擺動燃燒器火焰檢測探頭

葉琳 嚴(yán)建明

摘要：為保障電廠鍋爐的安全穩(wěn)定運行、防止燃料浪費及爆炸事故的發(fā)生，火焰檢測系統(tǒng)必不可少。傳統(tǒng)的火焰檢測探頭因燃燒器的改造升級（燃燒器可進行一定幅度的擺動，保證燃燒穩(wěn)定充分）逐步出現(xiàn)了種種安全隱患。為防止安全事故的發(fā)生，擺動燃燒器火焰檢測探頭在原有火焰檢測探頭設(shè)計的基礎(chǔ)上，融合了金屬波紋管以及滑動法蘭裝置的性能特點，保證火焰檢測探頭及其組件的正常運作，從而可以更加全面實時的檢測到火焰的燃燒狀況，增強對鍋爐運行安全性的掌控，節(jié)約資源。

關(guān)鍵詞：火焰檢測；燃燒器；火焰檢測探頭；安全節(jié)約

概述

目前全世界火力發(fā)電量約占總發(fā)電量的70%。因此，電站鍋爐無論從它的作用還是從能源消耗來看，對社會經(jīng)濟的發(fā)展都有重大的影響。鍋爐安全穩(wěn)定運行和資源節(jié)約也顯得極為重要?；鹧鏅z測探頭作為檢測鍋爐是否安全穩(wěn)定運行的第一道防線，它能實時的反映出鍋爐內(nèi)部的火焰燃燒狀況，防止鍋爐滅火引發(fā)的資源浪費及爆炸事故的發(fā)生。經(jīng)過鍋爐的不斷改造升級，傳統(tǒng)的固定式燃燒器漸漸被可擺動式燃燒器所取代。擺動燃燒器火焰檢測探頭，就是可以隨著燃燒器噴口進行上下幅度擺動的火焰檢測探頭。它隨著燃燒器噴口擺動，實時準(zhǔn)確地監(jiān)測相應(yīng)燃燒器的火焰燃燒狀況，以此增強對鍋爐運行穩(wěn)定性的監(jiān)控能力。

1.系統(tǒng)構(gòu)成

擺動燃燒器火焰檢測探頭由火檢探頭管、光纖鏡頭組件、火焰檢測器和滑動法蘭裝置等構(gòu)成。各組件之間相互協(xié)調(diào)運作，共同實現(xiàn)火檢探頭隨燃燒器擺動，實時監(jiān)控的目的。

1.1火檢探頭管

火檢探頭管分為內(nèi)外兩種。內(nèi)探頭管用于連接保護光纖鏡頭組件及后端處理器。外探頭管用于定位探頭位置、連接火檢冷卻風(fēng)及保護內(nèi)探頭管組件等。因此內(nèi)探頭管置于外探頭管中，內(nèi)外探頭管之間的空隙供通火檢冷卻風(fēng)用。原有的鍋爐燃燒器一般都是不可以擺動的，內(nèi)外火檢探頭管也均為普通硬直管。為了使燃料燃燒充分，節(jié)約資源，傳統(tǒng)的固定式燃燒器漸漸改造升級為可擺動式燃燒器。因此，為了滿足火檢探頭隨燃燒器擺動的目的，內(nèi)外探頭管在原來的基礎(chǔ)上都各自加有一段金屬波紋管（彎曲韌性較強），其作用是在探頭隨燃燒器噴口擺動時，可進行一定程度的運動補償，防止剛性拉扯?；饳z探頭管的長度需要根據(jù)鍋爐燃燒器的尺寸來定制。

1.2光纖鏡頭組件

光纖鏡頭組件的作用是將爐膛內(nèi)火焰的光信號傳輸至處理器的探頭板上。光纖是采用高折射率的芯體與低折射率的包覆材料拉制而成。芯體具有良好的透光性能，它以極低的衰減將目標(biāo)火焰的信號從鏡頭組前端傳至后端。光學(xué)鏡頭組位于探頭的最前端，作用是將火焰發(fā)出的光聚焦后傳至光纖的端面上。

1.3火焰檢測器

常見的火焰檢測器一般分為：紫外光火焰檢測器、紅外光火焰檢測器、可見光火焰檢測器三種?；鹧鏅z測器的原理是通過發(fā)光二極管將火焰光信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過處理器放大變換以數(shù)顯型式輸出。

1.4滑動法蘭裝置

滑動法蘭裝置，由管、填料函、密封件、螺母、外擋圈、內(nèi)擋圈等組成。具體操作方法為：首先將滑動法蘭后端的螺母拆下，并取出內(nèi)外擋圈，隨后將其穿在外套管上。將內(nèi)擋圈、密封件、外擋圈依次放入滑動法蘭裝置與外探頭管之間的空隙中，并用大螺母將其把緊，最后將滑動法蘭裝置固定在爐壁上。當(dāng)燃燒器帶動火檢探頭管擺動時，可實現(xiàn)外探頭管與爐壁之間的相對運動，且密封性能良好。

擺動燃燒器火焰檢測探頭

2.工作原理

火焰檢測：煤粉（燃油）在鍋爐內(nèi)燃燒時，火焰發(fā)出的光通過鏡頭聚焦后傳至光纖上，經(jīng)過光纖傳送至火焰檢測器的光源接收器上，通過光電轉(zhuǎn)換、A / D轉(zhuǎn)換、放大器增益放大等方式將信號傳輸給處理器。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的火焰強度和脈動頻率有火、無火識別標(biāo)準(zhǔn)，自行進行識別，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換等方式給出相應(yīng)的指示和信號。

擺動說明：火檢外探頭管前端通過焊接方式固定在燃燒器的二次風(fēng)道噴口處，當(dāng)燃燒器進行擺動時（一般為±30°幅度），將帶動著火檢外探頭管一起運動。此時火檢外探頭管上的金屬波紋管憑借著自身的彎曲韌性，在外探頭管拉動時起到相對運動補償?shù)淖饔谩＿^去，火檢外探頭管的后端都是直接焊接在爐壁上的，所以當(dāng)金屬波紋管部位發(fā)生運動補償不足時，將出現(xiàn)剛性拉扯，使外探頭管破裂，冷卻風(fēng)外泄，設(shè)備燒損。為了防止這一問題的發(fā)生，擺動燃燒器火檢探頭在原有的基礎(chǔ)上又加上滑動法蘭裝置來調(diào)節(jié)。將滑動法蘭裝置套在外探頭管后端，使滑動法蘭裝置與爐壁焊接。當(dāng)金屬軟管部位出現(xiàn)補償不足時，外探頭管可以憑借著滑動法蘭裝置與爐壁之間進行相對運動，以此消除剛性拉扯力。同時滑動法蘭裝置也可以滿足其密封性，防止熱氣外泄，燒損后端的火焰檢測器。

3.結(jié)語

擺動燃燒器火焰檢測探頭結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝維護，且安全性能高。實現(xiàn)了火檢探頭隨燃燒器擺動檢測的功能。

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