火焰检测技术在燃煤电厂中的应用

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1、ABB-UVISOR火焰检测技术在燃煤电厂中的应用摘要：介绍火焰的频谱特性和当前的主要火焰检测技术，并以ABB-UVISOR火焰检测装置为例，阐述了火焰检测系统在 燃煤电厂中的应用，分析了影响火检质量的因素，并提出了具体建议。关键词：频谱；火焰检测；因素；应用；The application of ABB-UVISOR flame detection technology in coal fired power plantAbstract: Introduction to the characteristics of flame spectrum and the current main fl

2、ame detection technology, taking the ABB-UVISOR flame detection device as an example, expounds the application of flame detection system in coal fired power plant, and analyzes the influence factors of fire inspection quality, and puts forward some specific proposals.Keywords: Spectrum; flame detect

3、ion; factors; application;0引言当前，火力燃煤发电机组中，在锅炉正常工作和启停过程中，必须对炉膛火焰燃烧状况进行实时监视， 当发生锅炉灭火时，应立刻切断全部燃料供应，防止可燃物质在炉膛内聚积，发生爆燃甚至引起锅炉爆炸。火焰检测装置是炉膛安全监控系统（FSSS）的核心设备，其作用是依据火焰的物理特性判别炉膛内是 否“有火”，锅炉主燃料跳闸（MFT）中的全炉膛灭火和燃料丧失保护信号均是由火焰检测信号按照一定的 逻辑判断得出的。1炉膛火焰的频谱特性燃料的种类不同，其火焰的频谱特性也不同，同类燃料在不同的燃烧区域，其火焰的频谱特性也存在 差异。燃料的燃烧都辐射少量的紫外线和大

4、量的红外线，并且光谱范围覆盖红外线、可见光和紫外线。因 此，整个光谱范围都可用来进行火焰检测。受燃烧器结构布置、检测方法、燃料种类等因素的影响，火焰闪烁频率与辐射强度之间存在着一定的 规律：1）火焰闪烁频率从从火焰的初始燃烧区向燃烬区依次降低；2）检测器越接近火焰初始燃烧区，可检测到的高频成分（100400Hz）越强；3）检测器探头的视角越窄，所检测到的火焰信号越准确；4）单只燃烧器监视的频率要比全炉膛监视的闪烁频率高得多。2火焰检测技术2.1紫外线火焰检测器紫外线火焰检测器是依照火焰本身所固有的紫外线强度来对火焰进行识别。它采用的敏感元件包括固 态紫外光电池、光敏电阻和紫外光敏管UV。2.2

5、红外线火焰检测器红外线火焰检测器是利用火焰高频闪烁原理，火焰信号通过光纤传输的方式送到检测装置，可以过得 稳定的闪烁振幅，保证了火焰信号的真实性。红外线火焰检测器的探头有红外硅光二极管和硫化铅光敏电 阻。红外线不易被煤尘等燃烧产物吸收，因此可用于检测煤粉火焰、重油火焰。2.3可见光火焰检测器硅光二极管是可见光火焰检测器的检测元件，火焰光通过安装于燃烧器风箱的迭镜组和光导纤维，传 输到炉膛外有红外光学滤波功能的硅光二极管，光电转换后的电流信号经对数放大器放大，输出电压信号， 再经过信号处理转换为标准电流信号。其多用于检测炉膛火球的火焰。3 ABB-U VISOR火焰检测技术的应用3.1检测原理及

6、组成ABB-UVISOR是ABB公司生产的火焰检测系统，采用红外线(IR)型感应检测器探头和紫外线(UV) 型感应检测器探头。UVISOR系统由UR系列检测器单元、双放大器智能单元MFD和MFD参数管理软件 组成。在燃煤电厂中，多采用UR600 2000IR型红外线感应检测器，其检测光谱范围是6003000nm,它只接收 燃烧的动态辐射部分，对加热了的锅炉内壁产生的静态辐射不敏感。MFD智能单元与红外线(IR)检测器连 接工作原理如图1：图13.2系统调试UVISOR火焰检测系统适合多种燃料运行，其火焰信号曲线如图2：图2依据曲线形式分析，图2是对数放大器的曲线图，火焰信号在画面的横坐标中，以

7、分贝为单位进行指 示。其纵坐标为可组态为010V电压的模拟量输出。其调试步骤如下：(1)认真检查探头与MFD控制单元之间的接线是否正确、牢固；(2 )确认冷却风投入正常；(3) MFD控制单元已上电，Safe指示灯点亮，且无错误信息；(4) 做好探头定位准备，松开活动法兰上的紧固螺钉；(5) 使锅炉运行在某一稳定负荷，除被检测的火嘴投运外，其它燃烧器都处于未投运状态，或在允许情 况下投运尽量少的燃烧器。(6) 强制MFD控制单元上的火焰继电器防止意外跳闸。(7) 在MFD中输入“BG”，“LF”和“HF”的初始值，使控制单元显示一个“正”的信号读数。典型值 为:“BG”=15“LF”=80Hz

8、 “HF”=240Hz“DW”=3 秒 “UP”=O 秒(8 )调整探头角度使之能获得最佳信号。(9) 取消火焰强制命令，熄灭本火嘴。(10) 对煤火检进行参数校准，可用AUTOTUNING选项自动完成。(11) 熄灭主燃烧器，检查火焰继电器是否失电。此时信号读数应为负值。燃烧器未投运时可接受的识 别信号应在一5dB10dB区间内。(12) 紧固旋转法兰，固定探头。3.3 MFD控制单元自检功能1) 在线自检。内置自检程序不停地检测模件内的电压以及探头的供电电压。在火焰检测器发生电压故 障时，系统立即将前端部分有关供电切断以避免发生更严重的损坏。模件内的电压故障会导致火焰监视继 电器失电，自检

9、到的故障都会用特定的信息显示给用户。2) 循环自检。在运行过程中，MFD控制单元在不停的循环自检，及时发现火焰检测器的不安全的信 息。当故障影响到所有功能时，火焰监视继电器失电，相应的“SAFE”指示灯闪烁，同时在屏幕上实时显 示错误信息。当检测到的故障信息为非致命故障时，整个设备将继续正常工作，仅有发生故障部分处于失 效状态。4存在问题与建议4.1火焰监测器的“偷看”火焰监测器在运行中，由于运行工况的变化，如果火焰检测参数设置不当，经常会出现有火信号误报 的现象，即所谓的“偷看”对燃煤机组而言，建议根据燃烧工况的变化采用可变参数组，提高火焰检测器本身的可靠性。 4.2煤种掺烧导致火焰检测区偏离目前，受煤炭资源价格的影响，多数燃煤电厂采用不同煤种掺烧的方式来提高经济效益，由于煤质不 固定，对于安装位置固定的火焰检测探头来说，容易发生因偏离观测区段而测不到火焰的状况。建议生产厂家推出一种探头视角可调整的火焰检测装置，使得运行人员可以根据火焰显示的强度值进 行实时调整。