1、第十章 鍋爐火焰檢測系統(tǒng)第一節(jié) 火焰檢測原理鍋爐燃燒器火焰檢測設(shè)備是鍋爐極為重要的控制設(shè)備，是鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)最重要的一次設(shè)備，對保證鍋爐安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。1. 火檢器的類型1.1 直接式火檢器：一般用于點火器的火焰檢測，常用的有檢出電極法、差壓法、聲波法和溫度法等。1.2 間接式火檢器：利用輻射光能原理，檢測火焰中的紫外光線、可見光線和紅外光線的存在以判定火焰狀況。1.3 數(shù)字圖象火檢裝置：用CCD攝象機攝取火焰圖象送到計算機對圖象進行數(shù)字化處理，計算出燃料燃燒火焰的溫度場，火焰的能級，從而判斷出燃燒的好壞及火焰邊界告警和熄火保護等。2. 火焰檢測裝置構(gòu)造2.1探頭部分探頭

2、一般由透鏡、光導(dǎo)纖維、光敏元件（包括光敏二極管、三極管、光電池和CCD光圖象器件）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（包括模擬圖象信號），送入電放大器和計算機進行信號處理，最后通過顯示器顯示火焰狀況。2.2機箱部分機箱內(nèi)裝有電子線路放大板和單片計算機等元器件?；鹧嫘盘柦?jīng)過光電轉(zhuǎn)換器變成電流信號，然后再被轉(zhuǎn)換成電壓信號。機箱里包括了4個角的檢測線路和2/4邏輯線路。對于不同的燃料，不同的火焰檢測原理，機箱的線路結(jié)構(gòu)也有所不同。2.3

3、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)，用二臺互為備用的風(fēng)機，對探頭進行冷卻吹掃。3.各種火焰檢測器綜述3.1 紅外線火檢通過檢測燃燒火焰放射的紅外線強度和火焰頻率來判別火焰是否存在，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。3.2 可見光火檢同時檢測火焰閃爍頻率和可見光亮度，并進行邏輯運算來檢測燃燒火焰的存在。采用火焰平均光強和脈動閃爍頻率雙信號，可提高檢測的可靠性。另外，可見光檢測器有濾紅外光功能，能排除煙塵，熱煙氣，爐渣和爐壁的紅外輻射，進一步提高了火檢的可靠性。但是可見光不能穿透灰塵、煙霧，

4、而紅外則有一定的穿透能力。因此，紅外檢測比可見光更理想。3.3組合探頭火檢器。采用紫外線和紅外線兩種檢測原理，它能同時檢測各種燃料的能力，因為氣體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。3.4 相關(guān)原理火焰檢測相關(guān)性火焰檢測器由英國Land combustion 公司推出，它同時使用二只相同的探測器，使檢測區(qū)域在燃燒區(qū)域相交，利用相關(guān)理論分析方法，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小判斷燃燒器的燃燒狀況。該理論雖有獨到之處，但實際使用起來，由于制造技術(shù)和現(xiàn)場環(huán)境的污染，無法保持二只探檢頭特性完全一致，同時使檢測探頭增加一倍，造成安裝維護困難。3.5數(shù)字式火檢器數(shù)字式火檢器以公司產(chǎn)品為代表，

5、該火檢采用獨特的火檢方法，使用微處理器及相應(yīng)的軟件算法，通過檢測目標(biāo)火焰的輻度和頻率，并與在試驗方式下存儲的背景火焰圖象進行比較，從而精確確定火焰的有無。每個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：在不同負(fù)荷下選擇不同的鑒別圖象文件，達到了指紋式鑒別火焰有無方式；對準(zhǔn)功能使火焰視角更佳。但數(shù)字式火檢無法跟蹤各種動態(tài)因素導(dǎo)致火焰的漂移問題。4. 各種火檢器在應(yīng)用中存在的問題。4.1火焰參數(shù)靜態(tài)整定與火焰狀態(tài)動態(tài)變化的矛盾?；鹧嫒紵拈W爍頻率是一個隨機函數(shù)，它受煤種、負(fù)荷、送風(fēng)量變化等諸多因素影響，靜態(tài)整定參數(shù)無法滿足動態(tài)要求。4.2火檢

6、探頭小視場角與火焰大幅度漂移的矛盾。要準(zhǔn)確檢測火焰，就必須將檢測頭對準(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火檢器的干擾和影響，探頭視角一般限制為度度。這樣小視角的檢測器難于隨時對準(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)。4.3火檢探頭安裝與調(diào)整的矛盾分辨率不高、“偷看”現(xiàn)象是火檢器普遍存在的問題，改變探頭視角是克服偷看，提高火焰正確性的主要手段，目前幾乎所有電廠均采用固定式安裝，從外部無法調(diào)整探頭視角。4.4火檢功能與燃燒診斷的矛盾現(xiàn)有鍋爐使用的火檢功能單一，只檢測火焰有無，為鍋爐滅火保護提供信號，不能診斷燃燒火焰狀態(tài)和穩(wěn)定性，不利于運行人員發(fā)現(xiàn)潛在的燃燒故障，更談

