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组炉膛火焰检测装置工作原理【摘要】在火力发电厂中，火焰检测技术的水平及稳定直接影响机组安全正常运行，本文通过讲述炉膛火焰检测装置的工作原理，使我们进一步了解装置，从而保证机组的稳定运行。
1 前言宣威发电厂五期机组锅炉为武汉锅炉厂有限责任公司生产的产品，燃烧方式采用四角切圆，共有32个燃烧器，每个燃烧器配一个火焰检测探头（以下简称火检）。
火检系统为Forney公司较为成熟DPD数字剖面火检探头与DP7000数字剖面放大器配合使用的火焰检测产品，它们根据火焰的物理特性对燃烧工况进行检测，检测不到火焰时就延时输出开关量信号至FSSS系统，FSSS系统对接收到的信号进行逻辑运算和处理。
火焰信号在油枪控制、磨煤机控制、锅炉灭火保护控制中起着十分主要的作用，直接影响锅炉的安全。
2 检测装置组成及工作原理2.1 DPD火焰检测器煤和油燃料燃烧的火焰会产生大量的红外线，DPD火焰检测器采用微处理技术和专用软件，对目标火焰的红外线频率和振幅特性不断进行检测。
每个火焰有其独特的剖面特性，就犹如“指纹”一样。
在“学习”模式下，火检对目标火焰交流信号的频谱进行实时分析以确定被检测火焰的类型(如：燃烧器有火、相邻燃烧器窜火、背景火焰、无火)以及火焰频谱的特定剖面形状；在“运行”模式下火焰检测器则不断将目标火焰信号与所学的剖面特性进行比较从而准确地判断火焰的状态，然后通过连接电缆将脉冲信号送至放大器处理。
DPD火焰检测器先进的电子线路便于用户进行火检的瞄准和编程，而不必花数小时的时间反复调试；自诊断功能和按钮编程也使火检的其他操作极为方便。
当频率和强度均高于设定的阈值时，判定为“有火”；反之，判定为“无火”。
这在多数情况下是十分可靠的。
但有时由于火焰燃烧过程中偶尔出现扰动的影响，火焰的强度或频率会短时间低于阈值，这时如果发出“无火”信号，就将增加灭火保护系统误动的可能性。
为了避免误发灭火信号，提高火焰检测器的可靠性，DPD火焰检测器可以设置1～6s的熄火响应时间。
锅炉炉膛火焰电视监视系统用户手册欢迎使用锅炉炉膛火焰电视监视系统！该系统是专门设计用于监视锅炉炉膛内的火焰情况，以确保锅炉运行的安全和高效。
本用户手册将详细介绍如何正确使用该系统。
1. 系统概述：锅炉炉膛火焰电视监视系统由炉膛内置摄像头、显示设备和控制台组成。
摄像头负责采集炉膛内的火焰图像，显示设备用于实时显示火焰图像，控制台用于操作和监视系统的工作状态。
2. 系统安装：请将摄像头安装在炉膛内部，确保其位置能够全面、清晰地拍摄到火焰情况。
将显示设备和控制台安装在指定的位置并连接好电源和信号线。
3. 系统操作：a. 开机与关机：- 首先，确保系统的电源已连接并接通。
- 按下控制台上的电源开关，系统将开始自检并启动。
- 当您需要关闭系统时，请按下控制台上的电源开关，然后断开电源。
b. 显示火焰图像：- 开机后，系统将自动显示炉膛内的火焰图像。
- 如需调整图像亮度、对比度或其他参数，可通过控制台上的调节按钮进行调整。
c. 报警功能：- 当系统检测到异常火焰或其他危险状况时，将触发报警。
- 报警功能可通过控制台上的设置按钮进行设置，包括报警音量、报警方式等。
d. 镜头清洁：- 镜头可能会因为炉膛内的灰尘或污垢而影响图像质量。
- 请按照指导手册中的说明定期清洁镜头，确保图像清晰可见。
4. 安全注意事项：a. 请勿私自拆卸系统的任何部件，以免造成故障或损坏。
b. 使用前请确保系统安装牢固，并无任何松动。
c. 使用过程中发现任何异常或故障，请立即停止使用并联系售后服务。
