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更新时间:2024-04-20 20:57:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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目 录
一、 火焰检测原理
二、 UVISOR火焰检测系统检测原理 三、 UVISOR针对项目的构成
四、 UR600系列火焰扫描仪的开孔与安装细则 五、 火焰检测器的安装 六、 UVISOR参数管理软件 七、 故障处理 八、 设备维护 九、 调试步骤 十、 资料组成
序
大型火电机组中,为了保证锅炉安全、平稳地运行,必须对锅炉的火焰燃烧状况进行实时监视,以便用锅炉的燃料控制装置联锁,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。
一、火焰检测原理
燃烧火焰具有各种特性,如发热程度、电离状态、火焰不同部位的辐射、光谱及火焰的脉动或闪烁现象、差压、音响等,均可用来检测火焰的“有”或“无”。以煤、油作为燃料的锅炉在燃烧过程中会辐射红外线(IR)、可见光和紫外线(UV)。 如图Fig.1b所示为油、煤粉、煤气及1660℃黑体发射的辐射强度光谱分布。
从图中可见,所有的燃料燃烧都辐射一定量的紫外线和大量的红外线,且光谱范围涉及红外线、可见光及紫外线。因此,整个光谱范围都可以用来检测火焰的“有”或“无”。
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。而在用于暖炉和点火用的油火焰中,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。而可燃气体作为主燃料燃烧时,在火焰初始燃烧区辐射较强的紫外线,此时可采用紫外线火焰检测器进行检测。
除辐射稳态电磁波外,所有的火焰均呈脉动变化。因此,单燃烧器工业锅炉的火焰监视可以利用火焰脉动变化特性,采用带低通滤波器(10—20Hz)的红外固体检测器(通常采用硫化铅)。但电站锅炉多燃烧器炉膛火焰的闪烁规律与单燃烧器工业锅炉不大一样,特别是在燃烧器的喉口部分,闪烁频率的范围要宽得多。
硫化铅(PbS)感测器,这是一种硫化铅光敏电阻,其特点是对红外线辐射特别敏感。燃料在燃烧时,由化学反应产生闪烁的红外线辐射,使硫化铅光敏电阻感应,转变成电信号,再经放大器处理后,输出4-20mA或 0-10V的模拟量。在光谱中,红外线的波长为
600nm以上,而这种硫化铅感测器的光谱灵敏度为600nm-3000nm,对绝大部分红外线辐射都可以有效采集,同时还涵盖了部分可见光中的红光,这样充分保证采集到火焰信号的真实性。
磷化钾(GaP)感测器,它是一种磷化钾光敏电阻,其特点是对紫外线辐射特别敏感。燃料在燃烧时,由化学反应产生闪烁的紫外线辐射,使磷化钾光敏电阻感应,转变成电信号,再经放大器处理后,输出4-20mA或 0-10V的模拟量。在光谱中,紫外线的波长小于380nm,而这种硫化铅感测器的光谱灵敏度为190nm-550nm,对绝大部分紫外线辐射都可以有效采集,同时还涵盖了大部分可见光中的紫光,同样这样充分保证采集到火焰信号的真实性。
如图Fig.2所示为多燃烧器炉膛在有火和无火时单只燃烧器时的火焰闪烁频率分布。 由图可见,在低频范围(10—20Hz),煤粉与油有火与无火之间闪烁强度的差异都很小;煤粉有火与无火之间辐射强度最大差异处的闪烁频率约300Hz,油有火与无火之间区别都要在较高的频率(100Hz以上)才能较好地实现检测。
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: 1) 火焰闪烁频率在火焰的初始燃烧器较高,然后向燃烬区依次降低, 2) 检测器距火焰初始燃烧区越近,检测到的高频成分(100—400Hz)越强; 3) 检测器探头视角越狭窄,所检测到的火焰信号越真实;反之亦然。 可以推断,全炉膛监视的闪烁频率要比单只燃烧器监视的频率低得多。
如图Fig.3所示为燃烧器火焰的形状,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、燃烧区和燃烬区。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;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,产生出很大热量,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;第四段为燃烬区,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。有一点需要说明,上
面提到的频率是指闪烁(Flicker)频率,它和有些火焰检测器中的脉冲(Pulse)频率有本质区别,前者是燃料混合物火焰燃烧所特有的属性,而后者只是对火焰强度的一种显示方法。
在锅炉燃烧现场我们可以发现,用紫外线光敏管检测器或磷化钾检测器监视煤粉燃烧器时,被检测火焰的信号强度可能等同于或低于毗邻的火焰信号强度,这是因为未燃煤粉在靠近燃烧器喉口部分往往起到一种遮盖作用,它实际上是一股暗黑色的煤粉和一次风的混合物,我们叫它黑龙区,若火焰检测器视线通过或接近黑龙区,则当燃烧器停用而炉膛内的其它燃烧器继续运行燃烧时,信号强度反而比原来增加了,这个结构是用紫外线光敏管检测器监视煤粉燃烧器的一个大问题,但如果我们选择用紫外线光敏管或磷化钾检测用于点火的油枪,则起到扬长避短的作用,可以有效的防止“偷看”问题。
因此,燃煤锅炉推荐采用检测火焰闪烁高频分量的可见光检测器或红外线检测器。由于气体火焰不具有煤火焰和油火焰所特有的高频(100—400Hz) 脉动特性,因而红外线检测系统对气体火焰不起作用,所有对气体燃料推荐采用紫外线检测器。
