申请/专利权人：北京建筑材料科学研究总院有限公司

申请日：2018-12-04

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109540288B

主分类号：G01J1/42

分类号：G01J1/42;G01J5/48

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要：本发明提供一种回转窑火焰观测装置，包括：第一火焰摄像装置和第二火焰摄像装置，第一火焰摄像装置安装在回转窑门内，回转窑门上安装有燃烧器，第二火焰摄像装置安装在燃烧器内开设的孔道内，孔道由燃烧器的端部沿轴向开设，孔道与燃烧器内部的喷射风道或旋转风道相通。本发明提供的回转窑火焰观测装置，在燃烧器的外侧安装第一火焰摄像装置的基础上，在燃烧器本身增加第二火焰摄像装置，从而实现对火焰外部和内部的性状的全面观测，同时增加比色高温计，对火焰的温度梯度进行观测形成火焰的立体展示，能够全方位地观测和评价火焰，更好地优化燃料的燃烧效率，该装置无环保和特殊限制，完全适合工业生产场合，使用安全可靠。

主权项：1.一种回转窑火焰观测装置，包括第一火焰摄像装置，所述第一火焰摄像装置安装在回转窑门内，所述回转窑门上安装有燃烧器，所述燃烧器的端部位于所述回转窑门内，其特征在于，还包括：第二火焰摄像装置，所述第二火焰摄像装置安装在所述燃烧器内开设的孔道内，所述孔道由所述燃烧器的端部沿轴向开设，所述孔道与所述燃烧器内部的喷射风道或旋转风道相通。