请仔细阅读本用户手册并按照指导操作系统。
祝您使用愉快！如有任何问题，请随时联系我们的售后服务团队。
5. 系统维护和保养：a. 定期检查和清洁系统的各个部件，包括摄像头、显示设备和控制台。
确保它们没有灰尘或污垢的积累，以免影响系统的工作效果。
b. 检查系统的连接线路和电源线是否损坏，确保它们的连接牢固可靠。
c. 如发现系统存在损坏或故障，请立即停止使用并联系售后服务团队进行维修和更换部件。
2、火焰监测系统火焰监测系统主要由火焰传感器、火焰继电器组成。
火焰监测系统功能：火焰传感器接受光源照射后，光电二极管导通，电信号通过火焰继电器被传送到PLC中，以完成对点火和正常温度功能的控制。
在点火及正常温度控制工程中，如出现故障导致火焰熄灭、燃油泵及风油调节电动机等会自动停止工作，以保证燃烧器控制系统的安全。
3、温度控制系统温度控制系统主要由燃油泵及其控制电磁阀、风油连动调节机构及其控制盒、鼓风机及其控制电磁阀、温度传感器组成。
温度控制系统功能：温度传感器将检测到的温度信号传送到PLC中，PLC将实际温度与设定的温度进行比较，并根据比较结果自动调节火焰大小，使矿料加热温度控制在设定范围内。
PLC自身带有PID调节功能，并具有自适应、自整定功能，可根据现场的实际情况自整定PID的参数，参数调整好后，温度控制器选择自动工作状态，其温度控制准确、稳定，误差在 5C0以内。
二、燃烧器自动控制过程根据燃烧器控制系统开关量及温度模拟量采集的要求，以西门子PLC为例，燃烧控制系统的接线图、CPU模块、EM235模拟量扩展模块地址资源及功能说明，如图7.22所示。
图7.22 燃烧器控制系统工作原理图燃烧器自动控制过程操作燃烧启动点火、运转、温度自动控制、停止的过程，其程序逻辑框图如图7.23所示。
图7.23 燃烧器自动控制过程程序逻辑框图7.5 称量及搅拌控制系统7.5.1称量及搅拌控制系统的组成及功能称量及搅拌控制系统，主要由电子称量系统、称门仓门控制系统、可编程序控制器（或智能控制仪表）工业计算机组成，如图7.24所示。
称量搅拌控制系统是通过工业计算机输入的配方（沥青混合料拌合设备生产配合比）后，按照一定的程序手动或自动完成以下循环过程：将不同规格的热矿料依次累加称量（先沥青称量，后称量矿粉），并按顺序放入搅拌器中，经搅拌器搅拌合格后，由搅拌器底门排入运输车辆或成品料小车中，依次循环。
图7.24 称量及搅拌控制系统组成示意图1、电子称量系统电子称量系统由电子重力传感器、信号放大处理控制器、可编程序控制器（或智能控制仪表）组成，传感器将信号传送到信号放大处理控制器上，信号放大处理控制器采用高精度线性放大器，将信号调整并放大成标准电流或电压信号输送到可编程序控制器或智能仪表中。
第1章概述1.1 用途火焰检测设备是火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）中的关键设备，它的作用贯穿于从锅炉启动至满负荷运行的全过程，用于判定全炉膛内或单元燃烧器火焰的建立/熄灭或有火与无火，当发生全炉膛灭火或单元燃烧器熄火时，火焰检测设备触点准确动作发出报警，依靠FSSS系统连锁功能，停止相应给粉机、磨煤机、燃油总阀或一次风机等的运行，防止炉膛内积聚燃料，异常情况被点燃引起锅炉爆炸恶性事故的发生，因此设备性能即设备运行的可靠性与检测的准确性直接关系到机组的运行安全与稳定性，ZHJZ-IV型火焰检测器适用于按各种方式分类的锅炉，包括按燃料类型分为燃油、燃煤、燃气锅炉，按机组容量分类的各种大中小型锅炉，按炉型分类的四角切圆燃烧、对冲燃烧、循环流化床等各种锅炉。
