鍋爐火焰檢測系統的方案

來源:未知作者:admin 日期:2019-04-15 03:49 瀏覽:
 

 

⒈火檢的組成及工作原理
每個角的火檢由兩個部分組成,安裝在鍋爐上的探頭部分和位于FSSS邏輯柜的電子處理機架。
探頭部分由探頭頭、剛性管、擾性金屬管及探頭板安裝室組成。探頭組件由探頭罩、凸透鏡片、石英光纖、火檢筒體、火檢控制板、冷卻風管、鎖緊件等組成。
火檢工作原理如下:凸透鏡頭、光纖將火焰發出的光信號傳遞到火檢探頭的光電二極管上,光電二極管將包含火焰強度與頻率的光信號轉變成電壓信號后由火檢探頭板內的鑒頻鑒幅電路處理,經過放大、濾波、比較后輸出一個0-10V直流電壓信號給火檢控制板,火檢控制板除為火檢探頭提供電源外,還將火檢探頭送來的直流電壓信號與其內部設定值比較,若信號值大于設定值則輸出一個有火的開關量信號,否則不輸出信號。送出的有火信號進入FSSS邏輯柜的檢測器機架。對于煤粉,當一層四個角中有三個角或三個角以上檢測不到火焰時,則認為該層無火。所有層都無火時,全爐膛滅火保護動作,MFT信號發出。

⒉調試及使用情況
1996年9月1號機組調試期間,發現鍋爐冷態啟動時,投入油槍后,紫外線檢測器檢測不到火焰。雖然反復對頻率及強度的設置值進行調整,效果仍不理想,后分析認為凸透鏡頭、光纖采集的火焰光過強而造成火檢探頭放大電路過飽和,檢測不到火焰,后通過采用調節凸透鏡頭焦點與光纖端面距離,降低光通量以及 加裝遮光片,增大放大電路輸入阻抗等措施后,油火檢可以檢測到火焰,但是其靈敏度不高,當工況發生變化或油槍著火不良時,有時仍不能檢測到火焰。與此相反,煤火檢之間及煤火檢對油火焰偷看現象比較嚴重,只要爐膛存在火焰,或相鄰的油槍運行時,大多能檢測到火焰。

