個實施例中，溫度傳感器112可裝配有外凸式NPT配件，以匹配傳感器端口 67中的內(nèi)凹式NPT螺紋。
[0057]在描繪的實施例中，壓力傳感器還安裝在噴燃器10中。壓力傳感器114在油流中定位在油入口 26附近。壓力傳感器114可安裝在與溫度傳感器112相同的密封機構(gòu)61中，其中，壓力傳感器114位于不同的傳感器端口(未顯示)中。備選地，壓力傳感器114可安裝在與密封機構(gòu)61具有基本相同的結(jié)構(gòu)的單獨的密封機構(gòu)中。
[0058]在圖5的實施例中，壓力傳感器116在霧化氣體流中安裝在霧化氣體入口 28附近，并且壓力傳感器128在氧化劑流中安裝在一個氧化劑入口 38附近或者在分級閥48上游的氧穩(wěn)壓室36中。如果期望，單獨的氧化劑壓力傳感器可安裝在一級氧化劑管道32和二級氧化劑管道42中的各個中，以檢測分別供應(yīng)到噴燃器塊12中的氧化劑通道30和40中的各個的氧化劑的壓力。壓力傳感器可位于儀器封殼16的內(nèi)部或外部，并且通過電纜進行接線，以實現(xiàn)功率供應(yīng)和信號發(fā)送兩者。
[0059]如顯示的那樣，儀器封殼16包括電池端口 81和天線83，以用無線的方式傳送數(shù)據(jù)。
[0060]注意，可使用類似于前述的構(gòu)造來安裝其它傳感器，以監(jiān)測任何饋送流。
[0061]測量油壓力可提供關(guān)于油噴槍的流阻(例如，因為結(jié)焦或一些其它阻塞引起的流面積減小將導(dǎo)致壓力升高)、油的流率，以及油的粘度(隨溫度和成分而改變)的信息。當(dāng)與其它信息(例如，油溫度、油流量、噴燃器末端溫度和數(shù)據(jù)趨勢)結(jié)合起來檢測油噴槍的維護需要時，油壓力信息很可能更有用。
[0062]測量霧化氧化劑壓力還提供關(guān)于油流率和油流阻的信息，并且因此與油壓力有關(guān)，但典型地是不同的，并且提供另一個信息要素。這兩個儀器都位于油噴槍上的儀器箱內(nèi)。
[0063]氧壓力度量提供關(guān)于氧流率、流阻(即，可出現(xiàn)的阻塞)和分級閥位置的信息。
[0064]在圖1A和IB中的局部剖面圖中顯示的儀器封殼16被密封和隔離，以保護包含在其中的儀器免受爐環(huán)境的灰塵和熱的影響。儀器封殼定位成朝向噴燃器10的后部19，以降低接收自爐的輻射熱能。儀器封殼16至少包括數(shù)據(jù)收集器60、功率供應(yīng)，以及用于將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)收集器發(fā)送到位于本地或遠(yuǎn)處的數(shù)據(jù)接收器200 (它可收集和顯示來自多個噴燃器的數(shù)據(jù))的發(fā)送器62。
[0065]功率供應(yīng)用來對壓力傳感器、數(shù)據(jù)收集器和發(fā)送器以及需要功率的任何其它傳感器和裝備提供功率。優(yōu)選地，功率供應(yīng)由可或不可通過本地能量收集或發(fā)電充電的本地電池提供功率，以避免必須將外部功率連接到儀器封殼16。例如，本地發(fā)電可包括使用溫度梯度、質(zhì)量流、光、感應(yīng)或其它手段來產(chǎn)生足夠的功率，以支持儀器封殼16中的傳感器和其它相關(guān)聯(lián)的裝備。
[0066]圖8是用于操縱噴燃器數(shù)據(jù)的示例性系統(tǒng)的示意圖，要理解的是，硬件、固件和軟件的各種備選組合可構(gòu)造和組裝成實現(xiàn)相同的功能。一個或多個噴燃器10可安裝在爐70中，各個噴燃器10都具有上面描述的儀器封殼16。在圖8的示意圖中，多個噴燃器10安裝在爐70中。各個儀器封殼16包含用于收集和匯聚由噴燃器10上的各個傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集器60，以及用于發(fā)送來自數(shù)據(jù)收集器60的數(shù)據(jù)的無線發(fā)送器62，以及諸如功率供應(yīng)的其它構(gòu)件。數(shù)據(jù)收集器60可獨立地或以組合的方式通過硬件、固件和軟件中的一個或多個編程成執(zhí)行特定用途的功能。
