分析UNIFLAME 95IR/95UV火焰檢測器應用及故障處理摘要：分析了UNIFLAME 95IR/95UV檢測器的測量原理、“學習”方法，并結合現場生產工藝的特點分析了檢測器與DCS連鎖應用。以及在生產中常見問題。關鍵詞： UNIFLAME 95IR/95UV檢測器 IR Band（IR頻帶） IR Gain（增益） IR Range（IR范圍） 上位計算機 0 引言 UNIFLAME 95IR/95UV檢測器廣泛應用鍋爐，對爐膛點火時及運行中火焰檢測。1 UNIFLAME 95IR/95UV火焰檢測器概述美國福尼公司UNIFLAME 95IR火焰檢測屬于FORNY公司生產的智能火檢系統。該系統維護方便，冷卻性好，技術先進，智能化，可靠性高。FORNEY公司生產的UNIFLAME 95IR火焰探頭，采用微處理技術和專用軟件，用于鑒別單燃燒器或多燃燒器燃燒環(huán)境中的目標火焰。由于每個火焰有其獨特的剖面特性，就猶如“指紋”一樣，在“學習”模式下，UNIFLAME 95IR火檢對目標火焰交流信號的頻譜進行實時分析，以確定被監(jiān)測火焰的類型及火焰頻譜的特定剖面形狀，在“運行”模式下，火焰檢測器則不斷地將目標火焰信號與所學的剖面特性進行比較，從而準確的判斷火焰的狀態(tài)。UNIFLAME 95IR火焰檢測器的先進性還體現在其使用的便利上。先進的電子線路便于用戶進行火檢的瞄準和編程，而不必花數小時的時間反復調試，自診斷功能和按鈕編程也使火檢的其它操作極為方便。所有的FORNEY UNIFLAME檢測器均需要24VDC電源，配有12芯快裝接頭，有電子自檢功能（不再需要機械快門）。檢測器帶有一個8位數字/字母LED顯示和4個按鈕，便于使用者觀察操作參數和選擇設定值。2 UNIFLAME 95IR/95UV火焰檢測器使用特點2.1智能顯示，用于快速設置，精確瞄準及火焰信號顯示。八位持續(xù)滾動的LED顯示提供火檢所有設定值和火焰狀況的瞬時讀數顯示。2.2編程簡單可靠，按鈕鍵盤可使用戶直接對火檢進行編程和顯示。為了避免參數的隨意改動，在火檢的后蓋板下面裝有編程驅動“Program Enable”鎖定按鈕。2.3靈活的運行參數設置：火焰熄滅響應時間選擇：26秒背景火焰熄滅響應時間選擇：28秒有火信號延遲時間選擇：24秒選擇華氏或攝氏溫度顯示探頭工作場所溫度。任意結構的燃燒器選擇。串行通訊：對火焰參數進行直接、實時的監(jiān)測和分析，可通過RS485接口將參數上載/下載至計算機或其他智能設備。2.4UNIFLAME 95IR火焰檢測器是對火焰三維特性進行分析。舊的紅外線火焰檢測器只會識別目標火焰中的紅外線輻射，但不能看穿火焰去檢測相鄰或相對燃燒器的火焰，而技術先進的UNIFLAME 95IR火焰檢測器對這些火焰變量進行分析，從而對火焰的有無作出可靠、準確的判斷。最適用于檢測燃煤和燃油火焰。2.5遠程通訊：UNIFLAME 95IR火檢的遠程通訊是以RS485為接口來傳輸通訊信號的，只需在IBM兼容的PC機上裝有專用通訊軟件。遠程通訊需用一對絞合的屏蔽線以多點串接的方式來連接，然后在離通訊最遠處的探頭處裝有終端電阻。2.6放大器因能準確區(qū)分火焰探頭產生的脈沖率而使其具有最佳的鑒別能力，通過特殊的火焰信號平均處理，并讓用戶選擇火焰有無的獨立門檻設定值來實現。3 火檢系統維護應用3.1火檢透鏡必須保持清潔無污染，火檢溫度不得超過它的最高額定溫度65。過高的溫度會縮短火檢的使用壽命。從火檢探頭前的“Y”型三通處連續(xù)不斷地注入冷卻風，可滿足這兩個要求。3.2 在清潔燃料且環(huán)境溫度適中的情況下，吹掃風量一般需要133 Lmin。在燃油和煤粉產生大量飛灰、煙灰或環(huán)境較熱的情況下，吹掃風的流量需要達到425 Lmin，以保證火檢的內部溫度維持在規(guī)定范圍內。3.3 在鍋爐運行和剛剛停運期間，應確保適量的冷卻風通過。平時經常檢查探頭處冷卻風量，檢查冷卻風管是否漏泄、脫落，尤其是新建機組，應防 止雜物堵塞風管閥門及其它各部位，防止由于冷卻風不足燒毀火檢。3.4 內窺式火檢在檢查透鏡和光纖時，應輕輕抽出和插入，要防止瞄準管與內套管分離，防止瞄準管與透鏡滯留在外套管內，否則會很難被取出3.5. FORNEY火檢有0，5，9三種透鏡，更換透鏡時需核準原透鏡角度和序列號，否則會影響到火檢的正常判斷。