7、不上有針對性的進行燃燒調(diào)整，挽救爐膛滅火，減少經(jīng)濟損失。5. 數(shù)字式圖象型火檢圖象型火檢是基于火焰電視、綜合多媒體計算機和數(shù)字圖象處理技術(shù)發(fā)展起來的，它繼承了火焰電視直觀形象的優(yōu)點，又充分發(fā)揮計算機強大的處理計算能力，使火焰檢測功能得到了質(zhì)的提高。圖象型火檢分單個燃燒器的火焰圖象檢測和全爐膛火焰圖象檢測二部分，對于單個燃燒器的火焰檢測主要是判斷該燃燒器的好壞，發(fā)出熄火、著火和燃燒不穩(wěn)的告警信號。對于全爐膛火焰檢測主要是通過火焰圖象信息計算出全爐膛火焰溫度場分布狀況及火焰燃燒的能級。防止火焰偏離中心和局部過熱。目前正研究建立了一套完整的火焰圖象的分析計算理論，就像天氣預(yù)報的衛(wèi)星云圖一樣，來預(yù)測火

8、焰的各種態(tài)勢，計算全爐膛火焰燃燒的能量，將能量信號、溫度信號和全爐膛熄滅著火信號分別送往FSSS系統(tǒng)和CCS系統(tǒng)，及時進行燃燒調(diào)整，保證鍋爐在安全經(jīng)濟下運行。5.1火焰圖象檢測器基本原理：火焰圖象檢測器基本原理如下圖10-1火焰圖像檢測基本原理帶有冷卻風(fēng)的傳像光纖伸入爐膛將所檢測的燃燒器火焰圖像或全爐膛火焰圖象的光信號傳到CCD攝像機的靶面上，將圖像轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻信號，并通過視頻電纜傳給圖像火焰檢測器內(nèi)的視頻輸入處理器（）。將模擬視頻信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字圖像存儲于圖象存儲器中。則將圖像存儲器中數(shù)字化的圖像信息按照一定的判斷體系進行計算，得出燃燒器火焰的信號和其他診斷信息，并送至和系統(tǒng)。5

9、.2燃燒器火焰熄火著火判據(jù)的分析。1) 燃燒特征區(qū)判斷：煤粉噴出燃燒器著火，燃燒有三個特征：即未燃區(qū)、初始燃燒區(qū)和完全燃燒區(qū)。在每個特征區(qū)內(nèi)分別劃出一個小的計算區(qū)域。然后根據(jù)三個特征區(qū)平均亮度的差別判斷是否著火熄火。如三個特征區(qū)亮度相等判定為熄火。2)火焰鋒面位置判斷燃料在未燃區(qū)和著火區(qū)的局部灰度明顯增大形成火焰鋒面。利用這個焰鋒面特征值大小可判斷火焰著火、熄火。3)鋒面位置差分判據(jù)煤粉著火可形成的鋒面是不斷抖動的?；鹧娣迕嫣卣髦稻褪抢孟噜彾尾蓸又g鋒面位置的差分來描述這種抖動，設(shè)鋒面沿軸變化，可得如下數(shù)字表達式×（t）（t）（t）（）式中（t）時刻鋒面位置。5.3全爐膛火焰圖象

10、數(shù)據(jù)分析全爐膛火焰監(jiān)視的主要目的包括觀察燃燒器的點火過程、判別爐膛是否熄火、爐膛的火焰溫度、幅射能量燃燒過程是否穩(wěn)定、爐膛火焰中心是否處于正常位置和形態(tài)?；鹧鎴D象中含有許多反應(yīng)燃燒狀態(tài)和特征的信息值得研究和利用。利用熱幅射理論和比色測溫原理可計算出火焰圖象的溫度和相應(yīng)的幅射能。爐膛燃燒溫度和幅射能分布是鍋爐系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備運行控制中極為重要的參數(shù)，但長期以來沒有可利用的合適的測量方法和技術(shù)條件獲得實際數(shù)據(jù)。計算機圖象處理技術(shù)可以從攝取的火焰圖象中得出它們的定量描述。1) 比色測溫原理比色測溫是一種非接觸的光學(xué)測量法，較適用于測量燃燒火焰中介質(zhì)的溫度。當(dāng)溫度范圍處于之間時，幅射定律可由下面的幅射定

11、律取代： E（T）=（C1/5）exp(C2/T)(5)式中：E（t）表示波長為，絕對溫度為時的單色幅射強度；C1，C2分別為第一和第二plank常數(shù)；為幅射率。根據(jù)（）式，若在兩個不同波長12下同時測量到同一點發(fā)出的單色幅射能，并且假設(shè)不同波長下幅設(shè)率的變化可以忽略不計，可得測量區(qū)域比色法測量的溫度的表達式： T= C2(1/1-1/2)/InE1(T)/ E2(T)( 1/2)2.(6)比色測溫根據(jù)同一時刻測量到的兩個相鄰波長幅射能的“比值”確定溫度值，鏡頭污染，器件特性漂移等時變因素相互抵消，同時，測量過程是可延續(xù)可重復(fù)的。彩色工業(yè)攝像機所拍攝的爐膛內(nèi)部圖像的每一個像素都是由紅(R)綠(