[0067]在示例性實施例中，各個噴燃器10處的數(shù)據(jù)收集器60使用高度可配置的無線智能傳感器節(jié)點(WIN)來匯聚關(guān)于那個噴燃器10的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集器60對與噴燃器10相關(guān)聯(lián)的各種傳感器提供功率，并且編程成將介于3.2 V和6 V之間的電池電壓轉(zhuǎn)換成例如各個傳感器所需的正確電壓(例如12 V)。電池電壓可由安裝在本地的電池供應(yīng)，電池是可更換的，或者可通過本地發(fā)電充電。在一個實施例中，傳感器發(fā)送模擬輸出信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器來讀取模擬輸出信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有可編程的增益放大器，以考慮到各個傳感器的輸出范圍。在另一個實施例中，傳感器發(fā)送基于各個傳感器的輸出范圍縮放比例或可縮放比例的數(shù)字輸出信號。
[0068]數(shù)據(jù)收集器60還能夠讀取數(shù)字傳感器或指示符，諸如序列號。內(nèi)部溫度傳感器允許監(jiān)測周圍溫度，并且因而可監(jiān)測熱電偶的冷接點補償。內(nèi)部加速計允許測量節(jié)點的姿態(tài)(并且因此測量節(jié)點附連到什么上)。使用高級功率管理來最大程度地增加電池壽命。特別地，數(shù)據(jù)收集器60編程成在進行測量時，基于一系列感測到的狀況或常規(guī)計劃，對傳感器提供功率。
[0069]通過將采用的放大器的增益、冷端補償和任何其它有關(guān)因素考慮在內(nèi)，傳感器度量得到強化，并且優(yōu)選地通過無線鏈路將傳感器度量發(fā)送到數(shù)據(jù)接收/處理中心200。在示例性實施例中，無線鏈路使用2.4 GHz ISM帶和802.15.4標(biāo)準(zhǔn)作為其物理層和媒體訪問控制(MAC)。但是，可使用目前已知或今后開發(fā)出的適合運行環(huán)境的任何其它無線鏈路。協(xié)議使用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。備選頻率和協(xié)議是可行的，包括(無限制)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。選擇2.4 GHz帶，因為它是世界范圍的ISM帶，而大多數(shù)其它ISM帶是針對國家的。與節(jié)點的無線鏈路是雙向的，以允許無線地配置節(jié)點。為了安全目的，可在發(fā)送之前對數(shù)據(jù)加密。數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)收集器60直接發(fā)送到數(shù)據(jù)中心200，或者通過一個或多個W1-Fi中繼器間接地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心200，這取決于噴燃器10和數(shù)據(jù)中心200之間的距離和信號路徑。
[0070]數(shù)據(jù)中心200構(gòu)造成接收來自單獨的噴燃器10的數(shù)據(jù)，而且還可構(gòu)造成將數(shù)據(jù)發(fā)送到基于云的服務(wù)器，然后基于云的服務(wù)器可通過互聯(lián)網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)來提供數(shù)據(jù)，提供警報，以及執(zhí)行任何其它計算功能。數(shù)據(jù)中心200可為構(gòu)造和編程成執(zhí)行本文描述的所有期望功能的單塊硬件或協(xié)作的多塊硬件。