1.2 火焰检测原理油、煤或气体燃料的燃烧其实质是燃料化学能以电磁波的形式释放，燃烧器火焰一般都能发射几乎连续的发光光谱，其发射源是燃烧过程中生成的高温炭素微粒子、微粉炭粒子群和气体等，不同的燃料燃烧过程中的中间产物不完全相同或中间产物的所占比例各不相同，不同的燃烧中间产物所发射的光谱不完全一样，这是选择不同类型火焰检测器依据，C2发射可见光（发射波长为473.7纳米左右）、CH化合物发射紫外到蓝光区波段的光谱、炭素粒子群发射红光区光谱、CO2、H2O和SO2等三原子气体发射红外光，不同燃料的光谱分布特性是油火焰含有大量的红外线、部分可见光、和少量紫外线，煤粉火焰含有少量紫外线、丰富的可见光和少量红外线。
气体火焰有丰富的紫外线、红外线和较少的可见光，而且对于单只燃烧器火焰，其辐射光谱沿火焰轴线分布是有规律的，例如煤粉锅炉中煤粉燃烧器沿轴线从里至外分为4个区域即预热区、初始燃烧区、安全燃烧区和燃尽区，在初始燃烧区不但可见光较丰富而且能量辐射率变化聚烈，因此火焰检测探头准确对准燃烧器的初始燃烧区是最佳选择。
ZHJZ-IV型火焰检测器的火焰检测设备是一种间接辐射型可见光式火焰检测设备，它利用燃烧器初始燃烧区域内可见光的亮度和燃料燃烧辐射率的动态变化、火焰包络形状的改变引起的脉动频率来判断火焰的“有”或“无”，是一种双信号处理的火焰检测设备。
炉膛火焰监视系统专业：自动化班级：自本1124姓名：张贝贝学号：1192052435炉膛火焰监视系统摘要：炉膛火焰监视系统是监视锅炉运行的一种重要设备。
为了确保电厂锅炉的安全生产，发生危险时可以及时发现并遏制事故的发生。
采用该系统对于提高生产效率，改善工作条件，将起到重要作用。
论文着重介绍了监视系统构成的基础——火焰检测器原理、分类及电路，炉膛火焰特性，炉膛火焰检测原理，并且举例说明火焰检测在炉膛监视系统中的作用。
关键字：炉膛火焰监视系统火焰检测器火焰检测原理炉膛火焰监视系统由检测部分、信号处理部分以及显示仪表组成。
其中检测器所依据的原理、形式及性能指标是整个系统的构成基础。
炉膛火焰监视系统适用于燃煤、燃油、燃气等各种类型锅炉（四热炉、水泥厂、铝厂窑炉等各种直接燃烧燃料的各类炉型。
一、火焰检测器的原理转换成相对应的电信号输出,达到对设备进行控制和检测的目的.二、火焰检测器的分类1.温度开关式原理：利用热能温度原理检测火焰，是最先采用的方法。
利用热电偶测取靠近火焰根部的烟气温度变化速度来判断重油引燃或熄灭的。
缺点：燃料种类必须稳定，而且使用前要对燃料进行准确的分析试验。
2.差压开关式原理：利用燃烧产生热流形成差压的原理，即差压开关检测天然气是否点燃。
缺点：差压开关动作整定值手燃料和送风出口温度、混合好坏及燃料动压波动的影响较大，而且只适用于气体燃料火焰检测。
3.火焰棒式使用条件：（1）电极对地绝缘电阻不小于2000兆欧。
（2）电极冷却风量和点火时调风器风量应适当调整，不应使火焰偏离或发生电线的支持套筒过热变形。
4. 光学类型光学类型火焰检测器在电厂中得到普遍应用。
通常使用的光电元件有：紫外线光敏管、光敏电阻、硅光电池等。
（1）紫外线火焰检测器a.功能：控制点火装置自动点火，点火同时自动打开燃料阀。
在设定时间内没有点燃，控制器自动关闭燃料阀并报警，如点火成功则保持燃料正常供应。
b.故障排除：燃烧器无火，而检测却显示有火，这是检测线路受潮后分布电容逐渐增大引起的干扰，请打开模块，顺时针缓慢调节电位器，直至绿色指示灯灭，继电器释放为止。
