火检及火检风机

第七章：火检及火检风机

第二节ALSTOM锅炉火检装臵

一火检基本知识

火焰检测器是燃烧器自动装臵中的重要部件之一，它利用各种火焰检测管对炉膛中的火焰进行检测和监视，在锅炉点火、低负荷运行或者有异常共况时，及时检测出炉膛内是否灭火，根据火检检测结果BMS（燃烧器管理系统）进行相关连锁动作，防止炉膛灭火和炉内爆炸事故，确保锅炉安全运行。

火检检测器是利用炉膛中火焰特性及辐射光谱，对炉膛是否有火进行判断的。锅炉使用的燃料主要有煤、油、天然气等，这些燃料在燃烧过程中会发出可见光、红外线，紫外线等。燃料不同，三种光线的强度也不同。煤粉火焰除了不发光的二氧化碳和蒸汽三原子气体外，还有部分灼热发光的焦碳粒子和灰粒等，他们有较强的可见光和一定数量的紫外线，而且火焰的形状会随着负荷的变化而有明显的变化；天然气火焰中除了含有大量二氧化碳和蒸汽等三原子气体外，还包含了较强的紫外线和一定数量的可见光，天然气火焰的紫外线主要产生在火焰根部的初始燃烧区；重油火焰除了一部分不发光的二氧化碳和蒸汽三原子气体外，还悬浮着大量发光的碳黑粒子等。可见光、紫外线、红外线三种光线的光谱不一样，而不同的火焰检测管对光线光谱的使用范围及相对灵敏度也不一样。这样根据炉膛燃用的燃料特性不同，我们就可以选择不同的火焰检测管，检测和监视炉膛中的火焰。

二 #5、6锅炉火检配臵

#5、6锅炉为CE-ALSTOM生产，配臵了CE公司研制的最新安全火检SAFE SCAN TM DFS .CE公司研制的安全火检有好几代 SAFE SCAN-1，SAFE SCAN-2， SAFE SCAN3，SAFE SCAN3和SAFE SCAN TM DFS等，其中SAFE SCAN TM DFS是CE公司最新的火检产品，它正逐步取代前面几代SAFE SCAN火检。CE公司SAFE SCAN几代产品的结构及工作原理基本一样，都是利用探测矿物燃料发出的可见光谱来鉴别火焰是否存在的新型火焰检测器。#5、6炉配臵了24只SAFE SCAN TM DFS火焰检测器。#5、6炉燃烧器由6层煤和3层重油组成，燃烧器分上中下三组，每组由2层煤和1层油组成，油燃烧器布臵于2层煤燃烧器之间。每组燃烧器配有2组火检，下层煤燃烧器和油燃烧器共用一组火检，上层煤燃烧器单独用一组火检。具体就是下组燃烧器A磨和AB层油共用一组火检，B磨单独一组火检；中组燃烧器C 磨和CD层油共用一组火检，D磨单独一组火检；上组燃烧器E磨和EF层油共用一组火检，F磨单独一组火检。

三 CE SAFE SCAN安全火检的基本结构和工作原理

CE-SAFE 基本结构是由2个部分组成，即安装在锅炉燃烧器上的探头部分和安装在电子间的电子处理机架部分。

探头部分由探头、刚性管，挠性金属管以及探头安装室组成。探头由探头筒体、瞄准管和罩壳、瞄准透镜和筒体、安装板、锁紧螺母和压缩弹簧、光导纤维电缆等组成。瞄准管和罩壳滑动固定在探头体

