火焰检测装置

谈谈火焰检测装置的应用

1.引言

炉膛安全监控系统(FSSS)是防止因易燃物积聚和误操作而造成锅炉事故,保证锅炉安全运行的重要措施,火焰检测装置是FSSS的关键设备,FSSS 能否投运成功,在很大程度上取决于火焰检测装置动作的正确与可靠。火焰检测装置一般由探头、信号电缆、运算放大处理器组成。目前,国内火电厂火焰检测装置的应用有常规火焰检测装置和图像火焰检测装置。

2.常规火焰检测装置

常规火焰检测装置大多是基于对光能强度的检测,主要是可见光、红外线、紫外线,其基本原理是根据火焰的强度和脉动频率来判断炉膛火焰的存在与否,这类装置存在着“偷看”和火焰特征区瞄准的问题,对探头的安装要求比较严格,不同煤种、不同负荷、不同风粉比对燃料的着火点造成影响。

2.1可见光火焰检测装置

该装置利用炉膛燃料(煤粉、油、天然气)燃烧时辐射出具有一定强度和脉动性的可见光(400---700nm波长)来判断火焰是否存在。不同的火焰检测装置,探头输出信号形式不同:一种是直接输出不经处理的毫伏级信号;另一种是输出4---20mA标准信号,在探头可调整火焰增益放大系数,4---20mA 标准信号传输方式能提高带负载和传输过程中抗干扰的能力。火焰检测装置提供4---20mA模拟量和开关量信号输出,用以火焰显示和控制保护。

可见光火焰检测装置八十年代初期开始应用于电站锅炉,国内火电厂目前普遍采用。

2.2红外火焰检测装置

该装置利用炉膛燃料燃烧时辐射出的近红外线(700---3200nm波长)对燃烧器火焰进行检测,适用于燃油、燃气燃烧的火焰检测,而在燃煤锅炉燃烧器火焰检测的应用则较少。

红外火焰检测装置七十年代未期开始应用于电站锅炉。。

2.3紫外线火焰检测装置

该装置利用炉膛燃料燃烧时辐射出的紫外线(200---400nm波长)对火焰进行检测。紫外线火焰检测装置的应用相当成功,特别是燃气和燃油机组,它鉴别单根火枪火焰能力可以达到令人相当满意的程度,但对煤火焰的程检测性能差,适用于燃油、燃气或油、气混合燃烧的火焰检测。

紫外线火焰检测装置六十年代在国外开始广泛应用于电站锅炉。

2.4离子火焰检测装置

该装置属于接触型火焰检测装置,工作时,其探头的双金属探针伸入火焰区,利用炉膛燃料高温气化时产生电离的特性检测火焰。离子火检虽然能够准确地检测到每个燃烧器的火焰,但不能长期检测,一般只能用来检测锅炉油枪或气枪点火成功与否,点火结束后退出运行。

离子火焰检测装置七十年代初在国外开始广泛应用。

2.5采用什么原理是表征火焰检测装置性能的重要条件,看火焰检测装置性能的优劣还得从多方面来综合考虑,如探头定位的难易,电子线路设计合理性及技巧,维修方便与否等,最终的性能则是现场应用的成功与否。如公司#1炉应用红外火焰检测装置就不成功,后改采用可见光火焰检测装置;公司#2炉的可见光火焰检测装置就设计的合理性、装置的可靠性、硬件损坏率各方面都明显优于#1炉的火焰检测装置。

3.图像火焰检测装置

图像火焰检测装置是一种与常规火检机理完全不同的新一代火检装置。它是基于对热能的检测,能采集每个燃烧器的火焰图像,运用数字图像处理技术对火焰图像进行处理,得出每个燃烧器在一定的范围内的温度场分布,再根据对火焰温度场基于一定算法的分析,得出每个燃烧器有火或无火的判断,判断结果以继电器接点形式输出,同时,发出燃烧不稳的报警信号。图像火焰检测装置既具有基于视频技术的火焰工业电视为运行人员提供辅助监视的功能，又具有输出有火与否的信号直接参与控制保护等功能。

由于图像火焰检测装置具有丰富的可视化图像，包括单燃烧器火焰的真实火焰图像、彩色火焰温度场、火焰强度趋势图像、所有燃烧器火焰图像的历史记录，有利于运行人员优化燃烧指导。