ABB在30多年前就推出了世界上最早的可见光式火焰检测系统,并在全球得到了广泛的应用,但在长期的应用过程中发现,这种火检经常出现见火困难的情况,有时又经常发生“偷看”现象,分析其原因,主要是在使用一些比较劣质的煤粉或现在好多电厂经常使用混烧煤时,火焰的黑龙区会变长,这样可见关火检视线往往集中在了黑龙区和初始燃烧区部分,火焰强度大大减弱,发生不见火现象;另外,可见关式火检受负荷和一次风配比的影响也很大,因此,红外线和紫外线火检已经逐渐取代了可见光火检。
概况地说,炉膛火焰发出的辐射能以不同的频率闪烁着,不同燃料、不同燃烧器的闪烁频率也是不同的。炉膛内燃烧的好与坏,其火焰的平均光强度也是不同的。火焰检测器就是利用火焰的闪烁频率和光的辐射强度来综合判断火焰的有无及强弱的。
二、UVISOR火焰检测系统检测原理
自1975年以来,ABB的UVISOR系列火焰检测系统,已经在各种燃烧方式的锅炉上安装了15000多套,其中25%用于四角切圆燃烧锅炉,35%用于B&W公司技术的前后墙对冲燃烧锅炉,10%用于FW公司技术的单墙燃烧锅炉,30%用于其它形式的工业过程锅炉,如循环硫化床等,为这些设备的安全运行提供了强有力的保证。同时,通过不断地从
对大型发电厂的火焰控制和监视中获得的经验,ABB先后开发了可见光式火检到一体化式火检,最后到 UVISOR系列中最新的分体式可编程火焰检测系统,它是基于微处理器的智能单元,内置了火焰检测软件包。由于操作员或燃烧管理系统可以通过UVISOR产品控制全部参数从而使火焰检测器适用于电厂中不同的操作条件和环境,能够非常理想地从众多燃烧器火焰和背景火焰中鉴别出目标火焰。
UVISOR火焰检测系统主要分为硬件部分和软件部分,这里只介绍硬件部分,软件部分将在以下的章节中介绍。UVISOR火焰检测系统采用的是分体式结构,它和一体化式火检有着很大的优势,参阅附件1“分体式火检和一体化火检的区别”。硬件部分又主要分成两部分,一是火焰检测器,即探头,二是双放大器智能单元,下面将详细介绍这两部分。
1. 火焰检测器
UVISOR火焰检测器按照检测射线的不同分为紫外线检测器和红外线检测器,每一种检测器又有多种型号,其中紫外线中最常用的有UR450 5002UV型和UR600 1000UV型,下面分别是该两种型号的参数。 UR450 5002UV型
检测器
高灵敏紫外线气体放电管 200 至280nm
800 mW DC 由 MFD智能单元提供 工作温度: 从 -10 ÷ 100°C ( 14 ÷212 °F ) 存储: 从 -40 ÷ 100°C ( -40 ÷ 212 °F ) IP66 (NEMA 4) 2.5 千克 清洁的环境空气
115 升/分 (4 SCFM) 在 3/4 NPT “Y” 型接管处。 如使用污染严重的燃料,可能需 400 升/分(14
光谱灵敏度 耗电量 环境温度
保护等级 重量
清扫镜头的汽源 清扫镜头的风量
SCFM)。 最小清扫风压
在 “Y” 型接管入口测得的最大风箱压力以上
20mmH2O (1”水柱.)
根据距离选择芯线最小截面积和电缆: 距离在 300m (1000 英尺)内选择4 ×0.55 mm2 (20 AWG) 1500V兼容的放大器单元 UVISOR MFDUR600 1000UV紫外线型 检测器 光谱灵敏度 耗电量 环境温度
保护等级 重量
清扫镜头的汽源 清扫镜头的风量
屏蔽多芯电缆。
距离在 300m (1000 英尺)以上选择4 ×1.5
mm2
(16 AWG)
屏蔽多芯电缆,工作电压300V, 绝缘电压 。
,MFD.SA GaP (磷化钾) 190 至550nm
300 mW DC 由 MFD智能单元提供 工作温度: 从 -10 ÷ 80°C ( 14 ÷176 °F ) 存储: 从 -40 ÷ 100°C ( -40 ÷ 212 °F ) IP66 (NEMA 4) 1 千克
清洁的环境空气
115 升/分. (4 SCFM) 在 3/4 NPT “Y” 型接管处。 如使用污染严重的燃料,可能需 400 升/分(14
SCFM)。
最小清扫风压 在 “Y” 型接管入口测得的最大风箱压力以上
20 mmH2O (1”水柱.)
根据距离选择芯线最小截面积和电缆: 距离在 300m (1000 英尺)内选择4 ×0.55 mm2 (20 AWG) mm 1500V 兼容的放大器单元 UVISOR MFDUR600 1000IR红外线型 检测器 光谱灵敏度 耗电量 环境温度
保护等级 重量
清扫镜头的汽源 清扫镜头的风量
屏蔽多芯电缆。
距离在 300m (1000 英尺)以上选择4 ×1.5 2 (16 AWG)
屏蔽多芯电缆,工作电压300V,绝缘电压 。
,MFD.SA PbS (硫化铅) 600 至3000nm
300 mW DC 由 MFD智能单元提供 工作温度: 从 -10 ÷ 80°C ( 14 ÷176 °F ) 存储: 从 -40 ÷ 100°C ( -40 ÷ 212 °F ) IP66 (NEMA 4) 1 千克
清洁的环境空气
115 升/分. (4 SCFM) 在 3/4 NPT “Y” 型接管处。 如使用污染严重的燃料,可能需 400 升/分(14
SCFM)。
最小清扫风压 在 “Y” 型接管入口测得的最大风箱压力以上
20 mmH2O (1”水柱.)
根据距离选择芯线最小截面积和电缆: 距离在 300m (1000 英尺)内选择4 ×0.55 mm2 (20 AWG) mm 1500V 兼容的放大器单元 UVISOR MFDUR460 UVIR双感应检测器检测器
光谱灵敏度 耗电量 环境温度
保护等级 重量
清扫镜头的汽源
屏蔽多芯电缆。
距离在 300m (1000 英尺)以上选择4 ×1.5 2 (16 AWG)
屏蔽多芯电缆,工作电压300V,绝缘电压 。
,MFD.SA PbS (硫化铅)
高灵敏紫外线气体放电管 200 至3000nm
1.1W DC 由 MFD智能单元提供 工作温度: 从 -20 ÷ 85°C ( -4 ÷185 °F ) 存储: 从 -40 ÷ 100°C ( -40 ÷ 212 °F ) IP66 (NEMA 4) 13 千克(含2米光纤) 清洁的环境空气
清扫镜头的风量
280 升/分 (10 SCFM) 在 3/4 NPT “Y” 型接管处。 如使用污染严重的燃料,可能需 600 升/分(21
SCFM)。
最小清扫风压 在 “Y” 型接管入口测得的最大炉膛压力以上
200 mmH2O (1”水柱.)