12、G)藍(B)三基色組成，可以從紅綠藍中任取兩值相比，根據(jù)比值確定每個像素對應(yīng)的溫度。利用參考測溫及推溫度反推溫度分布的檢測計算方法，實時監(jiān)測特定波長下的爐內(nèi)幅射能及其變化率，重建爐膛溫度場（二維或三維）。該方法是通過比色法實時測得視場中某一參考點（，）實際溫度，計算對應(yīng)點相應(yīng)波長下的實際幅射能量（，）。假設(shè)在可見光范圍內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換特性為（·），可以通過光學(xué)電路設(shè)計或數(shù)字補償方法線性化，確定當(dāng)前測量條件下圖像亮度（，）和（，）之間的比例系數(shù)，再由圖像數(shù)據(jù)計算爐膛其它區(qū)域的實際幅射能量值（，），最后反推出溫度分布值?？梢姳壬珳y溫是實現(xiàn)火焰圖像處理過程中的灰度歸一化的有效方法。2）火焰幅射

13、圖像處理幅射計算幅射以電磁波的形式傳播，通過傳播空間時將產(chǎn)生散射和被吸收，在充滿氣固兩相流動介質(zhì)的爐膛空間的過程更加復(fù)雜多變。針對這一過程的特殊性，火焰圖像的處理基本上采用不確定性視覺計算的方法，重點在于幅射性質(zhì)的研究和計算，假定爐膛空間的有效燃燒區(qū)域為一個由灰色固體壁面包灰色氣體組成的物理空間。理論上，具有mxn個像素的器件的任一個像素（，）可接受到的幅射能可歸納為下式。 E（ij）=（）R(dj)(x、y、z)(ij)4kg(x、y、z)t4g(x、y、z)dxdydz+(s)Rdw(x/,y/)（ij）w(x/,y/)t4g(x/,y/)dx/dy/(7)式中：（，）為爐膛空間基準(zhǔn)坐標(biāo)系

14、；（,y）為爐膛周邊各壁面在基準(zhǔn)坐標(biāo)下的變換坐標(biāo)；Kg為介質(zhì)的消光系數(shù)，為壁面吸收率；Tg為微元溫度；Rg和Rdw分別為氣體和壁面在相應(yīng)體積微元和面積微元上CCD象素E（IJ）的輻射份額系數(shù)，稱為REAK數(shù)它們由各個元素的輻射特性參數(shù)所決定，可采用結(jié)合Monte Carlo方法的快速算法得解。READ數(shù)中包含了爐膛燃燒空間的多次散射和非獨立散射的影響。以及其它非直接輻射區(qū)域的影響。另外考慮到現(xiàn)有的計算方法、計算機硬件和CCD器件分辨率及記錄精度等性能的限制，一般只將鏡頭視角之內(nèi)的有效燃燒區(qū)域劃分為有限的子域進行分析計算，因此，（7）式演變成：E（IJ）=(k=1)Rdgk(ij)4gkTgkV

15、gk+(w=1)Rdwl（ij）wTwSwl(8)在這里,將有效燃燒區(qū)域劃分為個小單元,壁面劃分為U個單元,并設(shè)出單元內(nèi)的輻射參數(shù)均一致。3）溫度場重建尋求快速有效的計算方法確保在一定的精度范圍內(nèi)獲得正確的溫度數(shù)據(jù)是很重要的,將(6)式描述的題表示為矩陣的形式: AT=E(9)式中：A為（m+n）×（m+n）維矩陣，是反映爐膛空間介質(zhì)特性的綜合系數(shù)矩陣T為 （m+n）維列向量，其元素為絕對溫度的4次方（K4）；E為（m+n）維列向量，其元素為CCD靶面象素可接受到的輻射能。系數(shù)矩陣A是一嚴(yán)重的病態(tài)矩陣，采用單臺攝象機獲得的圖象數(shù)據(jù)無法獲得正確的解。試驗系統(tǒng)采用4個角置式CCD鏡頭，將

16、A變成4(m+n)*(m+n)維的矩陣，使得（8）式成為一個超定的線性方程組，然后用線性規(guī)劃內(nèi)點法進行優(yōu)化求解，可以得到較為理想的效果。圖10-2所示為對應(yīng)同一爐膛斷面體積微元集合的4個角置CCD水平象元組獲得的輻射能及由它們重建的二維溫度場。可以從CCD攝取的火焰圖象中得解溫度場的定量描述，解決了火焰無法直接測量的矛盾。圖 10-2 5.4火焰檢測裝置的系統(tǒng)構(gòu)成火焰檢測裝置由光學(xué)攝取傳導(dǎo)系統(tǒng)、CCD攝象儀，摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器件。計算機處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)等組成。圖 10-3 火焰圖象檢測裝置系統(tǒng)圖裝置圖10-3火焰圖象檢測裝置系統(tǒng)圖裝置主要由4臺火焰檢測器（下位機）、工作站（上位機）及其他輔助單