⒊主要問題分析及改進
經過幾年的運行使用,熱控維修人員對火焰檢測系統有了較深入的了解,加強了檢測器的維護,確保了爐膛滅火檢測是正確性,有效地防止了爐膛滅火爆炸事故。
①火檢頻繁燒毀的原因及改進
投產以來,火檢光纖與凸透鏡頭被高溫燒壞嚴重,至使維護成本偏高?;饳z光纖與凸透鏡頭對環境溫度的要求比較高,根據有關資料介紹,火檢探頭不能連續暴露在超過176℃的溫度中,當冷卻風溫度低于49℃時,每個探頭至少需要16.98立方米/小時風量冷卻,要求冷卻風與爐膛的差壓達到足夠的數值。經 過測試,火檢冷卻風機出口風壓不低于7465Pa,最高一層火檢冷卻鏡頭及光纖的冷卻風管出口冷卻風速不低于30m/s,每根火檢的冷卻風量為25-30 立方米/小時,不低于設計值。雖然火檢冷卻風機冷卻風量是足夠的,但實際情況表明在氣溫較高時各火檢冷卻風量仍不足。其次火檢探頭安裝位置距煤粉噴嘴較近,距二次風噴嘴端面只有25MM,此外已發現煤粉噴嘴有燒壞的現象,可見此處的溫度較高,不能滿足探頭對溫度環境要求。另外目前鍋爐用燃煤的品質比設計的煤種不一樣,揮發分與低位發熱值比設計值偏高,煤粉著火有提前的現象。進一步影響了火檢的降溫需要。為了解決這個問題,已采取了以下措施:一是對火檢進行改型,加大探頭冷卻通道截面,改進探頭結構,將原來阻礙冷卻風流通的單面切圓、螺絲固定鏡頭大半周通風方式改為四條導軌固定鏡頭、全周通風方式。在探頭鏡片前形成較厚的冷卻風風簾,減少輻射熱,防止煤粉回卷進入探頭內。二是將冷卻風機的濾網的最里層的紙質濾網去除,保留外層海棉和二層鋼絲過濾層,降低入口阻力,風機出口風壓有了提高。三是根據燃煤現狀,適當提高一次風的風速,延緩著火時間,一方面保護煤粉噴嘴,一方面降低火檢探頭的環境溫度。四是將火檢探頭的位置向里縮25MM左右,進一步改善探頭的環境。
②紅外線煤火檢偷看的原因和對策
火檢問題在目前使用的紅外線火焰檢測器上都存在,只是偷看程度大小不同而已,我廠火檢用平凸透鏡頭能使探頭的視角限制在3.5度范圍內。從設計思想看,有利于提高火焰信號脈動分量的檢測效果。但由于紅外線型火焰檢測器響應范圍比較大,并且凸透鏡頭距噴嘴出口垂直截面很近(僅25mm),視角范圍內既能收到相鄰的噴嘴著火區的火焰,也能收到爐膛中心區的火球火焰信號,這些信號的脈動頻率和強度相差不大,難以區分,故偷看比較嚴重。為解決紅外線型火焰檢測器偷看比較嚴重的問題已采取了以下改造試驗措施:一是將原來須進口的石英光纖、凸透鏡頭由國產玻璃光纖、平鏡片代替,不僅縮小了采光的視角范圍,并且大大降低維護成本。二是將火檢探頭的位置向里縮25MM左右,不僅降低探頭頭處的溫度,還可進一步減少偷看嚴重程度。
③紫外線油火檢檢測不到油火焰的問題
冷態啟動時,燃燒的油火焰發出的紫外線很容易被爐內煙氣、水蒸氣等散射吸收,并且紫外線輻射主要存在于火焰的初始燃燒區(即火焰根部)。而目 前我廠油槍存在霧化不好及根部易脫火現象,所以存在檢測紫外線的油火檢檢測不到油火焰現象。最近結合火檢改造,油火檢使用的玻璃光纖較原石英光纖粗,光通 量加大,檢測油火焰效果稍好于改造前。
火檢系統經過改造后,經過幾個月試運行,發現改造后的國產玻璃光纖、平鏡片完全可以取代進口光纖來采集火焰光線,而成本卻降低了五分之四。將凸透鏡頭改為平鏡片后,縮小了采光的視角范圍,從而也減小了偷看。但是發現個別煤火檢鏡頭片處存在結焦現象,且探頭頭內套、鏡頭片及光纖有高溫燒烤痕跡。而與其同在 一層二次風噴嘴、僅位于其正上方約40mm的油火檢卻基本完好。所以個別探頭冷卻風量偏少,煤粉著火區距噴燃器仍較近,有待于進一步改善。
⒋今后改進打算
除了在今后運行中加強運行調整,控制煤粉著火時間外,在今后鍋爐檢修中,還要繼續對火檢改進。如將探頭頭部冷卻風通道擴大一倍,鏡頭內套出口擴成喇叭型來防止焦渣粘堵在出風口上,并且將煤火檢探頭沿其檢測火焰中心線向后回縮50—100MM(具體視實際情況而定),以減少爐膛火焰輻射熱及煤粉 燃燒時噴燃器附近被卷吸回來的高溫煙氣中灰渣影響,保護火檢。同時,還可以進一步降低煤火檢偷看。另外,根據近四年運行實際情況表明,當有一層油或一層煤粉投入運行時,所有煤火檢均能夠檢測到火焰。而爐膛滅火時,事故追憶顯示煤火檢是從上層而下依次檢測到爐膛無火的。故可只在兩層煤噴嘴之間的二次風風箱內 設既監視層火焰又監視爐膛內煤粉燃燒球火焰的檢測器,而適當地取消部分監視煤層四角火焰的檢測器。這樣既不影響滅火保護,又可減少部分煤火檢設備,從而增大了其它火檢的冷卻風量,同時減小了維護量,大大降低成本。同時將紅外線火焰檢測器改為可見光火焰檢測器,可進一步減少偷看現象,油火檢靈敏度也可進一步提高。

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