火焰檢測(cè)器是鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)中的重要設(shè)備,其作用是根據(jù)火焰的燃燒特性對(duì)燃燒工況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),一旦火焰燃燒狀態(tài)不滿足正常條件或熄火時(shí),按一定方式給出信號(hào),保證鍋爐滅火時(shí)停止燃料供應(yīng)。 它主要是由探頭和信號(hào)處理器兩個(gè)部分組成。
火檢檢測(cè)器的類型
⑴直接式火檢器。一般用于點(diǎn)火器的火焰檢測(cè),常用的有檢出電極法、差壓法、聲波法和溫度法等。
⑵間接式火檢器
利用輻射光能原理,檢測(cè)火焰中的紫外、可見(jiàn)和紅外光線的存在以判定火焰狀況。
⑶數(shù)字圖象火檢裝置
用CCD攝象機(jī)攝取火焰圖象送到計(jì)算機(jī)對(duì)圖象進(jìn)行數(shù)字化處理,計(jì)算出燃料燃燒火焰的溫度場(chǎng),火焰的能級(jí),從而判斷出燃燒的好壞及燃燒不穩(wěn)告警和熄火保護(hù)等。
2、火焰檢測(cè)裝置構(gòu)造
⑴探頭部分
探頭一般由透鏡,光導(dǎo)纖維,光敏元件構(gòu)成。由于是在高溫和污染環(huán)境下工作,透鏡、光纖和傳感元件都密封在一長(zhǎng)形鋼管內(nèi),并以風(fēng)冷卻。確保探頭不被損壞和污染.?;鹧娈a(chǎn)生的輻射能和圖象經(jīng)過(guò)透鏡聚焦到光纖輸入端,輸出端傳送到光電敏感元件而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(包括模擬圖象信號(hào)),送入電放大器和計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理,最后通過(guò)顯示器顯示火焰狀況。
⑵機(jī)箱部分
機(jī)箱內(nèi)裝有電子線路放大板和單片計(jì)算機(jī)等元器件。火焰信號(hào)經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)機(jī)箱里被轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。機(jī)箱里包括了4個(gè)角的檢測(cè)線路和2/4邏輯線路。對(duì)于不同的燃料,不同的火焰檢測(cè)原理,機(jī)箱的線路結(jié)構(gòu)均有不同。
⑶風(fēng)冷部分
由于探頭工作環(huán)境溫度很高,灰塵油霧等影響,設(shè)立了專門的風(fēng)冷系統(tǒng),用二臺(tái)互為備用的風(fēng)機(jī),對(duì)探頭進(jìn)行冷卻吹掃。
3、各種火焰檢測(cè)器綜述
⑴紅外線火檢通過(guò)檢測(cè)燃燒火焰放射的紅外線強(qiáng)度和火焰頻率來(lái)判別火焰是否存在,探頭采用硫化鉛光電管或硅光電二極管,由于爐膛火焰閃爍頻率低于燃燒器頻率,紅外線火檢能區(qū)分燃燒器和背景火焰。
⑵可見(jiàn)光火檢同時(shí)檢測(cè)火焰閃爍頻率和可見(jiàn)光亮度,并進(jìn)行邏輯加運(yùn)算來(lái)檢測(cè)燃燒火焰的存在。采用火焰平均光強(qiáng)和脈動(dòng)閃爍頻率雙信號(hào),可提高檢測(cè)的可靠性。另外,可見(jiàn)光檢測(cè)器有濾紅外光功能,能排除煙塵,熱煙氣,爐渣和爐壁的紅外輻射,進(jìn)一步提高了火檢的可靠性。但是可見(jiàn)光不能穿透灰塵、煙霧,而紅外則有一定的穿透能力。因此,紅外檢測(cè)比可見(jiàn)光更理想。