17、元組成?，F(xiàn)場來的20路視頻信號分別送往火焰檢測工作站?；鹧鏅z測器對視頻信號輪流進行圖象處理，發(fā)出火焰有/無的開關(guān)量信號，火焰檢測器還同時接入該層磨煤機的切/投開關(guān)量信號。 工作站主要是參與系統(tǒng)管理畫面顯示。通過通訊模塊分別與5臺火焰檢測器、視頻切換分配器和4畫面分割器進行通訊，視頻切換分配器在工作站的指令下，將4路視頻信號進行4畫面分割或單路取出送往工作站，這樣工作站就能實時觀察各燃燒器火焰圖象，層燃燒器火焰圖象和全爐膛火焰圖象。工作站經(jīng)共亨器擴展一套鍵盤和CRT顯示器安裝在主控室，供運行人員操作觀察。第二節(jié) 火焰檢測設(shè)備運行維護1.火檢設(shè)備技術(shù)規(guī)范1.1煤火檢型號UR600-2000IR/E

18、F-A數(shù)量24只感應(yīng)器類型PbS（紅外線）操作溫度85防護等級IP66冷卻空氣流量115L/min冷卻空氣壓力高于風(fēng)箱壓力300mm水拄油火檢型號UR600-2000UV/EF-A數(shù)量12只感應(yīng)器類型GaP（紫外線）操作溫度500最高溫度550防護等級IP66冷卻空氣流量280L/min冷卻空氣壓力高于風(fēng)箱壓力300mm水拄1.2火檢冷卻風(fēng)機型號T8-13-2NO.6A數(shù)量2臺風(fēng)機全壓7272Pa風(fēng)機流量2316m3/h風(fēng)機效率67%風(fēng)機轉(zhuǎn)速2900R/min進氣溫度20進氣密度1.2Kg/m3電機型號Y160M1-2功率11KW電壓380V電流12A2.火檢冷卻風(fēng)機的啟動2.1風(fēng)機啟動前的檢

19、查風(fēng)機設(shè)備完整，安裝或檢修工作已全部結(jié)束。風(fēng)機與風(fēng)道連接良好，風(fēng)道完整。風(fēng)機進口過濾器完好、清潔。風(fēng)機自動換向檔板轉(zhuǎn)換靈活。風(fēng)機有關(guān)電源均已送上。風(fēng)機電動機地腳螺絲無松動，靠背輪安全防護罩齊全良好。電動機接線盒及接地完整。遠(yuǎn)方及就地測量回路試驗良好，保護、指示、報警正常。2.2風(fēng)機的啟動1）風(fēng)機就地啟動 合上風(fēng)機就地控制柜內(nèi)動力電源空氣開關(guān)。 將風(fēng)機控制置就地控制位，風(fēng)機就地控制燈亮。 在就地控制箱上按下A（B）風(fēng)機啟動按鈕。 風(fēng)機啟動后，風(fēng)機電流不大于11A。 檢查風(fēng)機出口母管風(fēng)壓1.526Kpa。2）風(fēng)機遠(yuǎn)程啟動 檢查風(fēng)機就地控制柜內(nèi)動力電源空氣開關(guān)已投入。 將風(fēng)機控制置遠(yuǎn)方控制位，風(fēng)機遠(yuǎn)

20、方控制燈亮。 在CRT上預(yù)選要啟動的風(fēng)機。 在CRT上按下A（B）風(fēng)機啟動按鈕。 待風(fēng)機出口母管壓力低報警消失后，將另一臺風(fēng)機投入備用。 就地檢查風(fēng)機出口壓力在1.526Kpa，電流不大于11A。3.火檢冷卻風(fēng)機的停止3.1火檢冷卻風(fēng)機的停止條件 鍋爐已停運。 爐膛出口煙溫小于80。3.2 火檢冷卻風(fēng)機的停止將備用風(fēng)機解除備用。將運行風(fēng)機用遙控或就地方式停運，運行指示燈熄滅。將就地控制柜內(nèi)動力電源空氣開關(guān)置OFF位置。4. 火檢冷卻風(fēng)機的運行維護4.1 正常運行時，一臺工作，一臺聯(lián)備。4.2 風(fēng)機的入口濾網(wǎng)清潔，當(dāng)運行風(fēng)機入口濾網(wǎng)堵塞，應(yīng)切換至備用風(fēng)機運行并清掃堵塞濾網(wǎng)。4.3 就地檢查火檢冷