上，瞄准管和罩壳和探头筒体之间留有间隙，这样冷却空气可以通过探头头部，光导纤维电缆将探头接受到的可见光传递到安装在燃烧器外部的探头安装室。整个探头均安装在导管组件内，导管组件由探头罩、挠性金属管、刚性管和装有法兰的冷却风室组成。探头罩是一个不锈钢管，位于辅助风箱喷嘴内，并直接焊在喷嘴上。探头罩内侧装有导叶使探头正好位于中心位臵，从而提供一个均匀的冷却空气通道。探头安装室在燃烧器外侧的导管内，里面装臵有光电二极管和对数放大器等电子元件，这些装臵把光导纤维传递过来的可见光转换成电流信号，然后通过电缆传送到电子间的电子处理机架，探头安装室内的电子元件在制造时已经调整好，一般不需要现场重新调整。探头组件通过挠性金属管和刚性管与探头安装室相连，用于保护从探头部分到探头安装室之间传递信号的光导纤维，采用挠性管是为了让探头部分能随燃烧器一起摆动，以免损坏内部的光导纤维电缆。下图为5，6＃锅炉火检探头部分照片：

电子处理机架安装在电子间内，机架上装有6台火焰检测器机箱，每层火检对应一台火焰检测器机箱。每台火焰检测器机箱负责处理同一层4个火焰检测器送来的电流信号，根据对送来的电流信号进行处理，判定该层燃烧器有无火焰。每台火焰检测器机箱由13个插件和电源组成，电源布臵在机箱的后面，13个插件包括4个频率插件、4个强度插件、2个灯和表记插件、1个2/4火焰信号插件、1个电源插件和一个扩展插件。电源插件面板上装有电源开关和指示正、负15V直流电压的指示灯，显示直流电压供应是否正常。当总电源开关断开时候，所有插件板均无电源，因此插件板触点均认为无火

焰存在。扩展插件是检查其他插件内部线路时候使用的，供检修人员

进行检查。强度插件和频率插件是整个火检装臵的关键部分，他们分别对火检探头送来的火焰信号进行强度分析和频率分析。同时强度插件中还包含了一个故障检测回路对送来的信号进行自检，当发现送来的信号电压不在预设的范围内（过高或者过低），该插件发出“故障”信号点亮插件面板上的“故障”指示灯，并闭锁该路火焰信号输出。当一路火焰信号的强度、频率正常且无故障出现时候，面板上的“火焰存在”指示灯将点亮，同时在一块面板上可以看到火焰信号的强度、频率及显示，这三个显示可以通过上、下键切换查看。2/4火焰信号插件将来自同一层4个角的探头火焰信号进行逻辑运算，当4个探头中有2个以上（包括2个）检测有火时候，它就发出“2/4火焰”信号，显示该层火检有火，并将该信号送到FSSS中去做为某一层燃烧器的火焰信号。对于鉴别单根油枪火焰的火检来说该回路是多余的。每个火焰检测器探头和电子处理机架之间都是用一条带屏蔽的4线电缆传递信号，其中2根线提供探头安装室的电源，另外2根将探头安装室的电流信号送到电子处理机架，这些导线都采用带屏蔽的双绞线电缆，以减少火检系统对噪声的敏感度。下图为5，6＃炉电子

该照片下面还有2台火焰检测器未拍到

四 CE SAFE SCAN 火检运行原理

1 CE SAFE SCAN 火焰检测器的探头部分工作原理

火焰检测器的探头部分把矿物燃料燃烧的可见光转变为脉动的电流信号。炉膛中燃料燃烧产生的可见光穿过探头头部的瞄准透镜落到光导纤维的端部，光导纤维将光信号送到探头安装室内，将光照到探头安装室内的光电二极管上，使得光电二极管产生电流信号，完成了光电转换。光电二极管产生的电流信号通过对数放大器转变为电压信号，并将该信号进行了放大，再通过传输放大器重新将电压信号转变成电流信号，再通过带屏蔽的电缆送至电子间的电子处理机架。整个探头部分的工作具有以下特点：

a 探头瞄准透镜采用平凸透镜，这种平凸透镜能使得探头的视角限制在3.5度范围内。实验表明，限制视角将能加强火焰信号脉动的峰-谷值，增加脉动的幅值将便于电子处理回路检测和放大低频脉动，同时限制视角也将有效避免某层火焰检测器偷看邻层火焰的情况发生。

b 采用带红外滤波的特种光电二极管光电二极管对可见光的灵敏度相当于人的眼睛，下图给出了光导纤维、无滤波的光电二极管和带红外滤波的光电二极管对各种波长的响应曲线。