根据距离选择芯线最小截面积和电缆: 距离在 300m (1000 英尺)内选择2×4 ×0.55 mm2 (20 AWG) 屏蔽多芯电缆。
距离在 300m (1000 英尺)以上选择2×4 ×1.5 mm2 (16 AWG)
屏蔽多芯电缆,工作电压300V,绝缘电压 1500V。
兼容的放大器单元 UVISOR MFD,MFD.SA 2. 双放大器智能单元 2.1 主要特点:
? 两个独立的火焰检测器控制单元
? 各通道都可在线组态火焰的闪烁信号和脉冲信号
? 多种语言选择模式:汉语,英语,意大利语,德语,西班牙语 ? 各通道原始火焰信号输出
? 自动调谐功能优化对火焰的辨别能力 ? 在线自检
? 可组态的0-10V或4-20mA模拟输出, 两通道隔离 ? 可组态火焰继电器逻辑输出的多种模式 通道1和/或/≠通道2
? MODBUS通讯规约 ? CE标准,FM及CSA认证
? UVISOR多种燃料火焰检测系统,由基于微处理器的双放大器智能单元MFD与1或2个UR系列检测器单元组成。
? UVISOR MFD是即插即用控制单元,具有同时接收两个检测器单元信号的能力,从每个检测器单元来的IR或UV信号送入它自己独立的通道,每个通道有其自己的火焰继电器。
? 连续的诊断程序确认所连接的检测器单元回路的完整性,并确保火焰信号的真实性。 ? 任何故障引起的火焰继电器动作,相关信息都将显示在智能显示屏和传送的标准ModBus总线上。
? 通过使用专用的软件,进行对火焰的监测,历史记录和信号分析。
2.2 技术数据:
电源 93-260 Vac +10/-15% 42-60 Hz / 24Vac +10/-15% 耗电量 2个通道
20 VA (6A / 5 ms 启动电流)
每个通道都能用于闪烁信号和脉冲信号放大器
可组态参数 预报警槛值 / 火焰继电器双延时/闪烁过滤器 火焰背景值 /环境温度报警
参数组 每个通道有4个参数组,可通过外部自由电压接点或逻辑输出 24Vdc进行选择。 火焰继电器断开延时时间 火焰继电器闭合延时时间
可设置 1~5秒 可设置 0~9秒
各通道火焰继电器断开 1个单刀双掷接点(带保护)
各通道火焰信号输出(用于远程监控)每个通道可自行选择 0 ~10V 或 4 ~ 20 mA,通道带隔离
监视继电器 1个单刀双掷接点 热电偶输入
1个“J”型热电偶输入 (量程 0~1000°C) 高温报警继电器输出: 1个常开触点, 60Vdc
远程通讯 一个RS 485接口通讯规约/一个RS 232接口 检测器循环自检时间 5 秒
环境温度 工作:0 ~60°C ( 32 ~140 °F ) 储存:-25 ~85°C ( -13 ~185 °F ) 防护等级 重量
IP20 (NEMA 1) 智能单元:1.2千克
火焰和安全继电器接点容量 动作的最大容量 > 105次 安装
19\架装(3u),总深 203 mm
兼容的检测器单元固体元件: UR 600 1000 IR型
UR 600 刚性 / 柔性加长 2000 IR系列 UR 600 1000 UV型
UR 600 刚性 / 柔性加长 2000 UV系列 2.3与紫外线检测器连接工作原理
Fig4
如图
Fig4所示, 基于脉冲计数功能,通过一个“气体放电管”型紫外线辐
射敏感探测器或磷化钾感测器,处理器可很好地监控火焰信号。这对气体或轻油
火焰和高能点火器火焰的鉴别特别有效。每个通道都有三个独立的参数设置,通过连接端子板上的触点,可在三个参数中进行选择以便使模件适用于三种不同的燃烧方式。可供选择的参数有:
-BG (背景)用dB表示衰减值(1-99dB)。 -DW(时钟)火焰继电器延迟1-5秒。 -PA(预报警)火焰信号预报警值1-40dB。
在图中,来自检测器的信号是包涵了一序列的火焰脉冲信号,脉冲序列的频率与在平均计数器输入端采集的信号量成比例。平均计数器对信号进行处理并从中获得绝对火焰信号。绝对火焰信号与背景设置相比较给出一个合成火焰信号,这个火焰信号: 1) 被显示
2) 与零比较,如果结果为“正”则火焰继电器上电。当火焰继电器本身失电时,由计时器确定继电器的相应延时时间。
3) 与预报警值相比较且将报警信号设置为只能进行串行通讯。
数字/模拟转换使经过处理的信号传送到模拟输出,以此可控制远程仪表。此输出与贮存于存储器中的在线信号共享,两个操作之间的通道切换可在菜单上进行定义。火焰信号显示信息,报警和预警信号及相关设置的参数都可从MODBUS上获得,过程监控系统将对这些信号作进一步处理。
在这里,解释以下分贝(dB)的概念,它和我们在噪音上的分贝是两个不同的概念,前者表示音量的大小,而后者是在电子学中放大器的单位,其计算公式为
FQ = 20 * Log ( FS ) - Background
其中FQ表示火焰质量,FS表示火焰信号,Background表示上面提到的背景值B。 从以上我们可以看出,我们采用的是对数放大器。那么对数放大器和线性放大器两者又有什么区别呢?下面是对数放大器的曲线图,也是UVISOR系统所独有的火焰指示功能。
Fig5
上图实际上就是对数的曲线图,火焰信号的监视被分配到画面中,该画面用分贝值对信号进行指示。设备前面板上的LED可及时检查火焰的存在。记录火焰信号,处理模件的两个模拟输出通道可以由操作员通过菜单设置将其与两个探测通道进行连接,每个模拟输出产生一个电压输出(0-10V)或电流(4-20mA)。 火焰信号代表的刻度被组态成以下形式:
模拟输出 5%
输出显示 =-20 dB =-12 dB =-6 dB =0 dB =+6 dB =+12 dB =+20 dB
12.5% 25% 50% 75%
87.5%
95%
而线性放大器是一跳曲线,容易饱和而出现一些虚假信号,给锅炉安全造成很大危害。
2.4与红外线检测器连接工作原理
Fig6
火焰探测是在处理火焰脉冲的基础上进行的,敏感探测器对特定燃烧频率的火焰进行探测,由于鉴别燃烧器有火和无火的频率是在一定的范围内,所以本设备具有可调节的双极带通滤波器。带通滤波器的频率设置可从以下80组参数中选择:
-LF ─ 16步用于滤波器的低频率,可设置为20-400Hz -HF ─ 5步用于滤波器的高频率,其设置参考以下因素:
HF=1.5×LF HF=2×LF HF=3×LF HF=5×LF HF=9×LF
如此广泛的适用范围,能够完全满足多种形式的燃烧器类型、燃料以及工况。 每个通道都与四套设置的参数相关联。通过端子盒触点可选择其中一个参数使模件适应四种不同的燃烧器控制方式。其中可供选择的参数有: -BG (背景)用dB表示衰减值(1-99dB)。 -DW(时钟)火焰继电器延迟1-5秒。 -PA(预报警)火焰信号预警极限1-40dB。