[0071]電功率可由本地功率發(fā)生系統(tǒng)供應(yīng)到數(shù)據(jù)收集器60。圖8顯示示例性本地功率發(fā)生系統(tǒng)208，它用以對數(shù)據(jù)收集器60提供電功率。在描繪的實施例中，本地功率發(fā)生系統(tǒng)208包括可再充電的電池206或超級電容器和能量采集器204。可再充電的電池206可包括例如一個或多個鋰離子電池等。對電池206充電和放電由電池監(jiān)督器202控制，電池監(jiān)督器202作為轂定位在數(shù)據(jù)收集器60、電池206和能量收集器204之間。電池監(jiān)督器202可構(gòu)造成執(zhí)行各種功能，獨自或以組合的方式包括(但不限于)下者中的一個或多個:調(diào)節(jié)流到和流出電池206和能量收集器204的功率；為了最大程度地提高從能量收集器204獲得的能量效率進行的最大功率點跟蹤；以及僅在電池206中有足夠能量時容許數(shù)據(jù)收集器60打開。本文描述的本地功率發(fā)生系統(tǒng)208可用來分別對位于各個噴燃器10處的單獨的數(shù)據(jù)收集器60提供功率，或者一個本地功率發(fā)生系統(tǒng)可對一個或多個附近的數(shù)據(jù)收集器60提供功率。這些本地功率發(fā)生系統(tǒng)可運行來在使用量低的時期期間存儲功率，以及在使用量高的時期期間釋放功率，從而最大程度地降低能量收集器所需的容量。另外，可使用類似的本地功率發(fā)生系統(tǒng)208來對一個或多個數(shù)據(jù)中心200提供功率。
[0072]高級功率管理幫助確保以有限的電池或本地產(chǎn)生的功率供應(yīng)長期地運行系統(tǒng)。功率供應(yīng)到無線智能傳感器節(jié)點(WIN)，無線智能傳感器節(jié)點可非常好地構(gòu)造成對各個不同的傳感器提供恰當(dāng)?shù)乃桦妷骸４送?，?dāng)不使用傳感器時，WIN智能地切斷通往單獨的傳感器的功率，當(dāng)使用傳感器時，WIN收集來自傳感器的數(shù)據(jù)，并且以可配置的時間間隔發(fā)送數(shù)據(jù)。指示燈顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，而且還提供警告。通過僅在使用傳感器時對其提供功率(例如，在預(yù)定時間運行，以獲得周期性度量)，這會節(jié)約來自功率供應(yīng)的功率。但是，已經(jīng)確定了，一些傳感器(包括(但不限于)壓力傳感器)在被提供功率不久之后可能不會提供可靠數(shù)據(jù)，而且對于僅在少量時間被提供功率不能很好地作出響應(yīng)。因此，系統(tǒng)需要慎重地選擇傳感器和WIN的具體構(gòu)造，以使通電和斷電循環(huán)與各個傳感器的運行要求匹配。
[0073]數(shù)據(jù)收集器接收來自所有傳感器的信號，并且發(fā)送器將收集到的信號數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)指示器，在那里，用戶可觀察被測量的各種參數(shù)的狀態(tài)。
[0074]在描繪的實施例中，噴燃器10還具有在分級閥48上的旋轉(zhuǎn)傳感器124，以檢測分級百分比。旋轉(zhuǎn)傳感器124可包括(但不限于)霍爾效應(yīng)型傳感器、加速計型傳感器、電位計、光學(xué)傳感器，或者可指示旋轉(zhuǎn)位置的任何其它傳感器。額外的位置和角度傳感器可用來確定噴燃器本體14相對于爐或噴燃器塊12的位置和/或角度、噴槍20相對于噴燃器本體14或噴燃器塊12的位置和/或角度、噴槍20的插入深度，以及可與噴燃器10的運行有關(guān)的任何其它角度或位置。
[0075]例如，油噴槍20上的位置傳感器可用來檢測和檢驗正確的插入深度，以及記錄用于跟蹤性能的信息。噴燃器10上的角度傳感器可用來確保噴燃器恰當(dāng)?shù)匕惭b。這可用于確保噴燃器抵靠著安裝板恰當(dāng)?shù)爻凶?，以承坐正密封件。另外，相對于水平面以給定的角度安裝噴燃器有時是合乎需要的。諸如噴燃器和安裝板之間的接觸傳感器的其它傳感器可用來確保將噴燃器恰當(dāng)?shù)匕惭b到安裝板上。通過使用一個或多個這樣的傳感器(優(yōu)選地至少兩個)，噴燃器可檢查其安裝，以確保它不是半開的，而是實際上接觸兩個傳感器(例如，頂部傳感器和底部傳感器，或者左邊的傳感器和右邊的傳感器，或者所有四個位置)。
[0076]額外的連接端口可位于油噴槍20、噴燃器本體14和/或噴燃器塊12上，以使得能夠?qū)㈩~外的外部傳感器或其它信號連接到數(shù)據(jù)收集器上，以發(fā)送到數(shù)據(jù)中心200。