3.6 平時應定期清潔火檢透鏡?；饳z透鏡運行時間長，由于高溫、積灰、腐蝕等原因，在透鏡表面常形成斑點，嚴重時就會影響透光，導致火檢檢不到火。3.7 火檢光纖運行時間長會變脆，在更換透鏡或其它操作時一定要動作輕緩，否則很容易拉斷光纖與透鏡的連接處，使光纖報廢。3.8 探頭的端蓋保持密封，防止飛灰進入內部損壞電路板。3.9 航空插頭要注意密封，防塵防水，插拔時不可太用力。4火檢系統改進4.1對光纖及小鏡頭冷卻效果的改進。將原來的外護套管出風口的圓孔邊緣加鉆6個R3的小孔，增加冷卻風量和更好的清洗鏡頭。4.2對內外套筒金屬軟管的改進，原內外護套管伸向爐內軟管為薄壁異形不銹剛帶螺旋卷繞成型，因金屬軟管為有縫管，密封性較差，承受軸向拉力小，螺旋搭扣易脫落，造成冷卻風外漏而燒壞光纖，改進后的金屬軟管采用工業(yè)級不銹鋼無縫波紋管外加金屬網套，該網套承受軸向拉力大，密封性好，軟管內壁為正弦波紋型，內護套管穿進外護套管內摩擦阻力小，維護方便，軟管使用壽命長。4.3將火檢模擬量和開關量信號寫入DCS歷史趨勢中，便于事故或故障分析，同時也可用于觀察各個目標火焰的實時趨勢曲線，有利于運行人員了解目標火焰燃燒情況。5：火檢調試步驟火檢初步編輯（冷態(tài)調試）在鍋爐未啟動前，將火檢初步編輯，使火檢調到低頻高增益，基本能看到火。FORNEY公司95IR2-2火檢有三個菜單，即狀態(tài)菜單、 學習菜單、編輯菜單。在鍋爐未啟動前， 1、狀態(tài)菜單，主要了解火檢運行狀況，不可編輯，按或可顯示表1火檢狀況。表1 狀態(tài)菜單按顯示描述可顯示參數FQ=0火焰品質（火檢輸出）0-100FLAME OFF火焰繼電器狀態(tài)ON，OFFT=46火檢當前溫度+32至212（0至100）File A火檢運行文件A，B，C，Di0 IR信號強度0-999COMM 0通訊地址0-127SOFTWARE REVISION火檢軟件版本MAX 46火檢溫度，最大儲存值-40至185（-40至85）PASSWORD進入EDIT，Auto Tune菜單必須輸入密碼0205000099992、學習菜單、編輯菜單，主要通過學習菜單進行火檢編輯?？烧{節(jié)和顯示菜單如表2學習菜單、表3編輯菜單。表2 學習菜單1、 接通電源，顯示屏上顯示STATUSMENU（狀態(tài)菜單），滾動UP/DOWN可依次觀看到Flame Quality（火焰品質），Flame ON/Off（有火/無火設定值）,Temperature（溫度）,File Selected（文件選擇）,Signal Strength（信號強度）,Comm Address（通訊地址）,Software Revision（軟件版本）,Maximum Temperature（最大溫度）,Password(密碼)，2、 見下表：狀態(tài)菜單顯示說明顯示值范圍FQ 0火焰品質輸出量0-100FLAM OFF火焰繼電器得失電狀態(tài)ON，OFFT=46C當前探頭顯示攝氏溫度0-100(+32 to 212)File A當前運行存儲文件AA,B,C,Di 0 u 0信號強度，由傳感器檢測0-999COMM 0遠程通訊地址（僅S2有）0-127FIREYE INSIGHT 95XXXX VX.X顯示軟件版本MAX XXX(XXX)探頭記錄下來的最高溫度-40 to 85(-40 to 185)PASSWORD進入編輯菜單需輸入密碼0000-9999在以上狀態(tài)菜單里的操作參數不能被改變，要改變設定值，必須輸入4位密碼進入EDIT菜單。火焰繼電器 當信號強度達到或超過已設定的火焰“ON”的門檻值時，繼電器得電（常開觸點閉合）。當信號強度等于或低于已設定的OFF門檻值時，繼電器失電（閉合觸點打開）。當供電中斷或檢測到內部故障時，繼電器觸點回路也會打開（參見下文）。故障繼電器 當檢測器正常供電（24VDC）和檢測器內部內部自檢回路時，故障繼電器的電。如果檢測器有電壓干擾或檢測到內部故障時，常開觸點（故障繼電器）串聯上火焰繼電器觸點（內部），常閉觸點用于報警指示。表3 編輯菜單，用于火檢的編輯。