21、卻風(fēng)機母管風(fēng)壓應(yīng)大于1.52kPa，小于6kPa。4.4 風(fēng)機運行應(yīng)平穩(wěn)，內(nèi)部無摩擦及其它異常響聲，風(fēng)機電流不大于11A。4.5 火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)無漏風(fēng)。4.6 風(fēng)機進口風(fēng)溫應(yīng)43.3,以免影響檢測器探頭壽命。4.7 當(dāng)冷卻風(fēng)母管壓力 Kpa，備用風(fēng)機聯(lián)動；當(dāng)冷卻風(fēng)母管壓力 Kpa，備用風(fēng)機聯(lián)動停止。4.8 風(fēng)機入口濾網(wǎng)前后差壓 Kpa時，濾網(wǎng)差壓高報警。5. 故障及處理5.1 風(fēng)機有異常聲響和震動1）原因 動靜部分摩擦。 底部螺絲松動。 葉片損壞。 異物落入風(fēng)機內(nèi)。2）處理 遇有異常聲響時，應(yīng)切換至備用風(fēng)機運行。 振動劇烈時，應(yīng)即啟動備用風(fēng)機，停止故障風(fēng)機。 聯(lián)系檢修處理，故障消除后恢復(fù)正常運

22、行。5.2 母管壓力低1）原因 風(fēng)機入口濾網(wǎng)堵塞。 風(fēng)機葉片磨損。 風(fēng)機電源接反導(dǎo)致反轉(zhuǎn)。 運行故障跳閘，備用風(fēng)機聯(lián)動不成功。 冷卻風(fēng)系統(tǒng)有泄漏。2）處理 切換至備用風(fēng)機運行，清掃堵塞濾網(wǎng)。 調(diào)換風(fēng)機電源相序。 查找系統(tǒng)泄漏點，盡快處理。 如風(fēng)機葉片磨損，效率降低聯(lián)系檢修處理。第三節(jié) 港電火檢設(shè)備簡介1. 系統(tǒng)概述港電工程選用的火檢設(shè)備為上海神明控制有限公司生產(chǎn)的SA-3000火焰檢測器。SA-3000火焰檢測系統(tǒng)包括繞性光纖組件、SF-300IR火檢探頭、電纜組件、SA-3000火檢放大器等設(shè)備。該產(chǎn)品具有較高的火焰鑒別功能，適用于多燃料燃燒器及單燃料燃燒器的火焰檢測。SF-300IR火檢探

23、頭采用紅外線火焰檢測技術(shù)。它用于檢測煤粉、油等燃料燃燒的火焰。SA-3000火檢放大器是基于DSP微處理器進行工作的，放大器能儲存四套火檢程序文件，在火檢放大器運行時只有一套火檢程序文件被激活。當(dāng)檢測到目標(biāo)燃燒器有火焰時，SA-3000火檢放大器會輸出有火/無火接點信號和相對應(yīng)火焰強度的模擬量信號，并輸入BMS系統(tǒng)。SA-3000火檢放大器帶有獨立的電子自檢系統(tǒng)，如自檢故障時，探頭將輸出故障報警信號。SA-3000火檢放大器可通過專用軟件與電腦進行通訊聯(lián)網(wǎng)，單臺電腦最多可連接128套火檢，并可顯示實時火焰狀態(tài)及其它信息。用戶可通過火檢軟件對火檢進行實時調(diào)試，并對所檢測的火焰進行燃燒分析和監(jiān)視。

24、2. 系統(tǒng)配置一套完整的火焰檢測系統(tǒng)包括： 繞性光纖組件（外導(dǎo)管組件、內(nèi)導(dǎo)管組件、安裝管）冷卻風(fēng)軟管火檢探頭電纜組件火檢放大器放大器電源可選的聯(lián)網(wǎng)組件：包括電腦、火檢聯(lián)網(wǎng)軟件、聯(lián)網(wǎng)電纜繞性光纖組件一般安裝在鍋爐的二次風(fēng)箱內(nèi)，鍋爐燃燒器燃燒產(chǎn)生的紅外線通過繞性光纖組件的光纖傳遞到火檢探頭，火檢探頭將接收到的光信號進行光電轉(zhuǎn)換，經(jīng)過初級放大和處理后將代表火焰特性的電信號通過電纜組件傳遞給放大器；放大器將火焰信號經(jīng)過放大處理后輸出有火/無火接點信號和相應(yīng)的火焰強度的模擬量信號，并輸入BMS系統(tǒng)。SA-3000火檢放大器和放大器電源一般安裝在放大器柜，放大器柜除了安裝放大器外，還有火檢電源分配盤和電源