[0077]在系統(tǒng)的一個實施例中，各個噴燃器本體14和各個油噴槍20具有獨特的標(biāo)識器。這是有用的，因為油噴槍可與噴燃器本體分開，并且可轉(zhuǎn)換到不同的噴燃器本體上。通過在噴燃器本體和噴槍上結(jié)合獨特的標(biāo)識器，儀器箱中的通信裝備(與噴槍一起運動)可識別它連接到哪個噴燃器本體上，以進行歷史數(shù)據(jù)讀取、趨勢分析和為了其它原因。這個標(biāo)識器可為RFID、一種類型的無線發(fā)送器、條形碼、單總線硅序列號、獨特的電阻器、經(jīng)編碼的標(biāo)識器或者任何其它標(biāo)識手段。
[0078]單獨地和以組合的方式測量噴燃器及其構(gòu)件的各種溫度、壓力和位置和來自其它相關(guān)聯(lián)的裝備(包括流量控制橇(skid))的饋送流和輸入可提供使得操作者能夠僅在需要時執(zhí)行預(yù)防性維護和避免代價高昂的意外失效或停機的有價值的信息。
[0079]在一個示例中，高的油末端溫度以及高于期望的油壓力和霧化氣體壓力可指示油噴嘴堵塞或者開始堵塞。這警告操作者，應(yīng)立刻進行維護，使得末端不會在熱爐中燒壞。
[0080]油入口壓力和霧化氣體入口壓力之間的差可提供對期望燃燒速率的估計，因為對于給定的燃燒速率，在油和霧化氣體之間將存在期望壓差。但是，這個燃燒速率估計可受堵塞的影響。備選地，或者結(jié)合測量油和霧化氣體壓力之間的差，氧入口壓力和分級閥位置可用來基于假設(shè)的化學(xué)計量來計算燃燒速率，并且這個度量典型地不受油噴嘴堵塞的影響。所以對于任何燃燒速率，如果油和霧化氣體之間的壓差高于期望(基于測得的油溫度而考慮油粘度)，則這指示正發(fā)生一些堵塞且需要維護。
[0081]圖6針對處于三個不同的油溫下的成分已知的燃料油比較油入口和霧化氣體入口壓力之間的隨燃燒速率而變化的壓差。在所有情況下，霧化噴嘴都是干凈且暢通無阻的。如從可數(shù)據(jù)中看出的那樣，對于溫度較低的油，壓差在所有燃燒速率下都較大，其中，壓差在較高的燃燒速率下在絕對項和相對項兩者方面變得較大。測試已經(jīng)顯示，與單獨的油入口壓力相比，這個壓差是霧化噴嘴狀況的更好的指標(biāo)。
[0082]在與圖6相同的軸上，圖7比較175 °F下的三種情況:三角形數(shù)據(jù)點表示第一燃料，并且是與圖6上的三角形數(shù)據(jù)點相同的數(shù)據(jù)；圓形數(shù)據(jù)點表示在干凈的霧化噴嘴的情況下在相同溫度狀況下具有更有粘性的成分的第二燃料；并且菱形數(shù)據(jù)點表示第一燃料，但是第一燃料流過部分受阻的霧化噴嘴?？汕宄乜吹?，由于其粘度較高，第二燃料展現(xiàn)比粘度較低的第一燃料高得多的壓差(在油入口壓力和霧化氣體壓力之間)，而且當(dāng)霧化噴嘴部分受阻或堵塞時，壓差顯著升高。另外，當(dāng)溫度意外改變時，在圖表的右上方圈出的菱形數(shù)據(jù)點在霧化噴嘴的溫度漂移的期間出現(xiàn)，從而顯示考慮到輔助作用的多變量監(jiān)測作為對所有傳感器和系統(tǒng)的恰當(dāng)運行的內(nèi)部檢查也是有用的。
[0083]另外，使用對燃燒速率的任何估計(但是確定的)會提供期望油壓力。如果油壓力高于期望油壓力，則要么正發(fā)生一些堵塞，要么油粘度低于期望。比期望更高的油壓力以及油入口溫度將幫助確定油粘度是否低，或者油噴嘴是否部分被阻塞。
[0084]如果油壓力正如所期望，而且入口油溫度正如所期望，則較高的末端溫度可指示末端插入得比設(shè)計的更深，或者火焰不在期望的地方(參見下面的示例)。因此，例如為了確定末端溫度升高或油壓力低于期望或油壓力高于期望的原因，要清楚在各種測得的參數(shù)之間存在復(fù)雜的相互影響。注意，除了比較各個噴燃器上的這些參數(shù)與(例如)歷史數(shù)據(jù)或預(yù)測數(shù)據(jù)之外，還可在不同噴燃器之間比較這些參數(shù)，以檢測一個噴燃器的異常運行，而且可結(jié)合這些參數(shù)與其它裝置數(shù)據(jù)。這個確定可包括多變量分析，例如在2013AIChE年會的Neogi, D 等人的會議報告 N0.268b(2013 年 11 月 5 日)“A New Paradigm in Real TimeAsset Monitoring and Fault Diagnosis (關(guān)于實時資產(chǎn)監(jiān)測和故障診斷的新范例)”中描述的那樣。