同時，初步設置菜單。按顯示按SELECT鍵顯示并設置如下可選值（按UP/DOWN）File SelectFILE A“S2”模式：A，B，C，DTemperature ScaleScale、Comm addressCOMM 0（按要求設置通訊地址）0-127Remote File SelectRFS KEY“S2”模式：KEY、LINE、COMMFile CopyA-LanguageEnglishEnglishIR Bandi23/0（紅外頻率選擇/信號強度）“S2”模式：23、31、39、46、54、62、70、78、85、93、101、109、117、125、132、140、148、156、164、171、179HzIR GainiG31/0（紅外增益選擇/信號強度）1-31IR RangeIRR HIGHHIGH 、LOWOn ThresholdONT405-100Off ThresholdOFFT200-95FFRTFFRT31、2、3、4、5、6秒OTDOTD21、2、3、4、5、6秒-EXIT-Edit（返回狀態(tài)菜單回路）、文件選擇（File Select）一般不做調整按系統默認A。、Temperature Scale（溫度量程）：選擇攝氏溫度C。、Comm address（通訊地址）：因為沒有遠方通訊，所以不用設定。、Remote File Select（遠程文件選擇）：選擇KEY通過鍵盤來選擇文件。、用戶如想提高工作效率進行文件復制（File Copy），請參考帶有內部火焰繼電器的一體化火焰檢測器說明書。、Language（語言）選擇英語(English)。、IR Band（IR頻帶）：一般選擇23、31、39，要根據信號強度大小來確定，信號強度0到999，變換IR時，如果信號強度為“i23/80”，則看到屏幕上火焰品質顯示的是FQ80，如果信號強度為“i31/120”，則看到屏幕上火焰品質顯示的是FQ100，FQ的最大值只能是100，也就是在狀態(tài)菜單上觀察到的最大只能是100。、IR Gain（增益）：即放大倍數，一般選擇1922，根據右邊信號強度的顯示值來確定，范圍同上。、IR Range（IR范圍）：IR增益也即靈敏度，有兩個內部范圍(高或低)，當探頭觀測到的一個小于10的IR值時，增益范圍應設定為“HIGH”(高)，反之設為“LOW”。、On Threshold（有火門檻值）和Off Threshold（無火門檻值）一般分別設定為40和20。、FFRT（熄火響應時間）和OTD（有火延時）分別設定為5秒和1秒。、EXIT（退出）：設定的參數經PROGRAM儲存后，按SELECT鍵回到狀態(tài)菜單中的“EXIT”顯示條目，結束設定。熱態(tài)調試1、工作步驟投運所檢測的燃燒器，輸入密碼0205，將火檢探頭設為學習菜單，進入后觀察并記錄火檢探頭中顯示的AIM值，然后進行有火學習。進行有火學習后，在相鄰油燃燒器和/或煤燃燒器投運的情況下，切除目標油燃燒器，觀察并記錄火檢探頭中顯示的AIM值，進行無火學習。進入編輯菜單，記錄學習后選擇的頻率、增益等級和無火工況下的信號強度。再次投運所檢測的燃燒器，進入編輯菜單，調高增益等級，使火檢信號強度在200以上。返回狀態(tài)菜單。在相鄰油燃燒器和/或煤燃燒器投運的情況下，切除目標燃燒器，觀察并記錄火檢信號強度，進入編輯菜單，調節(jié)相應的有火信號門檻值和無火信號門檻值，該值應大于無火時的火檢信號強度，使火檢不發(fā)生偷看。多次啟停目標燃燒器，使火檢輸出確保正常6：維護應用及故障處理使用FORNEY接線電纜盒組件（部件號61-6944-003，-010，-015，-020，-030）為便于UNIFLAME火檢探頭以多點串接方式實現遠程通訊，FORNEY提供了5種不同長度的專用接線電纜盒組件（3，10，15，20和30英尺）。接線電纜組件上已接有可與探頭快裝接頭匹配的插頭，其另一端則為一個含有16個接線端的接線盒，其中12個端子已與快裝接頭的電纜連接。