W A L S N火焰检测系统说明书目录第一章WALSN火焰检测系统总述 (1)第二章WALSN FD-100智能型一体化火焰检测器描述 (3)2.1综述 (3)2.2检测原理 (4)2.2.1燃料的燃烧过程 (4)2.2.2 FD-100火焰检测原理 (5)2.3产品特点 (6)2.4结构尺寸示意图 (6)2.5技术参数 (7)2.6自检及报警 (7)2.7远程通讯 (8)2.8电气连接 (8)第三章WALSN FD-100火焰检测器的编程与操作 (10)3.1键盘/显示 (10)3.1.1 / 上下键 (10)3.1.2 回车键 (10)3.1.3 确认键 (11)3.2菜单结构 (11)3.2.1状态菜单 (11)3.2.2编辑菜单 (11)3.3状态查询菜单 (11)3.3.1状态查询菜单流程图 (12)3.3.2火焰品质Flame Quality (12)3.3.3火焰有火/无火值Fla ON/OFF (13)3.3.4温度Temperature (13)3.3.5文件选择File Selected (13)3.3.6 信号增益GAIN (14)3.3.7通讯地址Comm Address (14)3.3.8软件版本Software Revision (14)3.3.9密码Password (15)3.3.10改变密码 (16)3.4编辑菜单流程图 (17)3.4.1文件选择File (18)3.4.2温度Temperature Scale（影响所有的文件） (18)3.4.3通讯地址Comm Address（影响所有文件） (18)3.4.4远程文件选择Remote File Select（影响所有文件） (18)3.4.5语言Language（影响所有文件） (18)3.4.6 频带低点LOW BAND (19)3.4.7 频带高点HIGH BAND (19)3.4.8 IR 增益IR Gain (19)3.4.9 有火门槛值ONT (19)3.4.11 OFF门槛值OFT (19)3.4.10无火延迟时间OFDT (19)3.4.11 有火延时间ONTD (20)3.4.12 退出EXIT (20)3.4.13 故障讯息 (20)3.4.14 自学习 (20)第四章导管组件 (21)第五章就地接线箱及电缆组件 (22)5.1检测器电缆 (22)5.2快装接头 (22)5.3带有适配接头的电缆 (22)5.4就地接线箱组件 (22)5.5远程通讯接线 (23)第六章电源柜 (25)第七章冷却风系统 (26)7.1冷却风机 (26)7.1.1用途 (26)7.1.2结构 (26)7.1.3运输 (26)7.2风机控制柜 (26)7.2.1冷却风机控制方式 (27)7.2.2冷却风机控制操作 (27)7.2.3冷却风机电源 (27)第八章现场安装与维护 (28)8.1开箱 (28)8.2安装准备 (28)8.3安装 (28)8.3.1 FD-100火焰检测器安装 (28)8.3.2导管及光纤组件安装步骤 (30)8.3.3冷却风软管安装 (30)8.3.4 电气连接安装 (30)8.3.5安装注意事项 (31)8.3.6冷却风系统安装 (31)8.4维护 (32)8.4.1 FD-100火焰检测器定期维护 (32)8.4.2维护方法 (33)8.4.3风机维护 (34)第九章调试与故障 (36)9.1测试 (36)9.2调试 (36)9.2.1 FD-100火焰检测器初步编辑（冷态调试） (36)9.2.2投运调试（热态调试） (36)9.3故障处理 (37)第十章部件编号 (40)第一章Walsn火焰检测系统总述火焰检测系统是燃煤、燃气、燃油锅炉炉膛安全监控系统的关键设备，广泛应用于电力、钢铁、化工、水泥等行业。