-LF(带宽滤波器的低终止频率) -HF(带宽滤波器的高终止频率)
如图所示,来自探头且包涵一定频率范围的信号输入到自动增益控制器和可编程数字滤波器,绝对火焰信号值就是从对以上信号的处理中获得的。这个绝对信号与背景值比较,得到一个合成值,这个值: 1) 被显示
2) 与零比较,如果结果为“正”则火焰继电器上电。当火焰继电器本身失电时,由计时器确定继电器的相应时间。
3) 与预报警值相比较且将报警信号设置为只能进行串行通讯。
数字/模拟转换使得将经过处理的信号传送到模拟输出以便控制远程仪表成为可能。此输出与贮存于存储器中的再现信号共享。两个操作之间的通道切换可在菜单上进行定义。火焰信号显示信息,报警和预警信号及相关设置的参数可从MODBUS上获得。过程监控系统将对这些信号作进一步处理。
2.5火焰检测器内PCB的Jumper的设置
我们不仅可以通过智能单元内的带通滤波器来设置频率值,还可以通过在探头内的PCB上的跨接器来设置低频值,这是对智能单元功能的补充,参见附件2。
3. 与检测器的电气连线图
Fig7双放大器智能单元的端子图
每4个智能单元布置在一个19’的机架内,上图为机架内每个智能单元的端子图。首先每个智能单元端子分为两列,分别称作XM1和XM2,同时每列又分成两列,分别叫d和z,这样保证了每个端子号是惟一的。各个端子的连接见附件3的端子接线图。
3.1紫外线型电气图 ???????????????????????????????????????????????? Fig8
3.2紫外线和红外线型电气图 Fig9
3.3UR460 UVIR双感应型 Fig10
3.4参数选择功能
参数校准选择可用端子盒的SET1和SET2输入来实现。电压可以来自VSET输出 (24V) 或来自于一个使用COMM作为参考点的远程设备。
每个通道有4个校准设置对火焰跟踪。它特别适合当锅炉工况或燃料变化以及其它特殊燃烧条件时对火焰的监测。 SET1 输入
SET2输入
选择设置
-------------------------- 不接 24Vdc 不接 24Vdc
不接 不接 24Vdc 24Vdc
SET4 SET1 SET2 SET3
对于每个通道,串行线通过访问相关线圈的方式得知哪一种设置被选择。
三、UVISOR针对项目的构成
现在常用的大型燃煤发电锅炉按照燃烧来分主要有两种形式,分别是四角喷燃燃烧方式和对冲燃烧方式,其中近年来出现的“W”火焰燃烧方式只是对冲式的一种演变形式。下面就针对对冲式燃烧结合UVISOR的特性做一下介绍。
在对冲式燃烧锅炉中,以美国巴布科克·威尔科克斯有限公司(以下简称巴威公司)的锅炉最为典型。随着近年来对环保意识的增强,越来越多的厂家纷纷推出降低氮含量的新型燃烧器,其中巴威公司最先推出了双调风旋流燃烧器。旋流燃烧器的特点在于它具有内外两层旋流调风器,二次风被分成内、外两圈可调节的环状旋转气流,内、外层之间的风量分配由调风盘调节,大部分二次风由外调风器进入炉膛。煤粉由中心一次风口喷入炉内。燃烧器的一次风管内装有煤粉导向装置和锥形扩散器,可使煤粉均匀流动和形成环状浓粉气流。燃烧器能产生良好的空气动力场,形成有利于着火、稳燃的高温烟气回流区,提供完全燃烧所需的空气与煤粉的良好适时的混合。燃料的着火是在火焰中心的含粉浓度较大的风粉混合物中发生的,流经内调风器的数量较少的内二次风与一次风混合并形成内燃烧区,在此区域内的高浓度风粉混合物和相对的低温燃烧限制了燃烧型NOX的生成
量。从外调风器流入的数量和刚性相对较大的外二次风将内燃烧区包围,并在炉膛中与内燃烧区中未燃烬的煤粉充分混合并进一步燃烬,使煤粉燃烧的过程历时较长,燃烧区域内的温度水平整体降低,因而减少了热力型的NOX生成量。
如图11所示。为了便于了解火检的配置情况,下面举例说明。
现在的火检配置一般都采用一对一的模式,即煤粉燃烧器和油枪点火器都要配火检,我们拿比较典型的前墙4层燃烧器后墙4层燃烧器的对冲锅炉来配置,由于每层各4只燃烧器,故整台炉共32只煤粉燃烧器和32只油枪点火器,相应的火检探头配置为32只煤火检和32只油火检,由于采用了先进的双放大器智能单元,其有两个独立的通道,故MFD的个数为32台,其配置表如下:
前 墙 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 后 墙 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 油火检&煤火检 关于其它炉型的配置,将根据具体情况做进一步介绍。
四、UR600系列火焰扫描仪的开孔与安装细则(仅限于指导性)
4.0根据锅炉类型制定开孔方案
世界上燃煤动力锅炉可按与其配置的燃烧器类型,划分为三种形式:(a)四角喷燃锅炉,(b)对冲式锅炉,(c)“W”型火焰锅炉(对冲式锅炉的变形)。每一种锅炉在使用ABB的UVISOR火焰检测系统时,火焰扫描仪在相应的锅炉开孔应尊循以下原则:
4.1四角喷燃锅炉
4.1.1 该类型锅炉的开孔布置,应优先选择在二次风箱喷口边缘处与其相对应的风箱外端面板的轴线位置坐标点进行开孔, 并满足以下原则: COAL检测器
从上往下监视(即相临的一组喷口,火焰扫描仪的检测端应布置在上端风箱喷口边缘内,对下一层“一次风”煤火焰进行检测)与主燃烧器轴线夹角不应大于6°一般可控制在3°~5°之间。 OIL 检测器
可参照COAL检测器安装条件执行,如现场条件不许可也可选择在油枪推进器附近。(警告: 注意远离雾化区, 以免探头被烧坏。) 4.1.2 视角的安装空间
根据喷燃器火嘴安装结构(摆动式,非摆动式)及火检扫描仪外套类型对火焰扫描仪进行视角空间定位。
<1>如火嘴为摆动式或扫描仪外套管选择为柔性时,视角的安装空间可不考虑,只要扫描仪能正常插入不受遮挡即可。
<2>当火嘴为非摆动式而扫描仪外套管选择的是为刚性时,要适量的给火检扫描仪预留出一定的调节角度空间量,空间位移量可参照风箱的轴线尺寸并结合扫描仪调节视角的最大范围(小于3.5°)进行炉内喷嘴空间径向位移量的计算,并要考虑风箱外端火焰扫描仪与周边其它设备不发生干涉。
4.1.3 按燃烧切圆旋向确定开孔方向(即迎火面与背火面的确认)煤火焰扫描仪一般应优先布置在喷燃器迎火面一侧(即热面)或也可按喷嘴煤粉浓度划分,应布置在浓度较
淡的一侧。但如果现场安装工位发生与其它设备干涉或煤粉的挥发成分较高时也可布置在相反的一侧。