全文数据：一种回转窑火焰观测装置技术领域本发明涉及火焰观测技术领域，更具体地，涉及一种回转窑火焰观测装置。背景技术回转窑端部的燃烧器是水泥工业必不可少的重要设备。经由燃烧器产生接近2000℃的高温火焰，火焰的燃烧效果直接关系到燃料的燃烧效率，直接关系到回转窑所煅烧物料的质量和产量，关系到燃料的消耗和对大气环境的污染排放量。因此，实时可靠地观测火焰燃烧状况，根据火焰来进行相关调整至关重要，对节能减排、提质增效具有重要的指导意义。目前，广泛采用的是在回转窑头配备耐高温电视摄像头，将火焰外观形状通过电缆传送到控制中心。从摄像头安装的位置和显示的火焰形状可以看出，仅仅显示的是火焰外部形状和燃烧情况，而无法观测火焰内部的燃烧情况。发明内容一要解决的技术问题本发明的目的是提供一种回转窑火焰观测装置，以解决现有的火焰观测装置无法同时观测火焰外部和内部燃烧情况的问题。二技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种回转窑火焰观测装置，包括第一火焰摄像装置，所述第一火焰摄像装置安装在回转窑门内，所述回转窑门上安装有燃烧器，所述燃烧器的端部位于所述回转窑门内，还包括：第二火焰摄像装置，所述第二火焰摄像装置安装在所述燃烧器内开设的孔道内，所述孔道由所述燃烧器的端部沿轴向开设，所述孔道与所述燃烧器内部的喷射风道或旋转风道相通。优选地，所述燃烧器包括多层套管，所述孔道开设在与所述喷射风道或旋风风道相邻设的套管内，所述喷射风道或旋风风道与所述孔道之间的所述套管上设有进风口，所述第二火焰摄像装置位于所述进风口与所述燃烧器的端部之间。优选地，所述进风口位于所述孔道远离所述燃烧器的端部的一端。优选地，还包括辐射测温装置，所述辐射测温装置安装在所述孔道内。优选地，所述孔道内设有支架，所述第二火焰摄像装置和所述辐射测温装置固定安装在所述支架上。优选地，所述支架包括：支撑环和多根支撑条，所述支撑环与所述孔道的内壁固定连接，多根所述支撑条沿所述支撑环的径向设置并在所述支撑环的圆心处形成节点，所述第二火焰摄像装置和辐射测温装置均固定在所述节点位置。优选地，所述辐射测温装置为比色高温计。优选地，所述第一火焰摄像装置采用高温光学摄像头或强光抑制摄像头，所述第二火焰摄像装置均采用强光抑制摄像头。三有益效果本发明提供的本发明提供的回转窑火焰观测装置，在目前燃烧器的外侧安装第一火焰摄像装置的基础上，同时在燃烧器本身的套管内开设孔道，并在孔道内装设第二火焰摄像装置，从而实现对火焰外部和内部的燃烧性状的全面观测，从而更好地优化燃料的燃烧效率。此外，在孔道内增加辐射测温装置，对火焰的温度梯度进行观测形成火焰的立体展示，能够全方位地观测和评价火焰，进一步优化燃料的燃烧效率，该装置无环保和特殊限制，完全适合工业生产场合，使用安全可靠。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中回转窑火焰观测装置的安装位置示意图；图2为本发明实施例中燃烧器内部的结构示意图；图3为本发明实施例中支架与孔道安装的截面图；图中：1-第一火焰摄像装置；2-第二火焰摄像装置；3-回转窑门；4-回转窑；5-燃烧器；6-孔道；7-喷射风道；8-旋转风道；9-套管；10-进风口；11-辐射测温装置；12-支架；13-支撑环；14-支撑条。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。参考图1至图3所示，本发明实施例提供一种回转窑火焰观测装置，包括：第一火焰摄像装置1和第二火焰摄像装置2，第一火焰摄像装置1安装在回转窑门3内，用于观测火焰的外部燃烧情况，回转窑门3为回转窑4起密封作用，现有的燃烧器5一般安装在回转窑门3的中心位置，燃烧器5的端部位于回转窑门3内，火焰经燃烧器5的端部喷出并对回转窑4内的物料进行燃烧。其中，第一火焰摄像装置1的安装位置选择性较大，采用普通的高温光学摄像头即可，当然也可以采用强光抑制摄像头，效果更好。燃烧器5一般包括多层钢制的套管9，将高压风和煤粉输送风分开，燃烧器5的端部以外0.5米及更远处，是高达近2000℃的高温，但在燃烧器5的内部，因为存在高压高速的喷射风和旋转风，使燃烧器5内部保持在几十度的一般常温。其中，喷射风由喷射风道7向燃烧器5的端部通入，旋转风由旋转风道8向燃烧器5的端部通入。为了实现对火焰内部燃烧情况的观测，本发明实施例中将第二火焰摄像装置2安装在燃烧器5内开设的孔道6内并对准火焰内部，孔道6由燃烧器5的端部沿燃烧器5的轴向朝内开设，孔道6与燃烧器5内部的喷射风道7相通，或者与旋转风道8相通。由喷射风道7或旋转风道8为孔道6内的第二火焰摄像装置2进行冷却，以保证第二火焰摄像装置2的正常运转。图中以孔道6与喷射风道7相通为例进行说明。第二火焰摄像装置2均采用强光抑制摄像头，体积小，便于安装。在上述实施例的基础上，具体地，由于燃烧器5包括多层钢制的套管9，孔道6具体开设在套管9内，其孔道6所在的套管9与喷射风道7或旋风风道8相邻设置。