[0085]在另一個示例中，高于期望的氧化劑壓力可指示噴燃器塊12中的氧化劑流面積減小。期望氧化劑壓力可由其它測得的變量確定，變量包括流量控制橇數(shù)據(jù)。氧化劑壓力隨氧化劑流量(或者對于一級近似，是已知化學(xué)計量的燃燒速率)和分級閥位置而改變。通過基于測得的油壓力(假設(shè)干凈的油噴嘴)，或者根據(jù)上面描述的方法來估計氧化劑流量，基于分級閥位置，存在期望氧化劑壓力。如果氧化劑壓力高于期望氧化劑壓力，則這可指示氧化劑的流面積減小，因為噴燃器塊開口或一些其它開口阻塞。噴燃器塊開口可能由于被塊面、渣料或可能飛濺或滴落到噴燃器上的其它材料的流失而部分地堵塞。如果發(fā)生這種局部阻塞而未被發(fā)現(xiàn)，則這可導(dǎo)致噴燃器和/或噴燃器塊失效，所以在發(fā)生這種失效之前進行檢測是重要的。為了更精確地確定期望氧化劑壓力，例如還通過氧化劑流量計來確定氧化劑流率，或者使用噴燃器燃燒速率(可使用前面描述的方法來確定)和化學(xué)計量來推斷氧化劑流率可為有用的。
[0086]在另一個示例中，可使用安裝在噴燃器塊12的面18附近的一個或多個溫度傳感器110來檢測火焰檢測，例如通過比較在氧化劑和油的出口上方和下方，或者在氧化劑和油的出口的左邊和右邊的噴燃器塊溫度。與二級氧化劑出口相比，這些度量對于頂部(一級氧化劑和燃料)出口可為特別有用的。
[0087]在另一個示例中，分級閥位置本身可用來確定噴燃器設(shè)定得到優(yōu)化，以及確定操作者/工程師知道噴燃器什么時候有了變化。典型地，在啟動或開始期間設(shè)定分級閥位置，以針對特定的爐和過程優(yōu)化分級閥位置，以優(yōu)化噴燃器性能。在啟動之后，分級閥位置通常不會改變。但是，有時分級閥可能被意外或有意地轉(zhuǎn)到非最佳位置，而且識別這種狀況，以確保噴燃器正如期望的那樣運行將是重要的。
[0088]在另一個示例中，入口油溫度可用來估計霧化噴嘴22處的油粘度。粘度取決于油的成分，所以入口油溫度本身無法確定粘度，但它可提供關(guān)于粘度的信息，尤其是在與入口油壓力(隨粘度改變)結(jié)合時。這將讓操作者了解入口溫度是否合適，而且在與壓力數(shù)據(jù)結(jié)合時，讓操作者能夠了解油成分是否已經(jīng)改變。
[0089]在另一個示例中，位置和角度傳感器可提供關(guān)于噴燃器的定向以及其安裝是否恰當(dāng)?shù)男畔?，包括噴燃器是否水平，或者是否相對于爐壁處于期望斜度或角度。另外，噴槍上的傳感器電纜與儀器封殼的連接使得噴槍連接到噴燃器上，并且因此安裝在爐中。
[0090]在另一個示例中，監(jiān)測可幫助優(yōu)化噴燃器的運行狀況，以減少污染物的形成，諸如氧化氮(NOx)，以及通過減少或消除積碳來最大程度地提高火焰品質(zhì)。
[0091]本實用新型在范圍上不局限于示例中公開的具體方面或?qū)嵤├?，示例意于說明本實用新型的幾方面，而且功能等效的任何實施例都在本實用新型的范圍內(nèi)。除了本文顯示和描述的那些之外，本實用新型的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見，并且各種修改意于落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，包括: 油噴槍，其具有在末端處的油噴嘴，以及在所述末端的遠(yuǎn)處的油入口 ； 包圍所述油噴槍的一級氧化劑通道； 油噴嘴溫度傳感器，其在所述油噴嘴中定位在所述油噴槍的所述末端處； 定位在所述油入口附近的油入口溫度傳感器； 定位在所述油入口通道附近的油壓力傳感器；以及 用于接收來自所述傳感器的數(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述異常噴燃器狀況包括關(guān)于所述油噴嘴、油供應(yīng)系統(tǒng)、所述油噴槍相對于所述一級氧化劑通道的位置和油成分中的一個或多個的潛在問題。