4.1.4 炉内火焰扫描仪的定位
如火焰扫描仪外套管为柔性型或喷燃器喷口为摆动时,扫描仪前端需在锅炉内安装定位。
定位原则:根据锅炉燃烧动力场,及喷燃器与锅炉实际配合后的安装现状进行定位。(这种类型的扫描仪在炉内定位需一定的现场经验,初始时建议参照以下原则进行)
<1> 安装轴线应与燃烧器主轴线的夹角控制在喷燃器的初始燃烧区范围内,并考虑喷嘴与相临二次风箱的高度h 及煤粉黑龙区的长度。
<2>根据燃烧动力场的偏移方向,适量调节扫描仪固定套的旋向与其相适配。 4.2 对冲式锅炉 4.2.1开孔适用原则
该类型锅炉,火检扫描仪的开孔位置应选择在筒状燃烧器周边上缘处,并根据旋流风的旋线及外部设备干涉与否选择布置在第一象限或第二象限适当的相位角内(如 45°,135°等,可根据燃烧器具体结构确定)并在安装结构许可的情况下尽量使径向尺寸拉大(远离一次风轴线)。
(警告: 相位角的选择应尽量避免布置在第三象限或第四象限内。) 4.2.2 安装视角
4.2.2.1 仅适合于“UR600-1000IR/UV”火焰扫描仪
此扫描仪为直窥面板安装式,自身带有万向节调节装置,固该扫描仪在现场安装时一般不考虑安装视角即采用水平布置即可。(警告:与其配套的隔离管在与喷燃器面板焊接时应必需与燃烧器轴线平行)。 4.2.2.2用于UR600-2000IR/EF(ER)-A火焰扫描仪 这种扫描仪的安装应参照上文( 4.1.2 )
(警告: UR600-2000IR/EF-A火焰扫描仪为柔性火检 ,UR600-2000IR/ER-B火焰扫描仪为刚性火检) 4.2.3 应用举例: (石嘴山项目)
对冲式锅炉动态模型演示 (见图 1 ,2 )
( 图 1 )
( 图 2 )
4.3 “W”型火焰锅炉的开孔
此类型锅炉的开孔相对较前两种锅炉难一些,对该方案的制定者要求应具有一定的现场经验和对“W”火焰工况的了解。“W”火焰锅炉在结构上具有双乏气特
征与主喷口形成近似等边四角形的矩形结构。由于这种锅炉选用的煤质较差黑龙区较长及风源配比等因素,往往造成锅炉在投运初期火焰的动态漂移量较大工况级不稳定,所以火焰扫描仪的开孔位置选择正确与否,对后期火检的调试影响较大,而“W”锅炉这种特有的结构加剧了喷燃器外部空间的不可利用率(其它设备的挤占)可选择的位置不多因此称的上具有范例的“W”火焰开孔位置少而又少。在这里我们只能介绍一些常规的根据“W”型锅炉的燃烧趋势定义该燃烧器那些地方能开,那些地方不能开(以前项目选择的位置后被证明是错误的) 4.3.1 方案制定应考虑
(a) 在安装结构允许的前提下尽量远离黑龙区,及黑龙区所覆盖的周边区域。 (b) 避免在两个主喷口与两个乏气喷口形成的矩形筐内开孔。 4.3.2 原则与范围
根据我们掌握的“W”火焰动态漂移趋势和我们对该锅炉的一些实际经验对开孔位置选择提出如下建议:(供我们的代理商参考) <1>可选择在乏气管前端合适的位置开孔。 <2>定位原则可参照上文 4.3.1(a),(b)执行。
(目前我们对该类型锅炉的开孔提供技术支持及必要的现场指导)
五、火焰检测器的安装
5.1 隔离管的安装
火检隔离管为扫描仪在炉外安装时使用的一种焊接套管(见图3)该管一般由施工单为提供, 火检供货商只提供与其配套的焊接法兰。隔离管的规格及长度应根据锅炉类型。扫描仪的型号确定 5.1.1 按扫描仪型号选择规格
(a). UR600-1000IR/UV 扫描仪(面板式安装方式)
选配:φ133×4.5×L热轧无缝刚管
(b)UR600-2000IR/A 扫描仪
选配:φ89×4.5×L热轧无缝刚管
( 图 3 )
5.1.2按炉型选配长度L
“W”型火焰锅炉在使用UR600-2000IR系列火焰扫描仪时,隔离管长度应按风箱及外部安装空间确定。
对冲式锅炉(包括部分“W”型火焰锅炉)在使用UR600-1000IR/UV 时最大长度不应大于350mm。
四角喷燃锅炉在选用UR600-2000IR系列火焰扫描仪时,隔离管的长度不应大于250mm。 5.1.3 焊接定位尺寸
隔离管焊接法兰内端面距风箱炉外垂直基面 65~120mm。作为火检隔离管的焊接定位基准,具体长度应参照炉外保温层厚度,安装空间确定。 5.2 火焰扫描仪在炉内定位基准
炉内扫描仪检测端的前端面距风箱喷口应控制在120~220Mmm。具体尺寸可参照煤种,燃烧工况及燃烧器实际内部安装结构确定。
六、Uvisor-MFD 参数管理软件
这是一套配合Uvisor-MFD智能单元,在Windows平台上开发的火焰检测软件。它可以通过多点MODBUS网络,连接整台锅炉上的智能单元,实现对所有火焰检测器的统一管理。其主要性能是:
1) 所有Uvisor-MFD参数的组态和存档:每个被连接单元的参数可以上载、存储,以及在以后更换时下载。
2) 所有被连接单元有关硬件的报警,全部记录下来,以供今后评价分析。 3) 每个火焰的信号趋势,都能显示和记录,以供在线和以后的分析。 4) 辅助Uvisor-MFD智能单元计算最佳检测参数。
5) 显示和存储火焰光谱,为今后进行火焰分析提供强有力的手段。
通过此套软件,工作人员只需要一台电脑,就能够很轻松地在办公室监视和管理所有的火焰检测器的运行,同行还可以随时修改组态以适合运行中的特殊情况和要求,省去了诸多到锅炉现场和主控室的繁劳,真正实现生产管理的自动化。 6.1软件的安装
在设备出厂前,已经在电脑中安装了Uvisor-MFD管理软件,并随机有一张光盘。当软件遭破坏后可用光盘从新安装,只要将光盘放入光驱,将自动安装完成,您只需按照提示进行即可。
Uvisor-MFD 参数管理软件的使用
Uvisor-MFD参数管理软件是专为UVISOR火焰检测系统设计的用于火焰参数的管
理、火焰质量分析和诊断的一套软件。它能通过多点MODBUS网络,可以和40个智能单元体连接。双击在电脑桌面上的图表,得到如下界面。
软件是在WINDOWS平台上开发的,我们用起来非常熟悉,下面就从菜单开始介绍。 “File”下拉菜单共有5个命令,分别是Open打开文件、save保存文件、Print打印文件、Net setup网络设置和Exit退出程序;“Overview”下拉菜单共3个命令,分别是 trend火焰趋势、Flame quality火焰质量和Event list事件清单;“?”菜单共
有2个命令,分别是Help帮助和About。本软件所特有的命令主要是 Net set up、trend、Flame quality、Event list。
选择Net set up后出现下面界面:
