1、爐膛火焰監測系統介紹閆清順2010年3月 火焰檢測設備是火力發電廠鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）中的關鍵設備，它的作用貫穿于從鍋爐啟動至滿負荷運行的全過程，用于判定全爐膛內或單元燃燒器火焰的建立/熄滅或有火與無火，當發生全爐膛滅火或單元燃燒器熄火時，火焰檢測設備觸點準確動作發出報警。 一、一、 火焰檢測器作用火焰檢測器作用 依靠FSSS系統連鎖功能，停止相應給粉機、磨煤機、燃油總閥或一次風機等的運行，防止爐膛內積聚燃料，異常情況被點燃引起鍋爐爆炸惡性事故的發生，因此設備性能即設備運行的可靠性與檢測的準確性直接關系到機組的運行安全與穩定性保證。 我工程采用的ZHJZ-IV型系列火焰檢測器是中能

2、公司開發的第四代智能型火焰檢測設備。 一、一、 火焰檢測器作用火焰檢測器作用 油、煤或氣體燃料的燃燒其實質是燃料化學能以電磁波的形式釋放，燃燒器火焰一般都能發射幾乎連續的發光光譜，其發射源是燃燒過程中生成的高溫炭素微粒子、微粉炭粒子群和氣體等，不同的燃料燃燒過程中的中間產物不完全相同或中間產物的所占比例各不相同，不同的燃燒中間產物所發射的光譜不完全一樣，這是選擇不同類型火焰檢測器依據，設備。 二、二、 火焰檢測器原理火焰檢測器原理 不同燃料的光譜分布特性是油火焰含有大量的紅外線、部分可見光、和少量紫外線，煤粉火焰含有少量紫外線、豐富的可見光和少量紅外線。氣體火焰有豐富的紫外線、紅外線和較少的可

3、見光，而且對于單只燃燒器火焰，其輻射光譜沿火焰軸線分布是有規律的，例如煤粉鍋爐中煤粉燃燒器沿軸線從里至外分為4個區域即預熱區、初始燃燒區、安全燃燒區和燃盡區，在初始燃燒區不但可見光較豐富而且能量輻射率變化聚烈，因此火焰檢測探頭準確對準燃燒器的初始燃燒區是最佳選擇。 ZHJZ-IV型火焰檢測器的火焰檢測設備是一種間接輻射型可見光式火焰檢測設備，它利用燃燒器初始燃燒區域內可見光的亮度和燃料燃燒輻射率的動態變化、火焰包絡形狀的改變引起的脈動頻率來判斷火焰的“有”或“無”，是一種雙信號處理的火焰檢測設備。電流信號火焰亮度10.110101010LX234（A）10-2-1101110210310410

4、LARGE AREASMALL AREA圖 一 通過火焰檢測探頭的視角調整機構或探頭安裝位置準確布置，探頭將采集到的可見光信號經凸透鏡、光導纖維等器件組成的傳光系統送至探頭放大器，探頭放大器的光敏元件將光信號變為電信號，再經對數放大變為穩定的02mA的電流信號(見上圖1)，再將火焰信號以電流的方式通過4芯屏蔽柔性電纜被傳輸至火檢處理儀，火檢處理儀經1千歐姆檢測電阻把來自探頭的火焰電流信號變為電壓信號接收下來，電壓信號通過火焰處理儀的強度處理回路與頻率處理回路被分成兩路信號：即強度信號和頻率信號。強度信號代表火焰的亮度，頻率信號代表火焰的脈動或閃爍頻率。 當強度實時值與頻率實時值均高于強度閾值和

5、頻率閾值時，有火繼電器觸點動作，發出有火接點信號，任一條件不滿足均發出無火信號。信號采集、轉換、放大、傳輸、處理、判斷、信號輸出過程如下圖2所示：操作面板輸出回路有頭繼電器自檢回路有頭繼電器故障繼電器光電隔離D/A轉換A/D轉換自適應 濾波電流、電壓轉換-15V模擬地+15V數字地+5V模擬量輸出有火開關量輸出故障開關量輸出485接口對數放大光電管電流信號火檢處理卡件 探頭放大器火焰圖 二 對強度信號的處理是將實時火焰強度與強度閾值進行比較，當火焰強度高于強度閾值時，就是火焰的強度判定條件成立。 ZHJZ-IV型火焰檢測器系統由火檢柜、ZFD-02型智能火檢處理儀、火檢探頭、火檢屏蔽電纜、火檢

6、端子箱（可選）及冷卻風系統組成。三、三、 系統結構和部件系統結構和部件（2）（4） （6） （8）（10）（12）（13） （1） （3） （5） （7）（9） （11）說明：（1）火檢機箱；（2） 電源卡件A；（3）電源卡件B；（4）空面板；（5）（12）火檢處理卡件18；（13）盲板。火檢處理卡件作用：是火檢處理儀的核心部件，它將來自于火檢探頭的火焰電流信號進行電流/電壓轉換、數字濾波、A/D轉換、根據設置的參數進行運算處理，判定火焰的有/無，把經過光電隔離D/A轉換處理的火焰模擬信號和運算后的開關量結果輸出至火檢機箱。火檢處理儀技術參數02mA電流輸入火檢故障信號輸出方式： 干接點 常開

7、、常閉可選，接點容量0.2A火檢有火信號輸出方式：干接點 常開、常閉、保持可選，接點容量0.2A420mA有源模擬量信號輸出模擬量制式：3線制模擬量檢測電源 24VDC1%可帶電熱插拔響應時間0.1S重量：0.8公斤最大外形尺寸272X221X33.8可按1帶2設置按鈕壽命104次火檢安裝示意圖 探頭的接線火箭探頭技術參數 工作電壓：15V DC 電源各一路 輸出信號：02mA電流信號。 額定工作條件下,裝置最大功耗：0.3W。 每只探頭所需冷卻風流量：1m3/分鐘。 探頭冷卻風壓:要求冷卻風入口風壓與爐膛內壓差大于2Kpa。 風源要求：空氣中所含塵土及硬質細顆粒不大于30mg/m3。 冷卻風接口尺寸：外螺紋M48X2（可根據用戶要