25、。2.1繞性光纖組件和冷卻風(fēng)管鍋爐燃燒器燃燒產(chǎn)生的紅外線通過繞性光纖組件的光纖傳遞到火檢探頭，安裝在鍋爐的二次風(fēng)箱內(nèi)繞性光纖組件包括外導(dǎo)管組件、內(nèi)導(dǎo)管組件、安裝管組件，如圖10-4。圖10-4 火檢探頭安裝圖注：1、LA：外導(dǎo)管組件長度；LB：內(nèi)導(dǎo)管組件長度；LC：二次風(fēng)箱深度外導(dǎo)管組件固定在二次風(fēng)箱內(nèi)。該組件由金屬軟管、硬導(dǎo)管等組成。外導(dǎo)管組件前端焊接在二次風(fēng)箱的噴口上，后端固定在安裝管組件內(nèi)。安裝管組件焊接在風(fēng)箱或燃燒器面板上。內(nèi)導(dǎo)管組件在使用時插入外導(dǎo)管組件中，由光導(dǎo)纖維、金屬軟管、導(dǎo)管、螺母等組成?；饳z內(nèi)導(dǎo)管組件采用多種隔熱措施?；饳z光纖耐溫達到500，在冷卻風(fēng)系統(tǒng)正常運行的情況下，火

26、檢內(nèi)導(dǎo)管組件溫度一般低于風(fēng)箱溫度，因此內(nèi)導(dǎo)管組件的使用壽命得到保證。2.2火檢探頭SF-300IR紅外線火檢探頭含有一個紅外傳感器的光電二極管，適用于探測煤和/或油燃燒的火焰?？捎糜诙嗳剂先紵骷皢稳剂先紵鞯幕鹧鏅z測或較高鑒別要求的場所。SF-300IR紅外線火檢探頭具有較高的耐溫特性，持續(xù)地檢測燃燒器火焰的閃爍頻率和振幅特性?；饳z探頭的傳感器接受到具有一定火圖10-5 SF-300IR火檢探頭焰燃燒特性的光，然后轉(zhuǎn)換成電信號，進入火檢探頭信號處理模塊。火焰信號通過八芯或十芯電纜傳送到火焰放大器，火焰放大器經(jīng)過處理后輸出信號到DCS或BMS系統(tǒng)。2.3火檢電纜組件火檢電纜組件用于連接探頭至放

27、大器的信號，電纜一端接快裝接頭，電纜的另一端接一個接線盒，內(nèi)裝一個有10個端子的端子排，其中8個端子已與電纜預(yù)接，其余的2個端子備用。一般就地接線盒至放大器的電纜用普通屏蔽電纜即可。 圖10-6 電纜組件與探頭的連接注：所有屏蔽線連接到放大器的屏蔽線端子排上接到放大器的屏蔽線端子排上。電纜組件的電纜中的其中4芯是有用的，分別是黑、紅、白、綠，功能見下表。顏色編碼功能黑色+12VDC紅色-12VDC白色公共接地端綠色火焰信號2.4火檢放大器SA-3000是基于DSP為微處理器的火檢放大器，與SF-300IR火檢探頭配合使用，用于檢測多燃燒器燃燒室中火焰的存在與否。火檢放大器因能準(zhǔn)確區(qū)分火焰探頭產(chǎn)

28、生的脈沖頻率而使其具有最佳的鑒別能力，這種鑒別能力是通過特殊的火焰信號處理，并讓用戶通過設(shè)定火焰有火/無火的獨立門檻值來實現(xiàn)的。SA-3000放大器的安裝在標(biāo)準(zhǔn)的19”卡架上，運行電壓為24VDC。一個卡架最多可以容納8個SA-3000放大器。當(dāng)檢測到目標(biāo)燃燒器有火焰時，SA-3000放大器會輸出有火/無火接點信號和相應(yīng)的火焰強度的模擬量信號，并輸入BMS系統(tǒng)。圖10-7 SA-3000火檢放大器SA-3000放大器的特點：微處理器采用高速DSP芯片24 VDC安全電壓運行液晶顯示、按鍵操作電子自檢功能遠(yuǎn)程通訊功能火焰“學(xué)習(xí)”功能4個火檢文件選擇密碼保護19” 標(biāo)準(zhǔn)卡架安裝火焰繼電器輸出故障繼

29、電器輸出4-20 mA 輸出,表示火焰信號強度設(shè)定火焰繼電器FLAM ON/OFF門檻值可調(diào)傳感器增益頻率選擇，頻帶選擇SA-3000火檢放大器里儲存有A、B、C、D四套火檢程序文件。在火檢運行時只有1套火檢程序文件可被激活，可通過2個遠(yuǎn)程輸入開關(guān)在4套文件之間可相互切換。SA-3000放大器帶有獨立的電子自檢系統(tǒng)，自檢間隔時間為每隔2分鐘一次，如自檢故障時，探頭將輸出故障報警信號。每套火檢均有AIM電子輔助觀測指示，幫助獲得火焰的最佳視線。通過專用火檢軟件與電腦進行通訊聯(lián)網(wǎng)，對火檢進行實時分析、監(jiān)控和調(diào)試。1）技術(shù)規(guī)格儲存溫度：-40至+85運行溫度：-40至+65濕度：0-95%相對濕度，