在Plant中输入电厂名字,Node Id和Tag name 是在智能单元中设置的,通过Auto命令自动扫描得到。Baud rate是数据传输的波特率,共有300、600、1200、2400、4800和9600供选择。Port为和电脑连接的通讯接口,可选择COM1和COM2。Auto-扫描所有的智能单元体,包括它们的节点号和标签名;Add-加入一个智能单元体的节点号和标签名;Delete-删除一个智能单元体的节点号和标签名;Active-激活一个扫描到的智能单元体;All-激活所有扫描到的智能单元体;DeAct-分离一个激活的智能单元体。
Trend:可以连续记录所有煤火检和油火检的信号,每一种颜色代表一个火检,同时可以改变信号颜色。在一定时间内的火焰质量趋势图可以随时存储下来,以供以后分析判断,优化参数。
Flame quality:在火检系统运行状态,实时显示所有火检的运行情况。 Event list:记录和提示运行中的各种状况。 下面我们从parameter参数开始:
Channel 1和2分别是两个单独的火检的参数设置,都可以适用油或者煤火检,无论是油火检还是煤火检都有4套参数组,将根据不同的工况选择不同的设置。同时在上方分别显示油火检和煤火检的当前信号值和火焰燃烧质量,并用形象的图形表示。同时在各自的spectrum光谱页中,我们可以记录在火焰燃烧的频谱范围内的火焰信号值,帮助我们找到适合检测火焰的最佳参数。当左下角的Automatic upgrade选项被选中时,将自动从被选中的智能单元体中下载参数,如果不被选择,将只能通过点击Get data命令实现,Send data表示从软件上的参数上载到智能单元体。右下角的 details用来查看智能单元体的具体设置情况。
七、故障处理
7.1 火焰检测器故障处理参考表 单元类型 R600-1000IR 问题 1.探头不感应火焰 2.探头检测火焰但主火焰继电器不上电 UR600-2000IR ER/EF-A 2.探头检测火焰但主火焰继电器不上电 7.2 智能单元故障处理参考
7.2.1自检功能
1.探头不感应火焰 1.燃烧不好。 探头热侧脏 接错线。 电路板故障 光纤束损坏。 2.自检任务失败 接错线。 -松开旋转法兰并对准探头-请授权人员解决。 -根据框图查线。 -更换电路板。 -更换光纤。 -更换电路板。 -根据框图查线。 研究 解决 1.探头没有对准目标-松开旋转法兰并对准探头-请火焰。燃烧不好。 接错线。 镜头脏。 电路板故障。 2.自检任务失败 接错线。 授权人员解决。 -根据框图查线。 -确认冷却/吹扫风符合要求,并根据维护说明书进行清洁。 -更换电路板。 -更换电路板。 -根据框图查线。 每一台MFD内置一个SPDT监视继电器,可以通过后端接线端子输出监视继电器(Watch Dog)的状态(参见MFD端子图)。MFD在上电时,如通过了自检,该监视继电器输出为ON。
一旦检测电路侦测到致命故障后,监视继电器断开,MFD面板上的“Safe”指示灯开始闪烁。
MFD自动执行三种自检程序(启动、在线、循环),在发生故障时发布相应错误信息。如果没有探测到致命故障,不会停止整个设备的工作,仅有发生故障部分处于失效状态。在故障影响到所有功能的情况下监视继电器(Watch Dog)才会失电(相应的“Safe”指示灯正常时处于点亮状态),同时它将导致火焰继电器失电。这些错误信息可以通过网络传送到监控系统。
启动自检
在MFD通电时,系统先自动按顺序自检探测单元的硬件和软件功能。“XXXX” FAIL信息表示检测失败,按任意键可使检测重复进行。自检通过之后,将显示设备名字,表明模件已完成检测,开始工作。
在线自检
内置自检程序不断地检测模件内的电压和向探头供电的电压。当火焰检测器的电压故障时,系统立即中断与前端部分有关供电以避免更严重的损坏。经过一定的延时,模件恢复供电。模件内的电压故障会导致监视继电器失电。每个一故障都会用特定的信息显示给运行人员按退出(EXIT)键将使MFD复位(reset)。
循环自检
在运行过程中系统在不停的循环自检,以防止火焰检测器处于不安全的运行状态。对于红外(IR)及紫外(UV)火焰探头采用不同的程序检测。。
由于IR光敏电阻电池只在火焰存在时才工作,它具有故障防护功能。它给出一个交流的火焰信号(闪烁)并给火焰继电器上电。因此红外探头的检测是通过解除给闪烁传感器扫描电压进行检测的。
紫外(UV)放电管传感器故障时可能会在没有任何火焰放电管仍自放电,检测程序将电压送出以驱动UV探头上的电子快门对探头进行检测。
一些检测还将进行:
-电子一体化自检电路 -检测命令后火焰信号趋向于零
自检期间如果火焰信号未在规定的时间内达到零,则会产生错误信息“UVSC”或“IRSC”,同时,在出现盲线短路的情况时,将会产生错误信息“UVBL”或“IRBL”。两种错误均导致火焰继电器关闭(OFF);按退出(EXIT)键将复位该错误。
7.2.2错误信息
以下是MFD在安装或正常操作过程中可能会出现在显示器上的错误信息及相应的解决办法:
表一. 上电诊断代码 序号 测试 1 CPU登录 2 程序存储校验和 3 非挥发RAM电池 4 非挥发RAM完整性 5 校验参数完整性 6 挥发性RAM完整性 7 内部电压 8 电压探头开 9 UV自检电压 10 闪烁自检电压 11 设置选择电压 12 实时时钟 13 键位
表二. 在线诊断代码 序号 测试 1 自检电压 2 内部电压 3 电压探头开 4 设置选择电压 5 火焰继电器读回矛盾 6 区域预定至操作系统 7 数据结构完整性 8 校验参数完整性 代码 CPU ROM BATT BRAM PARM VRAM PWR VSCN UVBL IRBL VSET RTC KEY 代码 VBLN PWR VSCN VSET ECHO MTSK SOFT PARM
表三. 周期诊断代码 序号 测试 代码 1 UV探头状态 UVSC 2 闪烁探头状态 IRSC 3 UV自检电压 UVBL 4 闪烁自检电压 IRBL 5 20-30Hz 滤波 20L 6 20-180Hz 滤波 20H 7 400-600Hz 滤波 400L 8 400-3600Hz 滤波 400H 如果上述原因的故障已被确定和修复,按动ENTER键,设备将继续其正常运行,否则按动EXIT键。
以下是MFD在安装或正常操作过程中可能会出现在显示器上的错误信息及相应的解决办法:
-BATT (启动诊断)
指示:缓冲区电池没电且需要更换,因为它已不能保证在失去主电源的情况下对参数进行保存。此缓冲区电池用于RAM 48Z02。RAM 48Z02可保 存与设备校准相关的参数。