喷射风道7或旋风风道8与孔道6之间的套管9上设有进风口10，第二火焰摄像装置2位于进风口10与燃烧器5的端部之间，以保证从进风口10进入的。在上述各实施例的基础上，进风口10位于孔道6远离燃烧器5的端部的一端，以保证孔道6内有足够长的冷却进风通道，充分对第二火焰摄像装置2进行降温。在上述各实施例的基础上，为了实现对火焰温度的分布情况进行测试，以便对火焰燃烧进行深层评价与改进，本发明实施例提供的回转窑火焰观测装置还包括辐射测温装置11，辐射测温装置11用于测量高温火焰的温度分布，辐射测温装置11也同样安装在第二火焰摄像装置2所在的孔道6内；当然，也可以再另外开设一条孔道，只需要保证该孔道与喷射风道7或旋风风道8其中一个相通即可，从而将辐射测温装置11与第二火焰摄像装置2分开安装。在上述各实施例中，位于孔道6内的辐射测温装置11与第二火焰摄像装置2采集的信号均通过电缆或者光缆与外界进行数据传输。在上述各实施例的基础上，为了更好地实现对第二火焰摄像装置2和辐射测温装置11进行固定，以保证良好的通风冷却效果。本发明实施例中，在孔道6内设有支架12，第二火焰摄像装置2和辐射测温装置11固定安装在支架12上。为了进一步提高通风冷却效果，支架12具体包括：支撑环13和多根支撑条14，支撑环13与孔道6的内壁之间固定连接，当然也可采用过盈配合，只要能够满足在高压高速的喷射风或旋转风的扰动即可。多根支撑条13沿支撑环14的径向设置，并在支撑环13的圆心处汇集形成节点，第二火焰摄像装置2和辐射测温装置11均固定在节点位置，喷射风或旋转风从支撑条之间的缝隙中通过，从而对第二火焰摄像装置2和辐射测温装置11冷却。在上述各实施例的基础上，本发明实施例中的辐射测温装置11具体可采用比色高温计，比色高温计是辐射高温计的一种，比色高温计根据受热物体发出的辐射线中两种波长下辐射强度之比，随物体实际温度而变化的原理制成。测出两种波长下辐射强度之比，就可知道受热物体的温度。与光学高温计相比，比色高温计测得的是真实物体本身的温度，不需修正，测量结果更加精确。本发明实施例提供的回转窑火焰观测装置，在燃烧器端面与喷射风或旋转风相邻的钢制套管圆周上任何适合位置上钻孔，沿燃烧器的轴向开孔开具孔道，与高压风联通，进行冷却，并设立圆环支架，将燃烧器内部和外部的强光抑制摄像头以及比色高温计固定在支架上，可以实现直接观察火焰内部燃烧情况，同时测试火焰的温度分布情况，可以将火焰的温度分布与火焰形状对应起来，在显示终端，形成立体温度再现显示与温度描述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种回转窑火焰观测装置，包括第一火焰摄像装置，所述第一火焰摄像装置安装在回转窑门内，所述回转窑门上安装有燃烧器，所述燃烧器的端部位于所述回转窑门内，其特征在于，还包括：第二火焰摄像装置，所述第二火焰摄像装置安装在所述燃烧器内开设的孔道内，所述孔道由所述燃烧器的端部沿轴向开设，所述孔道与所述燃烧器内部的喷射风道或旋转风道相通。2.根据权利要求1所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述燃烧器包括多层套管，所述孔道开设在与所述喷射风道或旋风风道相邻设的套管内，所述喷射风道或旋风风道与所述孔道之间的所述套管上设有进风口，所述第二火焰摄像装置位于所述进风口与所述燃烧器的端部之间。3.根据权利要求2所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述进风口位于所述孔道远离所述燃烧器的端部的一端。4.根据权利要求2所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，还包括辐射测温装置，所述辐射测温装置安装在所述孔道内。5.根据权利要求4所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述孔道内设有支架，所述第二火焰摄像装置和所述辐射测温装置固定安装在所述支架上。6.根据权利要求5所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述支架包括：支撑环和多根支撑条，所述支撑环与所述孔道的内壁固定连接，多根所述支撑条沿所述支撑环的径向设置并在所述支撑环的圆心处形成节点，所述第二火焰摄像装置和辐射测温装置均固定在所述节点位置。7.根据权利要求4至6中任一所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述辐射测温装置为比色高温计。8.根据权利要求1至6中任一所述的回转窑火焰观测装置，其特征在于，所述第一火焰摄像装置采用高温光学摄像头或强光抑制摄像头，所述第二火焰摄像装置均采用强光抑制摄像头。

百度查询： 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种回转窑火焰观测装置

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