Uvisor火检构成及原理
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© Copyright ABB 2006 - 11
红外线 高 高 高 低 中
可见光 高 高 高 低 中
紫外线 低 中 低 高 中
气 (喷燃)
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
由于不同种类的燃料，其燃烧火焰辐射的光线强度 不同，相应采用的火焰检测元件也会不一样。一般说来 ，煤粉火焰中除了含有不发光的CO2和水蒸气等三原子 气体外，还有部分灼热发光的焦炭粒子和炭粒，它们辐 射较强的红外线、可见光和一些紫外线，而紫外线往往 容易被燃烧产物和灰粒吸收而很快被减弱，因此煤粉燃 烧火焰宜采用可见光或红外线火焰检测器。
Uvisor智能火焰检测系统
北京ABB贝利控制 有限公司
© Copyright ABB 2006 - 1王亚君 2006年11月 Nhomakorabea
目录
n n n n n
© Copyright ABB 2006 - 2
序：成绩和经验 火焰检测的作用和基本原理 Uvisor火检系统组成及检测原理 调试 讨论
© Copyright ABB 2006 - 14
燃料的燃烧特征：火焰的脉动
根据燃烧器火焰的形状，我们人为地将其分为四部分： 从喉口开始依次为黑龙区、初始燃烧区、燃烧区和燃尽区。 从一次风口喷射出的第一段是一股暗黑色的煤粉和一次 风的混合物流，我们称其为黑龙区，其辐射强度和闪烁频率 都很低； 第二段是初始燃烧区，煤粉因受到高温炉气和火焰回流 的加热开始燃烧，大量煤粉颗粒爆燃形成亮点流，此段的特 点是这部分煤粉燃烧亮度不是很大，但其闪烁频率却达到最 大值，往往可以在100Hz以上；
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燃料的燃烧特征:光谱
燃料的燃烧特征:光谱 紫外线 可见光 红外线
© Copyright ABB 2006 - 10
燃气火焰
炉墙和燃油、燃煤火焰
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
燃料 煤粉 油 (机械雾化) 油(蒸气雾化) 气 (空气预混)
© Copyright ABB 2006 - 15
燃料的燃烧特征：火焰的脉动
第三段为燃烧区，也称完全燃烧区，各个煤粉颗粒在与 二次风的充分混合下完全燃烧，产生很大热量，此段的火焰 亮度最高且最稳定，但闪烁频率要低于初始燃烧区； 第四段为燃尽区，这时的煤粉绝大部分燃烧完毕形成飞 灰，少数较大的颗粒继续进行燃烧，最后形成高温炉气流， 其火焰亮度和闪烁频率都比较低。
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MFD双放大器智能单元
包含微处理器和燃料数据库的智能单元 放大器一 放大器二
RS232网络通 信接口
© Copyright ABB 2006 - 22
全功能键盘
一个完全独立工作的火焰信号智能处理装置，每一个 智能单元带有两个独立的放大器。
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燃料的燃烧特征：闪烁和强度的关系
闪烁频率与辐射强度之间的关系取决于燃烧器结构布置 、检测方法、燃料种类、燃烧器的运行条件(如燃料与空气 比、一次风速)、以及观察角度等因素。一般来说： 火焰闪烁频率在火焰的初始燃烧区较高，然后向燃尽区 依次降低； 检测器距火焰初始燃烧区越近，检测到的高频成分(80～ 300Hz)越强；
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检测器探头视角相对狭窄(6～12°)被检测的火焰信号越 真实。
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ABB Uvisor
火焰检测系统组成及原理
系统组成
UR检测器
MFD 冷风系统 RS485/232
© Copyright ABB 2006 - 19
MFD Manager
UR系列检测器
n
UR600 1000/2000IR型红外线火焰检测器
© Copyright ABB 2006 - 20
特性
n n n n n n
PbS(硫化铅)感测器，通过红外线闪烁频谱检测火焰 检测频谱范围600－3000nm 连续自我诊断装置 保护等级: IP66 (NEMA 4) 防爆等级：T6 柔性\刚性光纤延长器，允许最大连续工作温度450°C
特性
n
多种语言选择模式：汉语、英语、意大利语、德语、 西班牙语 连续自检功能保证设备的完整性和火焰信号的真实性 可组态的0－10V或4－20mA模拟输出 独有的燃料数据库结合自动调谐功能优化对火焰的辨 别能力 支持最多四套参数自动选择 多种电源选择模式
n n n
n n
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© Copyright ABB 2006 - 12
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
而油火焰中，除了有一部分CO2和水蒸气外，还有 大量的发光碳黑粒子，它也能辐射较强的可见光、红外 线和紫外线，因此可采用对这三种火焰较敏感的检测元 件进行测量。 可燃气体的燃料在燃烧时，火焰初始燃烧区发出较强 的紫外线，可采用紫外火检。
成绩
n n n
40多年燃烧器火焰校验设备 35年火焰扫描仪应用知识 30年火焰检测器设计经验
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经验
自1975年至今，Uvisor系列产品在各式锅炉上安装了 40,000多套。
四角喷燃锅炉 25%
其它工业过程锅炉 30%
“W ”火焰锅炉 10%
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前后墙对冲锅炉 35%
作用
n
对火焰进行检测和监视
目标火焰
与
背景火焰 的区分
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火焰的燃烧特征
各种燃料的燃烧特征
燃料的燃烧特征