30、無凝結(jié)24 VDC, +10%, -15%, 電流 0.5A火焰繼電器 SPDT故障繼電器 SPDT觸點容量 2A 240 VAC, 2A 30 Vdc4-20 mA 24Vdc, 750 ohms2）運行火焰繼電器：當(dāng)信號強度等于或高于已設(shè)定的有火門檻值ONT時，火焰繼電器動作。當(dāng)信號強度等于或低于已設(shè)定的無火門檻值OFFT時，火焰繼電器失電。電壓波動或檢測到內(nèi)部故障時，火焰繼電器也將失電。故障繼電器：火焰放大器通過24VDC電壓，并且成功的檢測過所有的內(nèi)部自檢回路時，故障繼電器不動作。如果火焰探頭有電壓干擾或檢測到內(nèi)部故障時，故障繼電器將動作并輸出報警信號?；鹧嫘盘枏姸龋夯鹧嫘盘枏姸仍O(shè)定范

31、圍有最小值Min和最大值Max。對應(yīng)的信號強度為Min設(shè)定值時，放大器的4-20mA信號強度輸出最小（4mA）；當(dāng)信號強度大于或等于Max設(shè)定值時，放大器的信號強度輸出為最大（20mA）。3）接線、接地和屏蔽 SA-3000放大器組件是安裝設(shè)計在金屬機柜內(nèi)19”標(biāo)準(zhǔn)卡架上的，含有一個接線底座和放大器模塊。接線原理見圖10-6。圖10-7 放大器接線原理圖28D、30D為放大器電源接線端。探頭電纜接到2D、4D、6D、8D上，探頭的屏蔽線通過每個放大器接后面的接線底座的32D或32Z端子，接到放大器柜的接地排上?；鹧胬^電器輸出開關(guān)量（SPDT）的接線端為22D、24D、26D，表示所檢測的目標(biāo)火

32、焰是否存在。故障繼電器輸出開關(guān)量（SPDT）的接線端為18Z、20D、20Z，表示火檢系統(tǒng)是否存在故障。12D或12Z和14Z代表火焰信號強度4-20mA。4）遠(yuǎn)程文件選擇 當(dāng)遠(yuǎn)程文件選擇在選擇“Line”時，28Z、30Z與30D斷開時，火檢運行文件為A文件；當(dāng)28Z與30D閉合時，火檢運行文件為B文件；當(dāng)30Z與30D閉合時，火檢運行文件為C文件；當(dāng)28Z、30Z與30Z均閉合時，火檢運行文件為D文件。2.5操作界面SA-3000放大器面板上有8位LED液晶顯示屏，用于顯示火檢的各種狀態(tài)；2個狀態(tài)指示燈分別為火焰狀態(tài)指示燈和故障報警指示燈，火焰狀態(tài)指示燈亮表示火檢檢測到火焰，并輸出有火信號

33、；故障報警指示燈亮表示火檢自檢到故障。4個按鍵分別為Up、Down、Mdty、Program薄膜按鍵。按Up健表示在菜單中菜單向上循環(huán)，或者在修改參數(shù)時增加設(shè)定值；按Down健表示在菜單中菜單向下循環(huán)，或者在修改參數(shù)時減少設(shè)定值；按Mdty健表示進入可設(shè)定參數(shù)狀態(tài)；按Program健表示設(shè)定參數(shù)后確認(rèn)并保存設(shè)定值。 圖10-8 放大器操作界面火檢放大器可顯示和設(shè)定的菜單包含：狀態(tài)菜單、高級編輯菜單、編輯菜單。1）狀態(tài)菜單火檢的狀態(tài)菜單顯示火檢當(dāng)前運行的狀態(tài)和信息，火焰探頭通入電源即可顯示。通過用UP和DOWN按鈕滾動顯示并觀察當(dāng)前運行狀態(tài)。在狀態(tài)菜單中沒有運行參數(shù)能夠改變，要改變?nèi)魏卧O(shè)定值，必

34、須輸入一個四位數(shù)的密碼，然后進入高級編輯菜單或編輯菜單。狀態(tài)菜單：顯示狀態(tài)描述允許值Flame Off被監(jiān)控火焰的狀態(tài)Flame On/OffFR=xxx%火焰強度4-20mA百分比0-100IR=xxxx火焰信號0-1999Edit按Mdty鍵進入編輯菜單Adv Edit按Mdty鍵進入高級編輯菜單例如：Flame Off：表示火焰繼電器輸出為無火狀態(tài)，顯示Flame On時表示火檢檢測到火焰。FR=100%：表示當(dāng)前的火焰強度4-20mA百分比為100，模擬量輸出為20mA。IR=1200：表示當(dāng)前火檢檢測到紅外線強度為1200個單位。Edit：按Mdty鍵，顯示“Password”，輸入