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述油噴嘴是霧化噴嘴，所述噴燃器進一步包括: 在所述油噴槍的所述末端的遠(yuǎn)處的霧化氣體入口； 定位在所述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一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括關(guān)于所述霧化噴嘴、油成分和油溫度中的一個或多個的潛在問題。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述噴燃器進一步包括: 氧化劑壓力傳感器，其定位成感測至少供應(yīng)到所述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一步指示存在或不存在異常噴燃器狀況，這包括所述一級氧化劑通道的部分阻塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，進一步包括: 與所述一級氧化劑通道隔開固定距離的二級氧化劑通道； 確定氧化劑在所述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)到所述一級和二級氧化劑通道的氧化劑的相對比例； 其中，所述分級閥位置以及所述氧化劑壓力可用來進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，以及所述一級和二級氧化劑通道中的一個或兩者部分阻塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述噴燃器進一步包括: 噴燃器塊，其具有在爐附近的熱面； 在所述噴燃器塊中安裝在所述熱面附近的噴燃器塊溫度傳感器； 其中，所述噴燃器塊溫度傳感器可用來進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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述噴燃器進一步包括: 用于感測所述噴燃器的安裝角度的位置傳感器； 其中，所述噴燃器的所述安裝角度可用來進一步指示所述噴燃器是否相對于爐以期望定向和/或斜度安裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述噴燃器進一步包括: 用于發(fā)送所述儀器封殼的內(nèi)部溫度的溫度傳感器； 其中，所述儀器封殼內(nèi)部溫度可用來指示所述封殼中的電子構(gòu)件有潛在的過熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述噴燃器進一步包括: 在所述一級氧化劑通道上的獨特標(biāo)識器；以及 在所述油噴槍上的獨特標(biāo)識器； 其中，所述一級氧化劑通道的標(biāo)識器和所述油噴槍的標(biāo)識器可用來標(biāo)記數(shù)據(jù)，以便進行分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述儀器封殼包括: 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)的組合和周期性計劃中的一個或兩者以及考慮單獨的傳感器中的各個的具體要求，而對單獨的傳感器提供功率；以及 用于將傳感器數(shù)據(jù)從所述數(shù)據(jù)收集器無線地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的發(fā)送器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶監(jiān)測的氧-油噴燃器，其特征在于，所述儀器封殼進一步包括: 用于對所述數(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)。
【文檔編號】F23D11/36GK204240352SQ201420289264
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月2日
【發(fā)明者】J.D.科爾, R.J.亨德肖特, J.G.伊默, T.D.M.李 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司