n n n n n
© Copyright ABB 2006 - 7
发热程度 电离状态 差压、音响 火焰不同部位的辐射 光谱及火焰的脉动或闪烁现象
燃料的燃烧特征
试验表明： 利用火焰的声学和热量特性研制的检测器易受锅炉其它 热源和声源的干扰而难以准确使用，不能满足大型发电设 备对安全运行上的要求，所以近年来主要采用了光电原理 的火焰检测系统。
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冷却风系统
n n
每只探头需冷却风24m3/h VP710N/2风机最大流量 4500m3/h最大压力9200Pa 电机15KW，额定电流28A
n
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频谱分析软件
参数优化及归档功能 显示分析火焰信号的趋势及历史数据功能 报警记录
1
2
40
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燃料的燃烧特征：火焰的脉动
对煤粉燃烧器而言，在燃烧器喷口处，一次风和煤粉的混 合物形成紊流，使燃烧火焰产生无规律的波动，瞬间波动的幅 值也不尽相同，我们称其为火焰的脉动现象，也就是通常说火 焰的闪烁，它具有以下主要特性： § 火焰的闪烁频率是火焰燃烧的重要特征，也是判断有火无火 的重要依据； § 混合物在气流震动越强时燃烧反应速度越快，燃烧火焰的闪 烁频率也越高； § 距离燃烧火焰越近，闪烁频率越高； § 不同的燃料，闪烁频率不同，油燃烧火焰闪烁频率高于煤 火焰。
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Windows 兼容
特性及优点
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
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分体式安装免除受到现场高温环境的影响 红外型检测器有效地提高火焰检测能力 完全数字化火焰检测器，无须开关或电位器设置 火检探头最高工作温度为85℃，光纤最高工作温度为450℃ 最多四套参数设置可以适应各种特殊工况，最有效地减少“偷看” 普通屏蔽电缆直接连接减少中间环节，降低维护成本，提高可靠性 先进的智能燃料库技术，提高炉膛火焰鉴别能力 电源输入93～260VAC宽带电源/24VDC（可冗余供电） 电源分散，可靠性高 可用户设置0～10VDC，或4～20mA模拟量输出 液晶显示器16×2字符显示的（支持中文显示） 所有参数的设置、组态、光谱分析都可以远程控制
红外线 高 高 高 低 中
可见光 高 高 高 低 中
紫外线 低 中 低 高 中
气 (喷燃)
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
由于不同种类的燃料，其燃烧火焰辐射的光线强度 不同，相应采用的火焰检测元件也会不一样。一般说来 ，煤粉火焰中除了含有不发光的CO2和水蒸气等三原子 气体外，还有部分灼热发光的焦炭粒子和炭粒，它们辐 射较强的红外线、可见光和一些紫外线，而紫外线往往 容易被燃烧产物和灰粒吸收而很快被减弱，因此煤粉燃 烧火焰宜采用可见光或红外线火焰检测器。
Uvisor智能火焰检测系统
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© Copyright ABB 2006 - 1王亚君 2006年11月 Nhomakorabea
目录
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© Copyright ABB 2006 - 2
序：成绩和经验 火焰检测的作用和基本原理 Uvisor火检系统组成及检测原理 调试 讨论
© Copyright ABB 2006 - 14
燃料的燃烧特征：火焰的脉动
根据燃烧器火焰的形状，我们人为地将其分为四部分： 从喉口开始依次为黑龙区、初始燃烧区、燃烧区和燃尽区。 从一次风口喷射出的第一段是一股暗黑色的煤粉和一次 风的混合物流，我们称其为黑龙区，其辐射强度和闪烁频率 都很低； 第二段是初始燃烧区，煤粉因受到高温炉气和火焰回流 的加热开始燃烧，大量煤粉颗粒爆燃形成亮点流，此段的特 点是这部分煤粉燃烧亮度不是很大，但其闪烁频率却达到最 大值，往往可以在100Hz以上；
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燃料的燃烧特征:光谱
燃料的燃烧特征:光谱 紫外线 可见光 红外线
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燃气火焰
炉墙和燃油、燃煤火焰
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
燃料 煤粉 油 (机械雾化) 油(蒸气雾化) 气 (空气预混)
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燃料的燃烧特征：火焰的脉动
第三段为燃烧区，也称完全燃烧区，各个煤粉颗粒在与 二次风的充分混合下完全燃烧，产生很大热量，此段的火焰 亮度最高且最稳定，但闪烁频率要低于初始燃烧区； 第四段为燃尽区，这时的煤粉绝大部分燃烧完毕形成飞 灰，少数较大的颗粒继续进行燃烧，最后形成高温炉气流， 其火焰亮度和闪烁频率都比较低。
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MFD双放大器智能单元
包含微处理器和燃料数据库的智能单元 放大器一 放大器二
RS232网络通 信接口
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全功能键盘
一个完全独立工作的火焰信号智能处理装置，每一个 智能单元带有两个独立的放大器。
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燃料的燃烧特征：闪烁和强度的关系
闪烁频率与辐射强度之间的关系取决于燃烧器结构布置 、检测方法、燃料种类、燃烧器的运行条件(如燃料与空气 比、一次风速)、以及观察角度等因素。一般来说： 火焰闪烁频率在火焰的初始燃烧区较高，然后向燃尽区 依次降低； 检测器距火焰初始燃烧区越近，检测到的高频成分(80～ 300Hz)越强；
