美国Forney公司火焰检测器及其应用

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1、美国Forney公司火焰检测器及其应用包春雨（淮北国安电力有限公司，安徽淮北235106）   摘　要：为防止炉膛爆炸，大容量机组的锅炉均装设锅炉灭火保护装置，但是如何选用安全可靠的火焰检测装置，将直接关系到炉膛和整个机组的安全经济运行。为此，以美国Forney火焰检测系统为例，介绍它在淮北二电厂的安装、使用和维护方面的一些经验，供同行借鉴。   关键词：Forney火焰检测器；锅炉；燃烧器；　　火焰检测系统是炉膛安全监控系统中的一个十分重要的组成部分。该系统可靠与否，直接关系到炉膛的安全运行。淮北二电厂炉膛火焰检测系统采用美国Forney公司生产的内窥式数字剖

2、面火焰监测器（DigitalProfileDetector，以下简称DPD火检）。它采用了微处理技术和专用软件，用于鉴别单燃烧器或多燃烧器燃烧环境中的目标火焰。　　锅炉炉膛每个火焰都有独特的剖面特性，就如同人的“指纹”一样。在“学习”模式下，DPD火检装置对目标火焰交流信号的频谱进行实时分析，以确定被监测火焰的类型（如本燃烧器有火、相邻燃烧器窜火、背景火焰或无火）和火焰频谱的特定剖面形状，建立数学模型；在“运行”模式下，DPD火检装置则不断地将目标火焰信号与建立的数学模型进行比较，从而对火焰的有无作出准确可靠的判断。 1　淮北二电厂火焰检测系统构成　　淮北二电厂

3、2×300MW机组的锅炉为DG1025／18．3－Ⅱ4型亚临界自然循环汽包锅炉，一次再热、单炉膛、平衡通风、半露天∏型布置，点火及助燃油为0号柴油。机组采用钢球磨中储式制粉系统，用热一次风送粉；燃烧器为直流式四角切圆布置，有A，B，C，D，E五层，另有AB，BC，DE三层点火油枪，八层辅助二次风，顶层有一层燃尽风，其下面是两层三次风（制粉系统乏气），每层煤粉燃烧器都配有周界风。淮北二电厂DCS采用美国西屋WDPF－II型控制系统，具有DAS，CCS，SCS，BMS，DEH和BF－PT等主要功能。　　淮北二电厂火焰检测系统主要包括DPD火检探头和DP7000火检放

4、大器两部分，其中DPD火检探头组件由外套管、内套管、瞄准透镜　　（0°）、瞄准管和光纤等组成；DP7000火检放大四层布置插槽，装有32块DP7000火检放大卡，分别对应32个DPD火检探头，其面板上有代表火焰强度的0～250范围内的数码显示（对应4～20mA输出），“有火”指示灯和4个编程触摸键。在火检柜上还装有5个24V直流2．5A电源卡，其中4个分别为每一层放大卡件和探头供电，另一个备用。　　通常，炉膛内燃料燃烧产生的可见光穿过炉膛内的瞄准透镜落到光导纤维的端部，光导纤维将光信号传送到安装在锅炉外部的DPD火检探头内。探头将可见光转换成数字脉冲信号，通过一

5、根8芯屏蔽电缆传送到电子间的火检放大卡当中。在DP7000放大卡内部，该火焰脉冲分别转换成4～20mA模拟量信号和无源开关量信号并通过盘间电缆送往DCS。模拟量信号通过QAW卡作0～100％CRT棒状图显示，开关量信号通过QCI卡用于判断有火、无火作投油投粉和MFT的逻辑之用。原理部分详见图1。　　探头组件通过挠性金属管与刚性金属管连接，用于保护从透镜到DPD火检探头之间传递光信号的光导纤维，刚性管同时与冷却风相连。DPD火检探头冷却风由两台冷却风机提供（Forney供货），通常只需一台冷却风机投入运行，另一台热备用。冷却风压低报警值为5．49kPa，导致MFT

6、动作的定值是低于4kPa（延时10s）。冷却风经过刚性导管、挠性导管，最后经过瞄准透镜和瞄准管排入炉膛。冷却风是探头部分正常工作不可缺少的，它的作用有两方面：一是使瞄准透镜得到冷却；二是使透镜保持清洁。探头的外套管主要起到固定和安装内套管的作用。2　淮北二电厂火检运行参数整定2．1　DPD火检探头有关参数　　   DPD火检探头有关参数见表1。2．2　DPD火检放大卡有关参数　　DPD火检放大卡有关参数见表2。3　DPD火检探头的几个特点3．1　智能显示　　　　用于快速设置、精确瞄准以及火焰信号显示。八位连续滚动的LED能提供DPD火检装置所有设定值和火焰状况的

7、瞬时读数显示（Flameon／off）。3．2　编程简单可靠　　探头背后的三个按钮和LED视窗可使用户直接对火检进行编程和显示，为了避免未经授权的人员误改参数，在火检的后盖板下面装有编程，把“ProgramEnable”锁定。3．3　灵活的运行参数　　火焰熄火响应时间（FFRT）可选择2～6s；背景火焰熄火响应时间（BFRT）可选择2～8s；有火信号延时（OTD）可选择2～4s。温度显示可选择华氏或摄氏。3．4　适用于任何结构的燃烧器　　适用于低NOx、枪式、摆动式、棒式、环式、层燃式等结构的燃烧器。3．5　适用于任何燃料　　Superblue型DPD火焰检测器

8、可适用于大多数燃料的火焰