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随着工业生产的日趋扩大,加热炉的使用也越来越广泛。在石油领域,将原油从油田输送到各地的过程中,需要通过加热输送的方法提供给原油热能和动能,防止在此过程中输油管内原油发生的凝结、结蜡等现象,最大限度的减少损耗。因此,在石油输送系统中,加热炉的应用十分重要。在加热炉诸多因素的考虑上,其安全性能尤为重要,能否正确检测出加热炉炉膛内火焰的燃烧情况,直接影响着加热炉的安全使用。因此,系统需在石油输送加热炉的平台上,建立加热炉火焰探测器,通过对加热炉内燃烧的火焰进行实时监测,进而控制加热炉的燃料供应装置,使得在加热炉内灭火时停止燃料供应,防止可燃物堆积引发爆炸,确保加热炉内的安全。
本课题针对石油输送加热炉中的火焰探测器进行了研究与设计。论文对以天然气作为燃料,采用直接加热方式的加热炉进行了分析,得到加热炉打火火焰和正常燃烧火焰紫外线辐射强度。提出了基于AT89S52单片机进行火焰探测的数字火探器设计方案。该方案利用紫外线传感器对火焰辐射出的能量及电磁波进行探测,将光信号转换为便于检测的电信号,并将信号进行调理后,输入AT89S52单片机,单片机对信号进行分析与处理,依据打火和正常燃烧的不同情况,对加热炉打火状况与燃烧状况做出了判决,为加热炉正常、安全工作提供依据。火焰探测器能够实现对打火器火嘴、加热炉炉膛内部实时监测与控制。
论文基于石油输送加热炉,设计了火焰探测器,制作了硬件、编写了软件。在此基础上对火探器的检测范围、检测距离等性能指标进行了实验室测试。测试结果表明,火探器探测火焰可靠频带在0~1kHz,精确度控制在0.01%,信号有效检测距离为0~23cm,符合系统的设计要求并具有稳定的性能,能够对火焰的燃烧情况进行准确检测,在正常燃烧时控制输出,在灭火时及时报警。