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检测器探头视角相对狭窄(6～12°)被检测的火焰信号越 真实。
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ABB Uvisor
火焰检测系统组成及原理
系统组成
UR检测器
MFD 冷风系统 RS485/232
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MFD Manager
UR系列检测器
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UR600 1000/2000IR型红外线火焰检测器
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特性
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PbS(硫化铅)感测器，通过红外线闪烁频谱检测火焰 检测频谱范围600－3000nm 连续自我诊断装置 保护等级: IP66 (NEMA 4) 防爆等级：T6 柔性\刚性光纤延长器，允许最大连续工作温度450°C
特性
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多种语言选择模式：汉语、英语、意大利语、德语、 西班牙语 连续自检功能保证设备的完整性和火焰信号的真实性 可组态的0－10V或4－20mA模拟输出 独有的燃料数据库结合自动调谐功能优化对火焰的辨 别能力 支持最多四套参数自动选择 多种电源选择模式
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© Copyright ABB 2006 - 23
© Copyright ABB 2006 - 12
燃料的燃烧特征
燃料和光的辐射量
而油火焰中，除了有一部分CO2和水蒸气外，还有 大量的发光碳黑粒子，它也能辐射较强的可见光、红外 线和紫外线，因此可采用对这三种火焰较敏感的检测元 件进行测量。 可燃气体的燃料在燃烧时，火焰初始燃烧区发出较强 的紫外线，可采用紫外火检。
成绩
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40多年燃烧器火焰校验设备 35年火焰扫描仪应用知识 30年火焰检测器设计经验
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经验
自1975年至今，Uvisor系列产品在各式锅炉上安装了 40,000多套。
四角喷燃锅炉 25%
其它工业过程锅炉 30%
“W ”火焰锅炉 10%
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前后墙对冲锅炉 35%
作用
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对火焰进行检测和监视
目标火焰
与
背景火焰 的区分
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火焰的燃烧特征
各种燃料的燃烧特征
燃料的燃烧特征
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© Copyright ABB 2006 - 7
发热程度 电离状态 差压、音响 火焰不同部位的辐射 光谱及火焰的脉动或闪烁现象
燃料的燃烧特征
试验表明： 利用火焰的声学和热量特性研制的检测器易受锅炉其它 热源和声源的干扰而难以准确使用，不能满足大型发电设 备对安全运行上的要求，所以近年来主要采用了光电原理 的火焰检测系统。
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冷却风系统
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每只探头需冷却风24m3/h VP710N/2风机最大流量 4500m3/h最大压力9200Pa 电机15KW，额定电流28A
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频谱分析软件
参数优化及归档功能 显示分析火焰信号的趋势及历史数据功能 报警记录
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燃料的燃烧特征：火焰的脉动
对煤粉燃烧器而言，在燃烧器喷口处，一次风和煤粉的混 合物形成紊流，使燃烧火焰产生无规律的波动，瞬间波动的幅 值也不尽相同，我们称其为火焰的脉动现象，也就是通常说火 焰的闪烁，它具有以下主要特性： § 火焰的闪烁频率是火焰燃烧的重要特征，也是判断有火无火 的重要依据； § 混合物在气流震动越强时燃烧反应速度越快，燃烧火焰的闪 烁频率也越高； § 距离燃烧火焰越近，闪烁频率越高； § 不同的燃料，闪烁频率不同，油燃烧火焰闪烁频率高于煤 火焰。
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Windows 兼容
特性及优点
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
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分体式安装免除受到现场高温环境的影响 红外型检测器有效地提高火焰检测能力 完全数字化火焰检测器，无须开关或电位器设置 火检探头最高工作温度为85℃，光纤最高工作温度为450℃ 最多四套参数设置可以适应各种特殊工况，最有效地减少“偷看” 普通屏蔽电缆直接连接减少中间环节，降低维护成本，提高可靠性 先进的智能燃料库技术，提高炉膛火焰鉴别能力 电源输入93～260VAC宽带电源/24VDC（可冗余供电） 电源分散，可靠性高 可用户设置0～10VDC，或4～20mA模拟量输出 液晶显示器16×2字符显示的（支持中文显示） 所有参数的设置、组态、光谱分析都可以远程控制