Walsn FS-100火焰检测系统
火焰检测系统是燃煤、燃气、燃油锅炉炉膛安全监控系统的重要设备。
其作用是根据火焰的物理特性对燃烧工况进行实时检测，一旦火焰燃烧状态不满足正常条件或熄火时，按一定方式给出信号，作为故障报警或FSSS的逻辑判断条件，保证锅炉灭火时停止燃料供应，防止可燃性物质在炉膛或管道内聚积，发生爆燃甚至引起锅炉爆炸。
火焰检测系统可以广泛应用于火力发电厂、炼油厂、化工厂、钢铁、水泥等行业，适用于电站锅炉、硫化床锅炉、煤粉炉、焚烧炉、窑炉等多种工业炉。
二、系统构成
Walsn FS-100火焰检测系统由FS-100智能型一体化火焰检测器、导管组件、就地接线箱及电缆组件、冷却风机系统组成。
三、特点
1.可定制“双CPU冗余设计”，确保系统的可靠运行。
2.存储8套文件，适用于不同负荷、不同燃料和不同燃烧技术等多种工况。
3.专业级（Walsn认证）的工程安装服务指导，确保火检不偷看。
4.特别甄选高于工业级标准的器件，确保系统安全可靠。
5.使用PTFE专业隔热材料，提高设备耐温参数，延长设备使用寿命。
6.内部集成有高性能的光敏器件,光谱响应范围：UV型为190nm~1100nm，IR 型为300nm~1800nm。
7.一体化结构设计，便于安装、调试，维护量小。
8.带有自检单元、自学习功能、故障报警功能、密码保护功能、频率选择功能。
9.可远程在线调整及设定参数（具有网络功能）。
一、 FSSS系统简介FSSS系统：即炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System），也可称作燃烧器管理系统(Burner Management System )，简称BMS。
FSSS系统使锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停，并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料(包括点火燃料)，防止爆燃、爆炸等破坏性事故发生，以保证炉膛安全的保护和控制系统。
二、FSSS系统功能FSSS系统一般分为两个部分，即燃烧器控制系统BCS（Burner Control System）和炉膛安全系统FSS（Furnace Safeguard System）。
1、燃烧器控制系统BCS功能：对锅炉燃烧系统设备进行监视和控制，保证点火器，油枪和磨煤机组系统的安全启动、停止和运行。
以600MW火电机组为例，一般配有6台磨煤机，每台磨煤机配一台给煤机；36个煤粉燃烧器，前后墙对冲布置三层，每层六个；每个燃烧器配置一个点火油枪；在底层与煤燃烧器同时布置12个油燃烧器，油燃烧器和点火油枪全部投入可带30%负荷；点火油枪采用高能点火器引燃。
火焰检测采用单燃烧器检测，每个燃烧器配有两个火焰监测器。
2、炉膛安全系统FSS功能：在锅炉点火前和跳闸停炉后对炉膛进行吹扫，防止可燃物在炉膛堆积。
在检测到危及设备、人身安全的运行工况时，启动主燃料跳闸（MFT），迅速切断燃料，紧急停炉。
3、FSSS逻辑功能FSSS的逻辑功能主要包括以下几个方面：油泄漏试验、炉膛吹扫、燃油控制、燃煤控制、燃料跳闸。
（1）油泄漏试验：捡漏是非常重要的，因为如果阀是漏的，则吹扫条件中的油阀关闭等条件就没有意义。
所以在锅炉进行炉膛吹扫前必须做油泄露试验，检查油跳闸阀和油回油阀或油燃烧器油阀是否泄露，以保证在阀关闭时无油漏入炉膛。
（2）炉膛吹扫：锅炉停运后，在炉膛里会积聚燃料混合物，所以在锅炉点火前要向炉膛吹入足够的风量，把这些混合物带走，以防止在点火时炉膛发生爆燃。