電纜顏色功能線束接線電纜59-497電纜黑/紅(+)24VDC電源1接到控制室（燃燒管理系統）白/藍(-)24VDC電源2白/黑火焰繼電器(常開)3白/紅火焰繼電器(常開)4紅故障繼電器(常閉)5粉紅色故障繼電器(常閉)6紫色4-20mA(+)7灰/紅色4-20mA(-)8藍/紅色文件選擇19黃色文件選擇210褐色通訊A11桔黃色通訊B12BELDEN#8761黑色RS485 COM A11 到下一個探頭透明色RS485 COM B12BELDEN#8761黑色RS485 COM A11到前一個探頭(或RS485轉換器)透明色RS485 COM B12狀態(tài)菜單STATUS MENU狀態(tài)菜單是默認顯示，通入電源即可顯示。通過菜單用UP/DOWN按鈕滾動顯示并觀察當前運行狀態(tài)，在狀態(tài)菜單中沒有運行參數能夠改變。要改變任何設定值，必須輸入一個四位數的密碼，然后進入編輯、或自動調諧（S2）菜單。編輯菜單EDIT MENU編輯菜單包括UNIFLAME探頭所有的用戶選擇設定值。在第一次輸入一個四位數的密碼后，從狀態(tài)菜單進入編輯菜單。在編輯菜單中，允許用戶改變設定值以使探頭最優(yōu)化運行。自動調諧菜單AUTOTUNE MENU在自動調諧菜單中，用戶通過觀察火焰信號強度和物理瞄準火檢探頭來選擇適當的信號。然后用戶發(fā)出指令給UNIFLAME探頭來分析火焰的ON/OFF（背景輻射）工況，并自動選擇令人滿意的設定值。如同編輯菜單一樣，在輸入一個四位數的密碼后，從狀態(tài)菜單中進入自動調諧菜單。表一 狀態(tài)菜單顯示描述可行參數FQ=0火焰品質（火檢輸出）0-100FLAME OFF火焰繼電器狀態(tài)ON，OFFT=46火檢當前溫度+32至212（0至100）File A火檢運行文件A，B，C，Di0IR信號強度0-999COMM 0通訊地址0-127SOFTWARE REVISION火檢軟件版本MAX 46火檢溫度，最大儲存值-40至185（-40至85）PASSWORD進入EDIT， AutoTune菜單必須輸入密碼00009999（0205）表二 編輯菜單顯示按SELECT鍵顯示可選值（按UP/DOWN）File SelectFILE AA、B、C、DTemperature ScaleScale、Comm addressCOMM 00127Remote File SelectRFS KEYKEY、LINE、COMMFile CopyA-(看文件拷貝描述)LanguageEnglishEnglishIR Bandi70/0（紅外頻率選擇/信號強度）23、31、39、46、54、62、70、78、85、93、101、109、117、125、132、140、148、156、164、171、179HzIR GainiG1/0（紅外增益選擇/信號強度）1-31IR RangeIRR HIGHHIGH 、LOWOn ThresholdONT405-100Off ThresholdOFFT200-95FFRTFFRT11、2、3、4、5、6秒OTDOTD11、2、3、4、5、6秒-EXIT-Edit（返回狀態(tài)菜單回路）表三 自動調諧菜單顯 示按“SELECT”鍵顯示按“PROGRAM”鍵顯示Aim ScannerI0 U0（可能值0-60）Learn OnRun Flame at Lowest setting and press PROGRAM（在最低設置運行火焰并按PROGRAM鍵）WAIT128-0（在20秒內降至0，顯示“有火學習完畢”）Learn Off（僅在有火學習完畢后顯示）Turn Flame OFF and press PROGRAM（轉至無火學習并按PROGRAM鍵）WAIT128-0（在20秒內降至0，顯示“無火學習完畢”）-Exit-Auto Tune（返回到狀態(tài)回路） 在鍋爐初次點火或機組運行的過程中，常見的火檢故障和排除方法如下：原因 分析 應做的工作 火檢無火（開關量） 光纖原因 1.在現場鑒定光纖的通光性能。 2.在現場用光源測試火檢通道。 電纜原因 1.在探頭檢測各輸入、輸出電壓是否正常。 2.在接線盒端檢測各輸入、輸出電壓是否正常（連接探頭）。 3.在DCS檢測各輸入、輸出電壓是否正常（連接探頭）。 插頭原因 1.檢查電纜航空插頭內接線的正確和可靠性。 探頭原因 1.更換探頭。 火檢無火（模擬量） 火檢原因 1. 探頭檢測模