35、密碼后進入編輯菜單。Adv Edit：按Mdty鍵，顯示“Password”，輸入密碼后進入高級編輯菜單。2）高級編輯菜單在狀態(tài)菜單顯示Adv Edit時，按Mdty鍵，顯示“Password”，需要輸入一個四位數(shù)的密碼才能進入高級編輯菜單。高級編輯菜單：顯示狀態(tài)描述允許值Password輸入或修改密碼0-9999Comm Select通訊地址設(shè)定0-127File Select火檢文件選擇A、B、C、DRemote File Select遠(yuǎn)程文件選擇KEY，LINE，COMMOTD有火延時1-6秒FFRT熄火響應(yīng)時間1-6秒Auto Tune自動最佳鑒別頻率選擇3-126，梯度33）編輯菜單

36、在狀態(tài)菜單顯示Edit時，按Mdty鍵顯示“Password”，需要輸入一個四位數(shù)的密碼才能進入編輯菜單。編輯菜單：顯示狀態(tài)描述允許值Password輸入或修改密碼0-9999Gain增益值設(shè)定1-50，梯度1Freq頻率值選擇3-126，梯度3Band頻率帶寬選擇3-15，梯度3ON Threshold有火門檻設(shè)定值10-1999OFF Threshold無火門檻設(shè)定值至少比ONT小10 Max20mA的火焰信號設(shè)定值1-1999Min4mA的火焰信號設(shè)定值至少比MAX小1 2.6放大器電源放大器電源安裝在放大器柜內(nèi)，放大器采用24VDC電源，可使用卡架式電源，也可使用墻掛式電源。2.7聯(lián)網(wǎng)

37、組件火檢聯(lián)網(wǎng)組件為用戶可選件，組件包括電腦、火檢聯(lián)網(wǎng)軟件、聯(lián)網(wǎng)電纜、通訊轉(zhuǎn)換器。在多燃燒器的火檢應(yīng)用中。為方便調(diào)試和燃燒工況分析及監(jiān)視。多套火檢被要求聯(lián)網(wǎng)通訊，火檢通過通訊轉(zhuǎn)換器可將所有的探頭進行聯(lián)網(wǎng)通訊，通訊轉(zhuǎn)換器用于通訊電纜（RS485）與電腦（RS232）之間的通訊連接。聯(lián)網(wǎng)火焰探頭最多為128只，火檢必須正確安裝并通電，才能進行通訊設(shè)置。通訊接線原理見圖10-9。圖10-9 火檢的通訊 火檢通訊軟件存放在一張光盤上。應(yīng)對其進行備份并保存在安全的地方。軟件程序不能直接在光驅(qū)上運行。需運行該盤上的“Setup”命令將該程序安裝到個人電腦的硬盤上。火檢軟件基于視窗操作系統(tǒng)Windows95、

38、Windows98、WindowsNT才能工作。安裝火檢軟件前退出所有程序。運行光盤上的“Setup”程序，按照提示操作?！鞍惭b”程序?qū)⒒饳z軟件安裝到硬盤，并在視窗程序菜單上創(chuàng)建一個快捷方式用于程序用行。在視窗程序菜單或快捷方式上選擇運行火檢軟件?；饳z通訊軟件主窗口就會出現(xiàn)。在火檢通電時，每個火檢探頭的默認(rèn)通訊地址為“Comm 0”。因此用戶可以在單個火檢上電時直接在電腦上改變成不同的通訊地址；或者通過在菜單上更改好地址后在進行通訊。在同一網(wǎng)上的所有聯(lián)網(wǎng)火檢必須是不同的地址。3. 系統(tǒng)設(shè)計3.1安裝視角當(dāng)探頭繞性光纖安裝時，導(dǎo)管的視線與燃燒器中心線相交成一個很小的角度a并且最大限度看到主燃燒區(qū)

39、，可獲得最佳效果。如圖10-10所示。圖10-10 火檢安裝角度示意圖注：1、L1= 燃燒器噴口到主燃燒中心區(qū)的距離L2= 外導(dǎo)管在二次風(fēng)箱的安裝位置到燃燒器噴口距離安裝角度a的計算：tg a=L2/L13.2四角切圓鍋爐的火檢設(shè)計四角切圓鍋爐的火檢設(shè)計注意事項：由于在大型電站鍋爐的導(dǎo)管組件通常采用光纖組件，并穿過二次風(fēng)箱中，為便于導(dǎo)管組件穿入，應(yīng)在風(fēng)箱護板上開孔，孔徑（55）略大于安裝管徑（52）。導(dǎo)管組件前端通過定位墊塊焊接在護板上，導(dǎo)管前端距噴口前端70mm?；饳z導(dǎo)管前端定位應(yīng)考慮切圓燃燒方向?qū)鹧娴挠绊?。火檢開孔位置應(yīng)考慮尾部煤粉管道走向和燃燒器風(fēng)箱導(dǎo)流板的影響。為防止火檢探頭距離鍋爐前墻太近，導(dǎo)致探頭高溫。同時又便于火檢安裝，應(yīng)如下計算火檢導(dǎo)管長度：火檢外導(dǎo)管長度=風(fēng)箱長度+外保溫層厚度+500mm（內(nèi)保溫層厚度已含在風(fēng)箱長度內(nèi)），內(nèi)導(dǎo)管長度應(yīng)與外