-PWR (启动和在线诊断)
指示:设备的内部电压超差,检查主电源是否在此手册指示的范围内。
-VSCN (启动和在线诊断)
指示:探头供电电压超限,检查隔离地并正确连接至探头。
-UVBL (启动和循环诊断) -IRBL (启动和循环诊断) -VBLN (在线诊断)
指示:探头盲电压超限,检查隔离地并正确连接至探头。
-VSET (启动和循环诊断)
指示:用于“SET”选择的电压超限,检查其隔离公共端或电压值。
-UVSC (循环诊断)
指示:在盲检(自检)期间UV通道持续看见火焰,检查探头连接是否正确,接下来检查背景值设置是不是最小,此情况下增加5DB以上。由于有自点燃的可能,应调整或更换气体排放管。
-IRSC (循环诊断)
指示:在盲检(自检)期间IR通道持续看见火焰,检查探头连接是否正确和屏幕是否已被连接,接下来检查背景值设置是不是最小,此情况下增加 5DB以上。
-20L 20H 400L 400H (循环诊断)
发生内部故障,除更换设备外没有别的解决方案。
如果上述原因的故障已被确定和修复,按动EXIT键,设备将继续其正常运行,否则按动 EXIT键,根据检测到故障的诊断类型(如下)将得到不同的情况:
八、设备维护
8.1、火焰检测器的清洁指导
当工作条件允许时,清洁探头壳。因为如果堆积的脏物作用于元件,好象是一个隔离面并阻碍散热,最好使用工业用的异丙基酒精或乙醇。
? UR600-IR1000 (直视安装)
当工作调件要求时,清洁探头镜头。 步骤如下(见Figure 1) -关闭手动隔离阀 -松开热联合并移走探头
-清洁探头镜头,使用脱脂液体,不要使用研磨工具 -重新安装探头 -打开手动隔离阀
如果相关燃烧器正在工作时需要对探头检测区域进行维护,应使用MFD.SA上的火焰强制(FLAME LOCK)选项。有关的详细内容请参考MFD.SA系统项目设计手册。 ?
UR600-IR2000 ER/EF-A (风箱内安装) 工作条件允许时随时清洁镜头。 按下述步骤进行 (见Figures 2-3-4-5) -松开金属环和撤除内外架 --冷却风压 (见要求)
--冷却软管。避免明显弯曲。 --燃烧器环境
-过分的高温环境会导致光纤束的永久性损坏。更换光纤步骤: --移开UR600-IR/UV探头松开金属环。
--解开光纤束松开位于镜头架热侧尖端的两个螺钉。 --从内架中缓慢地拉出光纤束。 --更换光纤束。
--将新的光纤束尖端装进镜头架并用螺钉固定。 --重新安装UR600-IR头,将金属环拧紧在外架上。
如果相关燃烧器正在工作时需要对探头观察视域进行维护,应使用MFD上的火焰锁(FLAME LOCK)选项。有关的详细内容请参考MFD系统项目设计手册。
九、调试步骤
9.1紫外线火检操作步骤(无光纤)
a) 仔细检查探头与MFD控制单元间的连线是否正确; b) 确认冷却风机已经开启;
c) MFD控制单元上电且没有错误信息出现,Safe指示灯点亮; d) 拧松活动法兰上紧定螺钉以便使探头定位; e) 点燃油枪;
f) 锁定MFD控制单元上的火焰继电器以避免意外的跳闸;
g) 在MFD中输入“B”的初始值适于使控制单元足够敏感以显示一个 “正”的信号读数 ( 10~20dB) 。典型值为: “BG”=10 “T”=3秒
h) 调整探头方向使之能获得最佳信号(dB读数或模拟输出)。 i) 熄灭油枪火焰且取消火焰强制命令。
j) 现在可对油火焰检测进行参数校准:此时至少保证被检测火检对面的油枪点火,记录当前值;点燃被检测油枪,记录当前值。
k) 校准火焰极限值参数,应精确地将其调整到燃烧器开和关的中间位置以求得到理想值。可遵循以下公式:
(燃烧器开信号+燃烧器关信号)/2
如果结果为负数,应该从火焰极限(B)当前值中将其减掉,同时如果结果为正数,应将其加到火焰极限值上。此情况下,火焰继电器被激活因此前面板上的UV LED将点亮。回到 UV主菜单看一下火焰信号值;
l) 关掉燃烧器并检查火焰继电器关及火焰值从正变到负,分贝值正等于燃烧器开;
m) 通过锁定螺钉锁定旋转法兰,注意不要移动探头。 9.2煤红外线火检操作步骤(无光纤)
a) 仔细检查探头与MFD控制单元间的连线是否正确; b) 确认冷却风机已经开启;
c) MFD控制单元上电且没有错误信息出现,Safe指示灯点亮; d) 拧松活动法兰上紧定螺钉以便使探头定位;
e) 使锅炉运行在某一稳定负荷,最好本层燃烧器都在投运状态。 f) 锁定MFD控制单元上的火焰继电器以避免意外的跳闸。
g) 在MFD中输入“LF”,“HF”和“BG”的初始值适于使控制单元足够敏感以显示一个“正”的信号读数 ( 10~20dB) 。典型值为: “BG”=15 “LF”=80Hz “HF”=240Hz “T”=3秒
h) 调整探头方向使之能获得最佳信号(dB读数或模拟输出)。 i) 熄灭本火嘴且取消火焰强制命令。
j) 现在可对煤火检进行参数校准。参数校准可使用AUTOTUNING选项自动完成。 ? 自动调整 (除本火嘴外尽可能多的燃烧器在运行)
选择scan flame菜单并运行scanning background选项。此过程将持续约35秒。 ? 点燃主燃烧器 ? 自动调整
选择scan flame菜单并运行scanning flame选项。此过程将持续约35秒。
? 选择Autotune选项并执行(按ENTER键)。MFD将参数“LF”,“HF”和“BG”自动设置到可获取最佳选择性和较高的信号读数位置。 k) 熄灭主燃烧器
确认火焰继电器失电。此时信号读数应低于0dB(5V或12mA)。不推荐MFD工作在0dB极限附近。如果有火时火焰信号大于+15dB,且无火时火焰信号小于–10dB,可以获得良好的火焰信号鉴别能力。 l) 通过锁定螺钉锁定旋转法兰,注意不要移动探头。 注意:如果为含光纤式火检,则不需要(d)和(h)两项。 讨论:根据以下原则选择参数“LF”,“HF”和“BG”: -较高的“LF”值和较低的“HF”值,提高选择性。 -较低的“B”值提高选择性。但不能低于4。 -较高的“B”值降低选择性。
十、资料组成
火焰检测系统图纸由ABB来完成,资料主要包括以下7个部分。
? 智能单元布置图;
? 火检端子接线图,其中包括放大器端子和探头端子; ? 探头安装图; ? 冷却风系统布置图; ? 冷却风机基础图;
? 冷却风机控制柜接线及原理图; ? 系统I/O清单。