⑶組合探頭火檢器。
采用紫外線和紅外線兩種檢測(cè)原理,它能同時(shí)檢測(cè)各種燃料的能力,因?yàn)闅怏w燃料燃燒的火焰主要是紫外線。而固體燃料燃燒的火焰介于二者之間
⑸數(shù)字式火檢器
數(shù)字式火檢器以FORNEY公司產(chǎn)品為代表,該火檢采用獨(dú)特的火檢方法,使用微處理器及相應(yīng)的軟件算法,通過(guò)檢測(cè)目標(biāo)火焰的輻度和頻率,并與在學(xué)習(xí)方式下存儲(chǔ)的背景火焰圖象進(jìn)行比較,從而精確確定火焰的有無(wú)。每個(gè)燃燒器的火焰有著與其他燃燒器不同的火焰圖象,這類似于人類指紋。
數(shù)字式火檢與傳統(tǒng)火檢器相比,有如下創(chuàng)新,指紋式鑒別火焰有無(wú)方式,不同負(fù)荷下選擇不同的鑒別圖象文件;對(duì)準(zhǔn)功能使火焰視角更佳。但它們無(wú)法跟蹤各種動(dòng)態(tài)因素導(dǎo)致火焰的漂移問(wèn)題。
各種火檢器在應(yīng)用中存在的問(wèn)題
1)火焰參數(shù)靜態(tài)整定與火焰狀態(tài)動(dòng)態(tài)變化的矛盾。燃燒火焰的閃爍頻率是一個(gè)隨機(jī)函數(shù),它受煤種、負(fù)荷、送風(fēng)量變化等諸多因素影響,因此靜態(tài)整定參數(shù)無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)要求,一般熱控人員在檢修中標(biāo)定完了,點(diǎn)起火來(lái)完全不是那么一回事,明明著的很好,火檢卻頻繁的打閃,給運(yùn)行、熱控平添許多愁。
2)火檢探頭小視場(chǎng)角與火焰大幅度飄移的矛盾。要準(zhǔn)確檢測(cè)火焰,就必須將檢測(cè)頭對(duì)準(zhǔn)燃燒器火焰著火區(qū),為盡量減少其他燃燒器火焰和背景火焰對(duì)火檢器的干擾和影響,探頭視角一般限制為10度——15度。這樣小視角的檢測(cè)器難于隨時(shí)對(duì)準(zhǔn)因負(fù)荷變化,煤種變化,風(fēng)量變化而飄移的火焰著火區(qū)。特別是帶燃燒器擺角的,因?yàn)榛饳z是固定的,當(dāng)燃燒器噴口隨擺角變化時(shí),就不要抱怨火檢的判斷能力了。
3)火檢探頭安裝與調(diào)整的矛盾
分辨率不高,有“偷看”現(xiàn)象,是火檢器普遍存在的問(wèn)題,改變探頭視角是克服偷看,提高火焰正確性的主要手段,但幾乎所有是電廠均采用固定式安裝,從外部無(wú)法調(diào)整探頭視角。這句話就是說(shuō),“偷看”沒(méi)治,不要打缺陷了,影響和熱控兄弟的感情。
4)現(xiàn)有鍋爐使用的火檢,功能單一,只檢測(cè)火焰有無(wú),為鍋爐滅火保護(hù)提供信號(hào),但這種滅火保護(hù)是消極的。它沒(méi)有積極予防滅火的功能?;饳z不能診斷燃燒火焰狀態(tài)和穩(wěn)定性,不利于運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)潛在的燃燒故障,更談不上有針對(duì)性的進(jìn)行燃燒調(diào)整,挽救爐膛滅火,減少經(jīng)濟(jì)損失。怎么辦?利用測(cè)溫裝置測(cè)量到燃燒器溫度分布,并通過(guò)計(jì)算,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)特定波長(zhǎng)下的爐內(nèi)幅射能及其變化率,重建爐膛溫度場(chǎng),把火檢的漏斗補(bǔ)上就可以了。