一种用于直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置的制作方法

本实用新型石油化工尾气处理技术领域，具体为一种用于直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置。

背景技术：

目前的石化行业、煤化工行业的尾气处理过程中，常采用直燃式废气焚烧炉治理vocs，to炉工作过程中，长明灯火焰是否存在是判断设备是否正常工作的重要指标之一。

当前长明灯火焰检测主要采用等离子火焰检测器，当to炉中无废气通入时，长明灯火焰燃烧稳定，当to炉中进入大量废气时，to炉内存在紊流，长明灯的火焰会存在跳动，等离子火焰检测器会对长明灯的火焰存在产生误判。严重时会导致装置停止运行。传统的火焰检测装置，将检测到的火焰信号直接引入dcs，但由于火焰信号受燃料气、废气等因素的限制，存在不稳定情况的发生，会造成引入dcs的火焰信号不稳定。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种用于直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置，目的是提高检测的准确性。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种用于直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置，其特征在于，包括安装在控制柜中的dcs控制器以及设置在检测现场的第一等离子火焰检测器、第二等离子火焰检测器、第一紫外火焰检测器、第二紫外火焰检测器、燃气切断阀；所述的第一等离子火焰检测器、第二等离子火焰检测器、第一紫外火焰检测器和第二紫外火焰检测器的信号输出端分别与所述dcs控制器的信号输入端相连接，所述的dcs控制器的信号输出端与所述燃气切断阀的信号输入端相连接；所述的dcs控制器包括滤波算法处理器、第一信号表决处理器和第二信号表决处理器。

进一步的，还包括中央控制室内的显示屏，所述的dcs控制器的信号输出端与所述显示屏相连接。

进一步的，所述的第一等离子火焰检测器、第二等离子火焰检测器、第一紫外火焰检测器和第二紫外火焰检测器分别与所述的滤波算法处理器的输入端相连接，所述滤波算法处理器的输出端与所述第一信号表决处理器的输入端相连，所述第一信号表决处理器的输出端与所述第二信号表决处理器的输入端相连，所述第二信号表决处理器的输出端与所述燃气切断阀相连接。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型引入dcs的火焰信号进行处理，根据火焰自身不稳定的特性通过滤波算法处理器，用此算法对火焰信号进行处理。紫外火检信号与等离子火检信号经过滤波算法处理器后火焰信号高频杂波都被去除，留下稳定的火焰信号。再通过信号表决处理器，用此算法对火焰是否存在进行准确判断，可以把有故障的信号排除并给出报警指示。

通过第一等离子火焰检测器、第二等离子火焰检测器、第一紫外火焰检测器和第二紫外火焰检测器设置冗余系统以及滤波算法处理器、信号表决处理器对火焰信号的处理，可以准确判断长明灯是否有火焰存在，使得对长明灯火焰判断更加精确。

附图说明

图1为直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置结构图。

图2为滤波算法处理器结构图。

图3为信号表决处理器结构图。

图4为经过滤波算法处理器前的信号与经过滤波算法处理器后的信号对比图。

其中，1为第一等离子火焰检测器，2为第二等离子火焰检测器，3为第一紫外火焰检测器，4为第二紫外火焰检测器，5为滤波算法处理器，6为第一信号表决处理器，7为第二信号表决处理器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1-4所示，是一种用于直燃式废气焚烧炉的火焰冗余检测装置，包括安装在控制柜中的dcs控制器以及设置在检测现场的中作为传感器的第一等离子火焰检测器1、第二等离子火焰检测器2、第一紫外火焰检测器3、第二紫外火焰检测器4、燃气切断阀；dcs控制器包括四个滤波算法处理器5、两个第一信号表决处理器6和第二信号表决处理器7。

第一等离子火焰检测器1、第二等离子火焰检测器2、第一紫外火焰检测器3和第二紫外火焰检测器4分别与一个滤波算法处理器5的输入端相连接，与第一等离子火焰检测器1和第一紫外火焰检测器3连接的滤波算法处理器5的输出端与一个第一信号表决处理器6的输入端相连，经过信号表决算法处理，得到结果out5；与第二等离子火焰检测器2和第二紫外火焰检测器4连接的滤波算法处理器5的输出端与另一个第一信号表决处理器6的输入端相连，经过信号表决算法处理，得到结果out6；两个第一信号表决处理器6的输出端与第二信号表决处理器7的输入端相连，结果out5、out6再经过信号表决算法处理，得到结果out7，第二信号表决处理器7的输出端与所述燃气切断阀相连接，通过第二信号表决处理器7输出的火焰信号对燃气切断阀进行动作。

第一等离子火焰检测器1和第一紫外火焰检测器3通过信号表决算法构成冗余系统，判断火焰信号。第二等离子火焰检测器2和第二紫外火焰检测器4通过信号表决算法构成冗余系统，判断火焰信号。信号out5、out6通过信号表决算法构成冗余系统，判断火焰信号。最终所有的火焰检测信号通过滤波算法与信号表决算法，构成三重冗余系统，得出的结果为最终的火焰信号。

其中，涉及的滤波算法和信号表决算法为本领域现有的计算方法。

图2为滤波算法处理器结构图，下表为滤波算法参数。

滤波算法为一阶滞后算法（低通滤波），过滤掉输入信号（峰值）的高频部分，并传递低频部分。滤波算法的传递函数如下：

如果timeconst<>0：

如果timeconst=0：

其中：

x=当in上一次改变的周期内out的值

δt=当in上一次改变周期内消耗时间，以秒计。

当follow参数设为真（1）的时候，滤波算法禁用而功能块输出（out）等于输入信号（in）；当follow参数设为假（0）的时候，通过滤波算法处理后的火焰信号高频杂波都被去除，留下稳定的火焰信号。

图3为信号表决处理器结构图，当in1、in2至少有一个为真（1）的时候，输出设为真。否则，输出设为假。当输入信号状态的为好值时，此信号参与信号表决，否则不参与信号表决，且信号状态输出端status输出为真（1）。

原有的等离子火检信号与新引入dcs系统的紫外火检信号，经过滤波算法处理后的分别引入信号表决器in1、in2。

本实用新型选用艾默生公司的dcs为控制核心，上述的冗余系统、滤波算法、信号表决算法均在dcs系统中完成。系统具有编程简单、性能稳定，运算能力强，可靠性高，抗干扰能力强等优点。控制中心的工作人员能够及时查看系统状态，安全高效。

图4为经过滤波算法前的信号（in）与经过滤波算法处理后的信号（out）对比图。使用滤波功能块来过滤噪音模拟量输入并保持过程稳定。输出等于输入的时间量根据过程考虑来决定。

timeconst参数用于输出等于输入所需的时间量。

例：当新的输入值等于输出所需的时间为10秒时：

以上，通过将等离子火焰检测器与紫外火焰检测器采集的火焰信号，经过dcs控制器内编写的火焰滤波算法与信号表决算法处理，从而精确判断直燃式热氧化炉的火焰状态，最终达到系统安全、稳定运行的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。