Wavelength (nm)100)64S2 (%ity2ivits10S1S3ne S6too4hP211001002461000246F1)4F3F4 (%yg2ren10F2 Ed6eitt4mE21100246100024S1 Ionization phototubeS2 GaPS3 Lead sulfide photoresistor photodiodesFig.1aF1 Fuel oil flamF2 PeF3 Gas flamulverized coal flamF4 Wall emission at 1660e e癈Fig.1b Fig2 火焰有火无火时光谱图
Fig3 油燃烧器火焰图
Fig11 对冲式燃烧器附件1
分体式火检和一体化火检的区别
30多年前,ABB研发出了世界上第一台可见光火焰检测器,并将其成功应用在大型电厂的燃煤锅炉上,随着技术的不断提高和对燃烧认识的不断深入,火焰检测器采用了对光谱中的红外线或紫外线敏感的感测器探头并附以带CPU的放大器,较可见光式火检而言,该系统对火焰的检测准确度得到了大幅提高。由此火焰检测进入了智能时代,ABB的研发部门和其它一些公司都在此基础上开发了火焰检测的新产品,主要分为两种形式,一种是分体式火焰检测产品,用于大型燃煤多燃烧器的锅炉的火焰检测,它将用于火焰检测的感测器安装于就地位置,将放大器及智能部分安装在控制室内,两者彼此独立;另一种是一体化式火焰检测产品,用于燃烧器少于12只锅炉的火焰检测,即火焰感测器和放大器以及智能部分集成在一起。
在智能火检初期,无论是分体式还是一体化式都曾在国外例如欧洲和北美等国家得到了广泛应用,但随着时间推移,两种产品在使用上由于特性不同得到了不同的效果。绝大多数的燃煤发电厂最终选择了分体式火焰检测系统,而小型锅炉以及化工钢铁等行业采用一体化式火检。这是因为较一体化式火检而言,分体式有着适应恶劣工作环境的优点和更高的安全性。
首先,分体式火检由于对环境的适应性强,安全性则更高。ABB的UVISOR探头在环境温度-10℃-80℃能正常工作,而一体化式由于耗能较大CPU处理器与火焰感测器及放大器密封在同一很小的空间里,一般环境温度超过65℃就可能造成对信号处理错误。我们都知道,就地锅炉上是非常恶劣的环境,随着各种运行工况和季节变化,火检所处的温度和湿度都不同,再加上锅炉本体产生的电磁辐射对信号放大器的影响,火焰信号很不稳定,即使有自检功能也经常产生一些假信号,这严重影响了锅炉安全运行!
其次,分体式火检的维护量很小。ABB的UVISOR火检探头的光纤可在环境温度450℃时连续工作,而一般的产品只能达到350℃;另外ABB采用粗光纤并在光纤传到部分未安装用于光学聚焦的采光镜片,极大地提高了火焰采集的效率和可靠性。为什么一些型号要安装采光镜片?镜片可以扩大光纤的采光面积,原因就是由于光纤的成本高,为了降低成本采用小截面的光纤。这样多组镜片就会在导光聚焦时损失部分的光通量,而且内
部的光速也极易折断增加故障的可能。因此我公司提供的光纤直径为φ6光通面积28.26mm2,为多数火检光纤φ3的4倍,有效地提高了光纤组件的安全和可靠性。以上两点不仅使产品的寿命延长,而且由于探头的结构更合理的原因极大地减少了积灰。另外,一体化式火检一旦探头或放大器损坏,则需整个更换,增加了成本。
再次,一体化式火检调试不便,安装使用对外部环境要求较高而且在信号的传输过程中由于安装环境极易导致CPU微处理器工作不正常。分体式火检只要将检测器探头安装完毕,整台锅炉的一切调试工作只需在机控室的火检放大器柜内完成,无须再到锅炉上按燃烧器的位置一个一个调试,这在锅炉大修或小修后可能需要的参数调校尤其明显。 随着上述问题的暴露,近几年来欧美国家的大型发电厂纷纷采用分体式火焰检测系统,而已经采用了一体化式火检的用户则陆续改造为分体式火检。现在,只有一些工业锅炉上还在采用一体化式火检,那是因为这些锅炉出力较小,燃烧器个数不多,而且大多只是用于对启动燃烧器如循环硫化床锅炉的火焰检测。鉴于以上情况,ABB不再燃煤火力电发厂的锅炉火焰检测中应用一体化式火检,全力推荐UVISOR分体式产品,并且已经有15000多套正在全球多家电厂发挥着重要的作用,其中有10%是在“W”型火焰锅炉上应用,35%应用在对冲式锅炉上,25%应用在四角喷燃锅炉上,另外的30%应用在其它锅炉和工业锅炉上,同时也得到了用户的一致好评。
ABB在火焰检测系统产品的应用和开发上有着几十年的历史,我们本着为用户负责,为产品负责的积极态度,向贵厂提供的是UVIOSR系统中最先进的智能型产品,它的CPU运行速度更快,操作语言中加入了中文,再加上独有的火焰参数数据库和对火焰的自动设置功能以及对火焰的跟踪功能,强有力地保证产品质量,我们承诺该产品在同类型中是最新、最先进、最成熟、最安全可靠的产品,一定能为锅炉的安全可靠运行提供强有力的保障。
附件2 UR600 UV model 1000/2000. Jumpers setting
Jump J3/J4 Sensor J5 J10 J11 1 1 1 J4 J7 J8 J3 1 1 J9 J6 1 See note L2 A B C D E Note Default set on 2-3. Refer to MFD.SA connection diagram before power up. Default set on 2-3 Default set on 1-2 Default set on 1-2
1-2 Pulse out selected 2-3 Flicker out selected J5 J6 ON J9 OFF J9 ON J6 OFF Apply 10 dB Gain LFcut-off = 60 Hz with: J7-J8/J10-J11 LFcut-off = 200 Hz with: J7-J8/J10-J11 No additional gain added LFcut-off = 120 Hz with: J7-J8/J10-J11 LFcut-off = 400 Hz with: J7-J8/J10-J11 ? Sighting aid Led “L2”, glowing intensity proportional to flame signal strength ? To reduce electrical noises connect terminal “A” to the scanner case ? Do not set J6 and J9 both OFF or ON
附件3 MFD的典型接线图 ???
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